既有工業廠房節能改造經濟分析

時間:2022-09-02 09:12:29

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既有工業廠房節能改造經濟分析

摘要:文中以某工業建筑廠房為例,對夏熱冬冷地區既有精密機械加工工業廠房節能改造經濟性進行分析,以期為其他相同氣候分區的類似工業廠房節能改造提供適當技術參考。

關鍵詞:精密工業廠房;圍護結構;空調負荷;節能改造

隨著社會經濟的不斷發展,城市進城的不斷推進,和對自然生態環境要求的不斷提高,根據國務院印發的《2030年碳達峰行動方案》要求,近期到2023年碳排放下降15%,中期到2026年碳排放下降25%,遠期到2030年碳排放下降50%,最終實現碳中和的宏偉目標。當今城市的不斷擴張以及拆舊新建過程中均會全程產生大量碳排放,而對既有建筑進行節能保溫改造對降低碳排放能起到一定作用。

1既有工業廠房與現有節能標準的差異

本案例工業建筑廠房建設于2003年,在2018年1月1日之前,并無國家級規范要求工業廠房在不能氣候分區中節能保溫的要求。規范未實施之前工業建筑廠房是否實施節能保溫技術措施,主要根據工業建筑廠房內設備所需工作溫度區間和加工材料所需環境溫度等綜合技術要求確定。案例工業廠房原屋面構造做法為(從上之下):壓型金屬板、30mm厚保溫棉、壓型金屬板,通過才查閱規范《民用建筑熱工設計規范》計算得出現總傳熱系數為1.36,根據規范GB51245-2017《工業建筑節能設計統一標準》和GB50019-2015《工業建筑供暖通風與空氣調節設計規范》要求,現夏熱冬冷地區屋面傳熱系數要求≤0.70,原做法不滿足現行規范要求[1]。案例工業廠房原墻面構造做法為(從外向內):壓型金屬板、30mm厚保溫棉、壓型金屬板,根據GBT50176-2016《民用建筑熱工設計規范》計算得出現總傳熱系數為1.36,根據規范GB51245-2017《工業建筑節能設計統一標準》和GB50019-2015《工業建筑供暖通風與空氣調節設計規范》要求,夏熱冬冷地區現墻面傳熱系數要求≤0.80,原做法不滿足現行規范要求。案例工業廠房原外窗為塑料型材4mm厚LOW-E玻璃,窗墻比為0.26,依據相關規范得出窗戶傳熱系數為5.92,根據GB51245-2017《工業建筑節能設計統一標準》要求,夏熱冬冷地區現外窗傳熱系數要求≤3.40,原做法不滿足現行規范要求。

2改造要求、方法及改造前后對比

2.1設備工作溫度區間要求

本案工業廠房為航空發動機生產廠房,此發動機是一種高度精密的機械,因此,廠房內制造設備及發動機原材料均對溫度區間要求較高。現廠房未改造之前,要維持設備工作區域溫度區間,在制冷制熱設備全負荷運轉的情況下均難以維持,因此需對本工業廠房進行節能改造,以達到節能減排和適當減少經濟開支效果。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,此溫度區間為此工業廠房內設備最佳工作環境[2]。

2.2改造前空調冷、熱負荷

通過鴻業軟件負荷計算(諧波法)廠房空調冷負荷見表1[3]。

2.3改造技術措施

對此夏熱冬冷地區既有精密機械加工工業廠房屋面、墻面和外窗進行適當改造,以滿足規范GB51245-2017《工業建筑節能設計統一標準》和GB50019-2015《工業建筑供暖通風與空氣調節設計規范》的傳熱系數標準要求[4],改造措施如下。(1)案例工業廠房屋面構造做法改造為(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),根據規范GB51245-2017《工業建筑節能設計統一標準》傳熱系數應為0.50[5]。(2)案例工業廠房墻面構造做法改造為(從外向內):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),根據規范GB51245-2017《工業建筑節能設計統一標準》傳熱系數應為0.65.(3)案例工業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,傳熱系數為2.0。

2.4改造后空調冷、熱負荷

通過鴻業軟件負荷計算(諧波法)廠房改造后空調冷負荷見表3。

2.5對比

通過以上技術措施改造后,對空調負荷、傳熱系數、所需保溫材料與節約電費等數據進行改造前后簡單對比如表5、表6、表7、表8。綜合以上數據分析,本項目可以實施改造,改造后廠房內設備在相對較低的能耗環境內處于最佳工作溫度區間內,同時在減少碳排放方面均作出了貢獻[6-7]。

3結語

今后夏熱冬冷地區工業廠房節能改造會越來越多,因為項目建設全過程均有碳排放產生,在項目重新建設與節能改造的碳排放方面進行對比,對既有夏熱冬冷地區廠房進行節能改造是必然趨勢。既有夏熱冬冷地區廠房節能改造雖然技術含量并不高,其他新技術的應用已不多,但是每個廠房都有待探索和研究的方向。

作者:周大超 單位:貴州省建筑設計研究院有限責任公司