既有工業(yè)廠房節(jié)能改造經(jīng)濟(jì)分析

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摘要：文中以某工業(yè)建筑廠房為例，對夏熱冬冷地區(qū)既有精密機(jī)械加工工業(yè)廠房節(jié)能改造經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析，以期為其他相同氣候分區(qū)的類似工業(yè)廠房節(jié)能改造提供適當(dāng)技術(shù)參考。

關(guān)鍵詞：精密工業(yè)廠房；圍護(hù)結(jié)構(gòu)；空調(diào)負(fù)荷；節(jié)能改造

隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,城市進(jìn)城的不斷推進(jìn),和對自然生態(tài)環(huán)境要求的不斷提高，根據(jù)國務(wù)院印發(fā)的《2030年碳達(dá)峰行動方案》要求，近期到2023年碳排放下降15%，中期到2026年碳排放下降25%，遠(yuǎn)期到2030年碳排放下降50%，最終實(shí)現(xiàn)碳中和的宏偉目標(biāo)。當(dāng)今城市的不斷擴(kuò)張以及拆舊新建過程中均會全程產(chǎn)生大量碳排放，而對既有建筑進(jìn)行節(jié)能保溫改造對降低碳排放能起到一定作用。

1既有工業(yè)廠房與現(xiàn)有節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的差異

本案例工業(yè)建筑廠房建設(shè)于2003年，在2018年1月1日之前，并無國家級規(guī)范要求工業(yè)廠房在不能氣候分區(qū)中節(jié)能保溫的要求。規(guī)范未實(shí)施之前工業(yè)建筑廠房是否實(shí)施節(jié)能保溫技術(shù)措施，主要根據(jù)工業(yè)建筑廠房內(nèi)設(shè)備所需工作溫度區(qū)間和加工材料所需環(huán)境溫度等綜合技術(shù)要求確定。案例工業(yè)廠房原屋面構(gòu)造做法為（從上之下）：壓型金屬板、30mm厚保溫棉、壓型金屬板，通過才查閱規(guī)范《民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范》計(jì)算得出現(xiàn)總傳熱系數(shù)為1.36，根據(jù)規(guī)范GB51245-2017《工業(yè)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》和GB50019-2015《工業(yè)建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，現(xiàn)夏熱冬冷地區(qū)屋面?zhèn)鳠嵯禂?shù)要求≤0.70，原做法不滿足現(xiàn)行規(guī)范要求［1］。案例工業(yè)廠房原墻面構(gòu)造做法為（從外向內(nèi)）：壓型金屬板、30mm厚保溫棉、壓型金屬板，根據(jù)GBT50176-2016《民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范》計(jì)算得出現(xiàn)總傳熱系數(shù)為1.36，根據(jù)規(guī)范GB51245-2017《工業(yè)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》和GB50019-2015《工業(yè)建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，夏熱冬冷地區(qū)現(xiàn)墻面?zhèn)鳠嵯禂?shù)要求≤0.80，原做法不滿足現(xiàn)行規(guī)范要求。案例工業(yè)廠房原外窗為塑料型材4mm厚LOW-E玻璃，窗墻比為0.26，依據(jù)相關(guān)規(guī)范得出窗戶傳熱系數(shù)為5.92，根據(jù)GB51245-2017《工業(yè)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》要求，夏熱冬冷地區(qū)現(xiàn)外窗傳熱系數(shù)要求≤3.40，原做法不滿足現(xiàn)行規(guī)范要求。

2改造要求、方法及改造前后對比

2.1設(shè)備工作溫度區(qū)間要求

本案工業(yè)廠房為航空發(fā)動機(jī)生產(chǎn)廠房，此發(fā)動機(jī)是一種高度精密的機(jī)械，因此，廠房內(nèi)制造設(shè)備及發(fā)動機(jī)原材料均對溫度區(qū)間要求較高。現(xiàn)廠房未改造之前，要維持設(shè)備工作區(qū)域溫度區(qū)間，在制冷制熱設(shè)備全負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下均難以維持，因此需對本工業(yè)廠房進(jìn)行節(jié)能改造，以達(dá)到節(jié)能減排和適當(dāng)減少經(jīng)濟(jì)開支效果。改造后要求此廠房冬季最佳工作溫度為15℃以上，夏季最佳工作溫度為25℃以下，此溫度區(qū)間為此工業(yè)廠房內(nèi)設(shè)備最佳工作環(huán)境［2］。

2.2改造前空調(diào)冷、熱負(fù)荷

通過鴻業(yè)軟件負(fù)荷計(jì)算（諧波法）廠房空調(diào)冷負(fù)荷見表1［3］。

2.3改造技術(shù)措施

對此夏熱冬冷地區(qū)既有精密機(jī)械加工工業(yè)廠房屋面、墻面和外窗進(jìn)行適當(dāng)改造，以滿足規(guī)范GB51245-2017《工業(yè)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》和GB50019-2015《工業(yè)建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》的傳熱系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求［4］，改造措施如下。（1）案例工業(yè)廠房屋面構(gòu)造做法改造為（從上之下）：壓型金屬板（原有）、防水透汽膜、100mm厚玻璃絲棉氈（燃燒性能等級A級）、隔汽層、壓型金屬板（原有），根據(jù)規(guī)范GB51245-2017《工業(yè)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》傳熱系數(shù)應(yīng)為0.50［5］。（2）案例工業(yè)廠房墻面構(gòu)造做法改造為（從外向內(nèi)）：壓型金屬板（原有）、防水透汽膜、75mm厚玻璃絲棉氈（燃燒性能等級A級）、隔汽層、壓型金屬板（原有），根據(jù)規(guī)范GB51245-2017《工業(yè)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》傳熱系數(shù)應(yīng)為0.65.（3）案例工業(yè)廠房外窗做法改造為塑料型材6中透光LOW-E+12空氣+6透明玻璃，傳熱系數(shù)為2.0。

2.4改造后空調(diào)冷、熱負(fù)荷

通過鴻業(yè)軟件負(fù)荷計(jì)算（諧波法）廠房改造后空調(diào)冷負(fù)荷見表3。

2.5對比

通過以上技術(shù)措施改造后，對空調(diào)負(fù)荷、傳熱系數(shù)、所需保溫材料與節(jié)約電費(fèi)等數(shù)據(jù)進(jìn)行改造前后簡單對比如表5、表6、表7、表8。綜合以上數(shù)據(jù)分析，本項(xiàng)目可以實(shí)施改造，改造后廠房內(nèi)設(shè)備在相對較低的能耗環(huán)境內(nèi)處于最佳工作溫度區(qū)間內(nèi)，同時(shí)在減少碳排放方面均作出了貢獻(xiàn)［6-7］。

3結(jié)語

今后夏熱冬冷地區(qū)工業(yè)廠房節(jié)能改造會越來越多，因?yàn)轫?xiàng)目建設(shè)全過程均有碳排放產(chǎn)生，在項(xiàng)目重新建設(shè)與節(jié)能改造的碳排放方面進(jìn)行對比，對既有夏熱冬冷地區(qū)廠房進(jìn)行節(jié)能改造是必然趨勢。既有夏熱冬冷地區(qū)廠房節(jié)能改造雖然技術(shù)含量并不高，其他新技術(shù)的應(yīng)用已不多，但是每個(gè)廠房都有待探索和研究的方向。

作者：周大超 單位：貴州省建筑設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司