绿色建筑工程全寿命周期节能实施及增量成本分析

摘 要绿色建筑评价中，节能评价是评价标准的重要组成部分，节能与能源利用包括降低建筑能耗、提高用能效率、使用可再生资源三项。绿色建筑工程全寿命周期节能实施中运用绿色建筑技能技术，被动节能设计、太阳能热水系统、通风空调系统是最普及。其中如何主动利用太阳能及自然通风到采用合适的通风空调被动的空间制冷，是公用建筑的降低建筑能耗的重点，本文以海棠湾五星级酒店建筑为例，从设计方案、施工过程及运营阶段的绿色建筑全寿命周期中，重点探讨绿色建筑节能实施中利用太阳能、自然通风和水源热泵的增量成本及效益、增量成本和静态投资回收期分析。关键词：被动节能设计 水源热泵 增量成本 静态投资回收期一、海棠湾某酒店项目节能设计及节能技术运用1、工程概况1）项目名称：海棠湾某酒店项目2）项目位置：海南省三亚市3）建设规模：用地面积：.36；项目总建筑面积：.15平方米，建筑占地面积2.3万，绿地60.3%，建筑高度27.6m，其中地上6层，地下3层。2011年8月8日竣工。2012年1月该项目获得建设设计标识三星级认证，2015年12月获得绿色建筑三星级标识认证。2、被动节能设计要求项目考虑到三亚夏热冬暖的气候特点，维护结构及平面设计及组合等方面考虑到了降低建筑能耗、提高用能效率。2.1项目在进行建筑设计时，充分考虑了与建筑节能关系密切的建筑平面设计与组合、窗墙比、建筑体形、建筑体量诸多方面进行考虑，设计出符合节能标准要求的节能建筑。2.2建筑的长宽比对于节能也有很大影响。窗户是耗热的薄弱环节，是节能的重点部位，改善建筑物窗户（包括阳台门）的保温性能和加强窗户的气密性是节能的关键措施。项目建筑群体组合能达到建筑间形成气流通道，主导风可顺畅到达各建筑物，有效利用了建筑向阳面和背阴面形成风压差，建筑周围立面的通风口开启较多，建筑外窗可开启面积大于30%南北两侧风口位置对称分布，室内空间通透，易形成“穿堂风”，有利于室内自然通风和采光。项目酒店设置大面积外窗，可有效改善室内的自然采光效果。宴会厅等区域采用下沉式庭院设计，可提高该区域的采光，减少人工照明的使用。2.3项目外墙采用了厚度了250mm的钢筋混凝土，屋顶采用厚度40mm的聚苯乙烯泡沫塑料。外窗采用铝合金无色中空玻璃。酒店客房采用阳台自遮阳和内遮阳设计。3、高效能的空调系统节能设计项目在后勤区机电房部分，集中设置一间冷冻站及锅炉房，为整个项目供冷及采暖。从建筑的使用功能和位置上考虑，将空调水系统分为客房、公共、后勤三部分。空调通风系统在水系统分区的基础上，根据房间功能具体设计。3.1客房通风空调：3.1.1使用特点房间数量较多，单个房间日负荷有一定变化规律，负荷高峰期集中在一定时间段。一年内总负荷根据开房率的变化而产生较大变化。3.1.2空调风系统客房采用风机盘管加新风系统。竖向送新风。新风机放置在屋顶机房内，新风经过消声器后送入各房间。并在风管处采取措施避免房间串音。新风空调机组不变频。卫生间排风采用竖向排风形式，各排风管井排至屋面上后，统一经过排风机高空排放。排风机放在屋顶机房内。各竖向支管上设70度防火调节阀。采用新风换气机放置在屋顶机房内，回收卫生间排风中的冷量提供给新风，新风经过新风换气机的预冷后再送入新风空调机组，从而达到节能的效果。3.1.3空调水系统 某部分共设一路供回水主干管，采用四管制，在过度季节可同时供冷和供热。供回水主干管道采用水平同程式敷设，管井分支管采用异程式敷设。3.2后勤部分3.2.1使用特点厨房、员工更衣室使用空调时间多集中在某些特定时间段上；其他房间使用时间较为固定，均为酒店规定的上班时间。负荷较稳定，日间变化不大，夜晚负荷较小。厨房附属房间，如冷藏冷冻库、巧克力制作间、冷菜间等低温房间，由于对室内环境有特定要求，分别采用独立的系统进行处理。后勤部分空气排放时的清洁度不相同，在设计送、排风的路线时特别注意不同房间的压力梯度问题，送排风不可短路，不能产生交叉污染。厨房、洗衣房保持相对负压。3.2.2空调风系统厨房及洗衣房采用全空气新风系统。室内机采用卧式或立式机组，放置在空调机房内。为防止机房噪音干扰室内，在机房内设必要的吸音措施。新风经过处理后送入室内的人员工作岗位上。厨房排油烟及排风、洗衣房排风经过处理达到排放要求后高空排放。新风经过初效过滤器采自室外。厨房及洗衣房应保持负压状态。办公房间采用风机盘管加新风系统。水平送新风。新风机组放置吊顶安装，放置在机房内。机电房、仓库等房间不需要空调，需要进行送风及排风。