導(dǎo)語(yǔ)：煤礦建筑節(jié)能減排改造措施研究一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：基于綠色環(huán)保的社會(huì)發(fā)展背景，以煤礦建筑為研究對(duì)象，選擇山西運(yùn)城某煤礦辦公樓為研究示例，借助建筑能耗建設(shè)軟件Doe-2進(jìn)行熱工變量計(jì)算，分析重點(diǎn)改造的熱工變量，并提出相應(yīng)的改造措施。從各項(xiàng)改造措施來(lái)看，采用發(fā)泡聚丙烯隔熱材料涂抹外墻、在屋頂增設(shè)隔熱層并鋪設(shè)膠粉聚苯顆粒隔熱保溫漿料這兩項(xiàng)措施的節(jié)能減排效果最為明顯。從綜合措施效果來(lái)看，示例建筑的年能耗由697965kW•h/a下降至419978kW•h/a，降幅達(dá)到39.83%，年CO2排放量由10588kg/a下降至5337kg/a，下降幅度達(dá)到49.59%，效果十分顯著。

關(guān)鍵詞：節(jié)能減排；煤礦建筑；傳熱系數(shù)；熱惰性值

自“十二五”以來(lái)，我國(guó)相關(guān)部門把節(jié)能減排、綠色環(huán)保作為經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略任務(wù)[1]，大力推動(dòng)低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。煤炭資源開(kāi)采行業(yè)是“高能耗”行業(yè)之一[2-3]，也是我國(guó)節(jié)能減排的重點(diǎn)研究對(duì)象。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)資料可知，目前我國(guó)煤礦建筑處于一個(gè)相對(duì)“高碳化”發(fā)展階段，煤礦建筑耗能占煤礦行業(yè)總耗能的42.2%，其中，采暖、制冷、通風(fēng)等幾個(gè)領(lǐng)域的耗能又占煤礦建筑耗能的77.3%，因此，本文將從夏季隔熱、冬季保溫措施出發(fā)，研究煤礦建筑節(jié)能減排的改造措施。

1研究思路

在生產(chǎn)、生活活動(dòng)中，煤礦建筑運(yùn)行采暖制冷設(shè)備顯然會(huì)造成使用能耗增加，CO2排放量增大，因此，國(guó)內(nèi)外有關(guān)專家從建筑的設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)等方面進(jìn)行了大量研究設(shè)計(jì)[6-8]，提出了一些富有建設(shè)性的經(jīng)驗(yàn)措施。本文將以山西運(yùn)城某煤礦作為研究對(duì)象，首先運(yùn)用先進(jìn)的建筑能耗建設(shè)軟件Doe-2分析其熱工性能，然后結(jié)合實(shí)際熱工模擬結(jié)論，就各項(xiàng)熱工變量進(jìn)行改造分析，提出幾項(xiàng)符合實(shí)際的節(jié)能改造措施，然后采用簡(jiǎn)化生命周期(LCA)理論，借助Doe-2計(jì)算各項(xiàng)措施的節(jié)能效果，通過(guò)比較確定最終方案。

2研究對(duì)象熱工性能分析

2.1研究對(duì)象選擇

據(jù)統(tǒng)計(jì)，山西運(yùn)城煤礦建筑以20世紀(jì)90年代建筑為主，本文選擇的是于1999年建成的某煤礦生產(chǎn)辦公樓作為研究對(duì)象(見(jiàn)圖1)。該樓共6層，占地面積約7229.3m2，共有辦公室85間、采暖制冷設(shè)備92套，該樓南、北朝向窗戶面積比最高，分別占有37%與33%，東、西朝向窗戶面積比最低，分別占有16%與14%，該樓未設(shè)空調(diào)。

2.2研究對(duì)象熱工變量分析

將研究示例對(duì)象熱工變量分析結(jié)果列于表1。根據(jù)表1，可見(jiàn)本次煤礦建筑節(jié)能改造措施主要可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行：(1)各層樓梯口封閉性較差，樓梯口廊廳空氣與建筑外對(duì)流控制性較差，建筑體形系數(shù)為0.33；(2)外墻的窗/墻面積比僅為21.5%，且外墻未采取有效的隔熱措施，導(dǎo)致外墻傳熱系數(shù)K值與熱惰性值D較高；(3)屋頂缺乏有效的隔熱、防止太陽(yáng)輻射吸收措施，導(dǎo)致屋頂傳熱系數(shù)K值與熱惰性值D較高；(4)所有窗框均由熱傳導(dǎo)性較高的鋁合金窗框構(gòu)成，窗戶玻璃也采用熱傳導(dǎo)性較高的普通白玻璃，導(dǎo)致外窗的傳熱系數(shù)較高；(5)從圖1中可看出，外窗未設(shè)置任何遮擋措施，外窗的遮蔽系數(shù)SC較高。

