導(dǎo)語：煤礦建筑節(jié)能減排改造措施研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，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)保的社會發(fā)展背景，以煤礦建筑為研究對象，選擇山西運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進行熱工變量計算，分析重點改造的熱工變量，并提出相應(yīng)的改造措施。從各項改造措施來看，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措施的節(jié)能減排效果最為明顯。從綜合措施效果來看，示例建筑的年能耗由697965kW•h/a下降至419978kW•h/a，降幅達到39.83%，年CO2排放量由10588kg/a下降至5337kg/a，下降幅度達到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，我國相關(guān)部門把節(jié)能減排、綠色環(huán)保作為經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略任務(wù)[1]，大力推動低碳經(jīng)濟的發(fā)展。煤炭資源開采行業(yè)是“高能耗”行業(yè)之一[2-3]，也是我國節(jié)能減排的重點研究對象。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計資料可知，目前我國煤礦建筑處于一個相對“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)、生活活動中，煤礦建筑運行采暖制冷設(shè)備顯然會造成使用能耗增加，CO2排放量增大，因此，國內(nèi)外有關(guān)專家從建筑的設(shè)計、施工、運營等方面進行了大量研究設(shè)計[6-8]，提出了一些富有建設(shè)性的經(jīng)驗措施。本文將以山西運城某煤礦作為研究對象，首先運用先進的建筑能耗建設(shè)軟件Doe-2分析其熱工性能，然后結(jié)合實際熱工模擬結(jié)論，就各項熱工變量進行改造分析，提出幾項符合實際的節(jié)能改造措施，然后采用簡化生命周期(LCA)理論，借助Doe-2計算各項措施的節(jié)能效果，通過比較確定最終方案。

2研究對象熱工性能分析

2.1研究對象選擇

據(jù)統(tǒng)計，山西運城煤礦建筑以20世紀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)辦公樓作為研究對象(見圖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研究對象熱工變量分析

將研究示例對象熱工變量分析結(jié)果列于表1。根據(jù)表1，可見本次煤礦建筑節(jié)能改造措施主要可從以下幾個方面進行：(1)各層樓梯口封閉性較差，樓梯口廊廳空氣與建筑外對流控制性較差，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應(yīng))，然后與基本方案(無改造措施)進行比較：(1)措施0：采用原設(shè)計方案，不進行任何措施改造，以此方案作為節(jié)能改造對比基礎(chǔ)方案；(2)措施1：通過在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，來控制樓梯間的空氣對流，改變樓梯間封閉參數(shù)，同時，也將示例對象的體形系數(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，采用先進的淺色發(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)能減排情況詳細列于表2。分析表2可知，在單項措施中，措施3與措施2的節(jié)能減排效果最明顯，可見煤礦建筑中主要的熱傳遞都是通過外墻與屋頂產(chǎn)生，同時，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。在綜合各單項措施后，示例建筑的年能耗由697965kW•h/a下降至419978kW•h/a，降幅達到39.83%，年CO2排放量由10588kg/a下降至5337kg/a，下降幅度達到49.59%，效果十分顯著。

5結(jié)論

本文在國內(nèi)外推動綠色低碳、可持續(xù)發(fā)展的背景下，選擇煤礦建筑為研究對象，以山西運城某煤礦辦公樓為例，通過熱工變量分析，相應(yīng)地制定了5項單項措施以及各項措施匯總，最后借助Doe-2將各措施進行了對比計算，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，并針對性地制定了相應(yīng)的工程措施；(2)從單項措施來看，措施3、措施2的節(jié)能減排效果最為明顯，這兩項措施的節(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，單獨依靠單項措施，往往效果有限，無法達到節(jié)能減排的目標；(3)在綜合各單項措施后，示例建筑的年能耗由697965kW•h/a下降至419978kW•h/a，降幅達到39.83%，年CO2排放量由10588kg/a下降至5337kg/a，下降幅度達到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，也可為類似煤礦建筑設(shè)計提供參考，具有十分顯著的經(jīng)濟效益與社會效益。

作者:陳德明 單位:中天合創(chuàng)能源有限責(zé)任公司

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