3.2.3空调水系统公共区和后勤区共用同一路供回水管，管道采用水平同程式。采用二管制。夏天供冷，冬天供热，在站房里设置阀门进行转换。3.3冷冻站及锅炉房3.3.1冷冻站冷冻站采用3台800RT的水冷式变频离心机组及1台400RT水-水热泵机组（三用一备，当其中一台检修时，其他设备至少满足80%的冷量需求），提供712度冷冻水。采用环保型冷媒。夜晚水-水热泵机组在热水状态下运行，产生60度热水提供给热水箱，供第二天全天使用。同时产生的冷冻水满足系统15%的冷量需求。如果该机组检修或出故障时，则通过锅炉房蒸汽锅炉热交换产生热水提供给热水箱。热水满足使用要求后，水-水热泵机组在制冷状态下运行，满足酒店低负荷时（15%冷负荷以下）的制冷要求。在冷负荷达到15%以上时，水冷式变频离心机组开始变频启动，进行制冷。并停止水-水热泵机组，从而减少水-水热泵机组的运行时间，延长其使用寿命。冷冻站内设必要的吸音降噪措施。3.3.2锅炉房锅炉房采用二台4T，一台2T的蒸汽锅炉，三台互为备用，可满足厨房、洗衣房的蒸汽量要求，并作为集中采暖的热源和热水补充热源。3.4自控部分3.4.1冷水机组、冷水泵、冷却水泵、冷却塔风机及其进水电动蝶阀应进行电气联锁启停，其启动顺序为冷却塔进水电动蝶阀-冷却水泵-冷冻水泵-冷却塔风机-冷水机组，系统停车时顺序与上述相反。3.4.2冷冻水管四个分区的干管上设动态流量平衡阀以平衡水量。3.4.3防火阀与其所连的风机联动。防火阀在动作时需要输出信号给消防控制中心，由消防控制中心将相应的通风系统状态转换为排烟系统状态。4、太阳能热水系统设计项目采用太阳能热水集中供水系统，供酒店客房及后勤厨房用热水，辅助热源采用螺杆式热回收机组提供热水。屋顶设置总面积980平米的真空管集热器，集热效率50%，太阳能集热系统采用强制循环间接加热系统，在地下水泵房设置集中热水箱，系统设置热量表对集热器提供的热水量进行计量，2014年全年太阳能热水系统提供的热水量占建筑热水需求量的比例为26.08%。二、施工阶段节能实施1、节能措施在施工组织设计中，合理安排施工顺序、工作面，以减少作业区域的机具数量，相邻作业区充分利用共有的机具资源。2、 机械设备与机具1、建立施工机械设备管理制度，开展用电、用油计量，完善设备档案，及时做好维修保养工作，使机械设备保持低耗、高效的状态。2、选择功率与负载相匹配的施工机械设备，避免大功率施工机械设备低负载长时间运行。机电安装可采用节电型机械设备，如逆变式电焊机和能耗低、效率高的手持电动工具等，以利节电。3、合理安排工序，提高各种机械的使用率和满载率，降低各种设备的单位耗能。3 、施工用电及照明1、临时用电优先选用节能电线和节能灯具，临电线路合理设计、布置，临电设备宜采用自动控制装置。2、照明设计以满足最低照度为原则。三、运营阶段节能实施运营阶段选择喜达屋集团，制定了科学可行的节能操作管理制度。节能指标达到设计要求。运营管理即建立运营管理的网络平台，加强对节能、节水的管理和环境质量的监视，提高物业管理水平和服务质量。物业管理应建立建筑、设备与系统的维护制度，减少因维修带来的材料消耗； 四、绿色建筑节能增量效益分析项目的施工节能和运营节能效率与非绿色建筑项目区别不大，因此本文重点分析的增量成本主要是建筑成本，同时增量成本效益也主要是与项目建筑成本相匹配。本项目建筑工程节能的增量成本主要包括太阳能热水系统，节能灯具，高效热回收系统，项目自2014年到2015年全年实际运行能耗为10329mwh，单位面积能耗指标为86.68kwh/，节能率为63%。从项目增量成本统计为1673万元，单位面积节能成本为154元，按照项目节约的运行费用为349万元，静态投资回收期为4.79年。在目前中国绿色建筑公建中是比较先进的。结论在中央实施可持续发展战略、构建和谐社会的战略目标的指引下，绿色建筑理念已经得到社会的广泛尊重和认可。酒店获得了绿色建筑评价设计三星级及运营三星级。酒店的绿色建筑在宣传及公众认可度要比非绿色建筑有更多的优势，具有宏观经济效益同时自身的投资回收期也比较有优势。另外财政厅也发文，对通过绿色建筑标准评价的项目进行财政补贴，这将更有利于本项目绿色建筑减少节能增量成本，投资收益会更高。海棠湾某酒店在建造和使用过程中，始终以绿色建筑评价标准为目标，建造出更有利于环境发展和人民健康生活的建筑。参考文献1、 马素贞绿色建筑技术实施指南中国建筑工业出版社20162、 陈浩绿色建筑施