暖通空调分区

绿色工业建筑评价标准专辑

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绿色工业建筑评价标准专辑 《2016-2020年工业绿色发展规划》提出:创建绿色工厂 发展绿色工业园区。 创建绿色工厂:按照厂房集约化、原料无害化、生产洁净化、废物资源化、能源低碳化的原则分类创建绿色工厂。引导企业按照绿色工厂建设标准建造、改造和管理厂房,集约利用厂区。鼓励企业使用清洁原料,对各种物料严格分选、分别堆放,避免污染。优先选用先进的清洁生产技术和高效末端治理装备,推动水、气、固体污染物资源化和无害化利用,降低厂界环境噪声、振动以及污染物排放,营造良好的职业卫生环境。采用电热联供、电热冷联供等技术提高工厂一次能源利用率,设置余热回收系统,有效利用工艺过程和设备产生的余(废)热。提高工厂清洁和可再生能源的使用比例,建设厂区光伏电站、储能系统、智能微电网和能管中心。

绿色工业建筑评价标准专辑

《2016-2020年工业绿色发展规划》提出:创建绿色工厂 发展绿色工业园区。

创建绿色工厂:按照厂房集约化、原料无害化、生产洁净化、废物资源化、能源低碳化的原则分类创建绿色工厂。引导企业按照绿色工厂建设标准建造、改造和管理厂房,集约利用厂区。鼓励企业使用清洁原料,对各种物料严格分选、分别堆放,避免污染。优先选用先进的清洁生产技术和高效末端治理装备,推动水、气、固体污染物资源化和无害化利用,降低厂界环境噪声、振动以及污染物排放,营造良好的职业卫生环境。采用电热联供、电热冷联供等技术提高工厂一次能源利用率,设置余热回收系统,有效利用工艺过程和设备产生的余(废)热。提高工厂清洁和可再生能源的使用比例,建设厂区光伏电站、储能系统、智能微电网和能管中心。

发展绿色工业园区:以企业集聚化发展、产业生态链接、服务平台建设为重点,推进绿色工业园区建设。优化工业用地布局和结构,提高土地节约集约利用水平。积极利用余热余压废热资源,推行热电联产、分布式能源及光伏储能一体化系统应用,建设园区智能微电网,提高可再生能源使用比例,实现整个园区能源梯级利用。加强水资源循环利用,推动供水、污水等基础设施绿色化改造,加强污水处理和循环再利用。促进园区内企业之间废物资源的交换利用,在企业、园区之间通过链接共生、原料互供和资源共享,提高资源利用效率。推进资源环境统计监测基础能力建设,发展园区信息、技术、商贸等公共服务平台。

--本次课件资料由《建设科技杂志》提供帮助。

我国绿色工业建筑发展综述及实践分析:

2013年8月8日《绿色工业建筑评价标准》GB/T50878-2013发布;2014年3月1日起实施,是绿色工业建筑评价的唯一依据。

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截至2017年6月,全国共有58个项目获得绿色工业建筑标识。

随着《绿色工业建筑评价标准》的发布,绿色工业建筑愈加受到关注,2014年项目申报数量(15个)已超过前两年的总和,2015年项目数量9个,其中有4个运行标识项目,2016年项目数量14,其中12设计标识,2个运行标识,2017年上半年项目数量7个,其中6个设计标识,1个运行标识。

绿色工业建筑项目整体星级较高,三星级项目26个占44.8%,一星级项目只有5个仅占8%,这是因为绿色工业建筑尚在“自愿申报”阶段,参评项目大多已在绿色实践中取得良好效果。

获得绿色工业建筑标识的58 个项目中有10个项目为运行标识,所占比例为17.2%,远远高于民用绿色建筑的比例(5.1%),从一定程度上说明,工业建筑领域节能环保技术措施的落实率较高。

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目前,绿色工业建筑项目主要集中在设备制造业,尤其是汽车制造业,参评的9个项目中7个获得了三星级。黑色金属冶炼和压延加工业,铁路、船舶、航空航天和其他运输设备制造业,酒、饮料和精制茶制造业,仪器仪表制造业,公共设施管理业和水的生产和供应业,也各有1个项目。

经分析总结,绿色工业建筑在实践中普遍具有以下特点:

1、设备绿色环保,节能减排显著

某汽车生产企业喷漆室采用高压静电漆雾分离系统,由传统的文丘里气水涡流混合改成高压静电吸附,喷漆室里的送风由原来的100%新鲜空气下降为15%新鲜空气+85%的循环空气,大幅节省能源消耗的同时也降低了各类污染物的排放。

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2、联合厂房设计,合理布置工艺

某汽车生产企业,按照“一次规划,分期实施”的原则进行总图的规划布置,合理规划布置各建(构)筑物、室外堆场、通过采用合理的建筑间距,有效整合零散空间;厂房根据工艺要求有效采用不规则形体设计。

总图及道路规划按照功能分区,结合生产工艺流程合理、物流顺畅、单向物流、运输路线短捷和人流、物流分开的原则进行各厂房、公用站房以及其他附属设施等总平面布置。

3、工艺技术先进,大幅节约场地

某钢构生产企业,采用单面焊双面成型工艺(FCB) ,简化焊接工序,减少翻身次数,大幅提高生产效率,单位产量生产场地为5m2/t,仅为传统钢结构生产模式单位产量占地面积的1/2~1/3。