3節(jié)能改造措施分析

根據(jù)示例對(duì)象熱工分析結(jié)果，提出7種合理的技能改造措施(與前文2.2節(jié)中改造措施分析相對(duì)應(yīng))，然后與基本方案(無(wú)改造措施)進(jìn)行比較：(1)措施0：采用原設(shè)計(jì)方案，不進(jìn)行任何措施改造，以此方案作為節(jié)能改造對(duì)比基礎(chǔ)方案；(2)措施1：通過(guò)在1樓樓道口增設(shè)1扇樓道門、在2~6樓各樓道廊廳各增設(shè)8扇(每層南、北朝向各4扇)的措施，來(lái)控制樓梯間的空氣對(duì)流，改變樓梯間封閉參數(shù)，同時(shí)，也將示例對(duì)象的體形系數(shù)由0.33降為0.29；(3)措施2：措施1中增設(shè)了樓道口窗戶，因此，增大了外墻的窗/墻比比例，同時(shí)，采用先進(jìn)的淺色發(fā)泡聚丙烯隔熱材料涂抹外墻，降低建筑物外墻的熱傳遞，外墻的傳熱系數(shù)K值與熱惰性值D分別降為2.07W/(m2/K)與1.52；(4)措施3：屋頂增設(shè)隔熱層，并鋪設(shè)膠粉聚苯顆粒隔熱保溫漿料，屋頂?shù)膫鳠嵯禂?shù)K值與熱惰性值D分別降為2.76W/(m2/K)與1.67；(5)措施4：將鋁合金窗框更換為塑鋼材料，將窗戶玻璃更好為白玻璃，外窗的傳熱系數(shù)K值降為1.65W/(m2/K)；(6)措施5：安裝活動(dòng)百葉綸棉隔熱布窗簾，外窗在夏天的遮蔽系數(shù)增大為0.75；(7)措施6：組合措施1~措施5。

4計(jì)算結(jié)果

采用LCA理論，借助Doe-2，將措施0~措施6的節(jié)能減排情況詳細(xì)列于表2。分析表2可知，在單項(xiàng)措施中，措施3與措施2的節(jié)能減排效果最明顯，可見(jiàn)煤礦建筑中主要的熱傳遞都是通過(guò)外墻與屋頂產(chǎn)生，同時(shí)，建筑結(jié)構(gòu)的體型系數(shù)直接影響了建筑內(nèi)外的氣體交換，因此，措施1也能產(chǎn)生較為明顯的節(jié)能減排效果。在綜合各單項(xiàng)措施后，示例建筑的年能耗由697965kW•h/a下降至419978kW•h/a，降幅達(dá)到39.83%，年CO2排放量由10588kg/a下降至5337kg/a，下降幅度達(dá)到49.59%，效果十分顯著。

5結(jié)論

本文在國(guó)內(nèi)外推動(dòng)綠色低碳、可持續(xù)發(fā)展的背景下，選擇煤礦建筑為研究對(duì)象，以山西運(yùn)城某煤礦辦公樓為例，通過(guò)熱工變量分析，相應(yīng)地制定了5項(xiàng)單項(xiàng)措施以及各項(xiàng)措施匯總，最后借助Doe-2將各措施進(jìn)行了對(duì)比計(jì)算，得到了以下結(jié)論：(1)根據(jù)示例建筑的熱工變量分析，總結(jié)了外窗的傳熱系數(shù)K值、體形系數(shù)、外窗的遮蔽系數(shù)SC值、屋頂?shù)膫鳠嵯禂?shù)K值、屋頂?shù)臒岫栊灾礑值、外墻的傳熱系數(shù)K值、外墻的熱惰性值D值等主要改造熱工變量，并針對(duì)性地制定了相應(yīng)的工程措施；(2)從單項(xiàng)措施來(lái)看，措施3、措施2的節(jié)能減排效果最為明顯，這兩項(xiàng)措施的節(jié)能率依次為26.16%與19.35%，減排率依次為26.83%與17.56%，由此也可見(jiàn)，單獨(dú)依靠單項(xiàng)措施，往往效果有限，無(wú)法達(dá)到節(jié)能減排的目標(biāo)；(3)在綜合各單項(xiàng)措施后，示例建筑的年能耗由697965kW•h/a下降至419978kW•h/a，降幅達(dá)到39.83%，年CO2排放量由10588kg/a下降至5337kg/a，下降幅度達(dá)到49.59%，效果十分顯著。本文研究結(jié)論可為同類既有煤礦建筑改造提供借鑒與依據(jù)，同時(shí)，也可為類似煤礦建筑設(shè)計(jì)提供參考，具有十分顯著的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。

作者:陳德明 單位:中天合創(chuàng)能源有限責(zé)任公司

參考文獻(xiàn)：

[1]劉順妮.水泥-混凝土體系環(huán)境影響評(píng)價(jià)及應(yīng)用研究[D].武漢:武漢理工大學(xué),2002.

[3]陳紅,郝維昌,石鳳,等.幾種典型高分子材料的生命周期評(píng)價(jià)[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2004,24(3):545-549.

[4]趙平,同繼鋒,馬眷榮.建筑材料環(huán)境負(fù)荷指標(biāo)及評(píng)價(jià)體系的研究[J].中國(guó)建材科技,2004,13(6):1-7.

[5]中國(guó)建設(shè)部.GB50096-199,住宅建筑設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1999.

[6]張志敏.河南省煤層氣產(chǎn)業(yè)化發(fā)展思考[J].中州煤炭,2007,(2):21-26.

[7]中國(guó)統(tǒng)計(jì)部.中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒1997-2007[M].北京:中國(guó)統(tǒng)計(jì)出版社,2007.

[8]中國(guó)建設(shè)部.JGJl29-2000,既有采暖居住建筑節(jié)能改造技術(shù)規(guī)程[S].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2000.