4、高架立体仓储,高效物流管理

工业项目为减少原材料运输能耗提高经济效益,需建立适宜的物流系统。除了完善的外部交通条件,厂区内部物流也应力求安全合理、高效节能。

某汽车生产企业,物流仓储采用立体高架方式,并通过物流管理系统进行科学、高效的调配与信息管理。同时,厂房内部物流运输优先采用电瓶叉车,分车间集中布置叉车充电区域。

5、结合厂房形式,优化空调设置

高大厂房适合采用燃气红外线辐射采暖系统冬季供暖。燃气辐射采暖设备燃烧后的尾气室外排放,不影响室内空气质量。系统配套可编程温度控制器,分区域进行温度自动控制。

此外,高大厂房采用分层空调,使上下空间分隔,主要对车间下部区域进行空气调节,保证工作区温湿度的要求,而对车间上部区域不控制。与全室空调相比,有明显的节能效果。

6、回收余冷余热,尝试热电联产

工业生产往往产生余冷余热,能否做好能量回收将直接影响资源消耗。某项目各车间工艺冷却设备产生大量而稳定废热水,通过水源热泵机组对其中废热进行回收,产生的热水可满足全厂员工洗浴所用。

另一项目除利用厂区内部的余冷余热外,还与毗邻热电厂达成协议,利用热电厂的蒸汽供车间冬季采暖及工艺用热,形成热电联产格局,大大提高了一次能源的利用率,相比于采用天然气更为经济节能。

7、利用自然条件,收集回用雨水

南方地区雨量充沛,而雨水是天然的优质水源,经简单处理即可回用,处理费用低廉,同时又可与景观结合某项目将雨水和中水一并汇入厂区内2万立方米的人工湖,人工湖内建有人工湿地及生态驳岸,雨水和中水经人工湿地处理后回用于厂区绿化浇灌、场地冲洗、室外消火栓供水、室内冲厕,既节约了水资源又美化了厂区环境。

8、节约生产用水,回用生产废水

某汽车生产企业,涂装生产线选用RODIP前处理电泳设备,比传统悬链结构节水约50%;同时设备采用逆流循环补水工艺,进一步节约水资源生活污水和生产废水采用MBR+ RO工艺处理,出水用于绿化、冲厕及循环水补水。系统投资274万元,年产用水量34.8万

m³,年节约水费83.63万元,投资回收期仅3.28年。

9、隔声降噪除尘,职业健康防护

某煤机生产企业锻造车间400kJ电液锤采用弹簧阻尼减震基础,并将噪音较大的设备尽量集中布置在车间的一侧,以减轻设备振动噪音对周围环境的影响。设置二十余套除尘系统,采用旋风除尘器+PTFE覆膜滤筒过滤装置,电火花捕捉器+油雾净化器,脉冲袋式除尘器,蜂窝状活性炭+活性炭吸附床等多种多级除尘方式,经处理后烟尘净化率达99%以上。

10、危废合规处置,控制毒害物质

某煤机生产企业将铸造废砂、废漆渣、除尘中的灰尘及尘泥、废乳化液(机械冷却)、废矿物油,各分厂各自存放,定期由有资质的单位回收,边角料、废铸件返回电炉熔炼焊接整体通风除尘机组采用置换通风方式,上送下回,厂房4米以下空气的清洁度 4mg/m³,粉尘、苯、甲苯、二甲苯、CO、氨等所有检测项目均符合工作场所有害因素职业接触限制。

11、BIM模拟技术,工艺仿真控制

工业建筑面积很大、工艺管道复杂,多个项目采用BIM技术,对建筑和设备建立三维模型实现了设计阶段提高各专业协同效率,施工过程中减少人力物力浪费,提高运营质量。信息模拟技术应用于工艺生产上,利用虚拟仿真平台,可根据产能及人力物力调整产能、确定生产线节拍、分析出最优的调度与加工顺序,还可进行仓储系统及生产成本分析。

12、充分利用屋顶,建设光伏系统

某汽车生产企业,利用VDC场地建设太阳能光伏发电系统,总装机容量约20MW,光伏组件作为建筑构件,与建筑紧密结合在一起,既有建材作用又有发电的功能。

采用合同能源管理的创新模式,由第三方出资代建,工厂折扣价买入,每年可节省上百万元电费。同时,建设太阳能热水系统,供工人淋浴。

13、结合项目实际,自创实用技术

一般来说,绿色工业建筑的建设方同时也是使用者,因此建设方往往在项目在规划设计阶段,就会“精打细算”,详细计算各项拟采用技术的回收期后,制定出指导项目建设的方案。

优先选用投入产出比高的被动技术,合理采用主动技术,适度尝试投入较高的可再生能源利用技术,力求发挥各项技术之间的联动优势。

14、注重实效为先,严控增量成本

一般来说,绿色工业建筑的建设方同时也是使用者,因此建设方往往在项目在规划设计阶段,就会“精打细算”,详细计算各项拟采用技术的回收期后,制定出指导项目建设的方案。优先选用投入产出比高的被动技术,合理采用主动技术,适度尝试投入较高的可再生能源利用技术,力求发挥各项技术之间的联动优势。

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本段作者:中国城市科学研究会绿色建筑研究中心 吕丽娜 赵娜

绿色咨询在绿色工业建筑利益相关者中的协调与衔接作用探讨:

绿色工业建筑是指“在建筑的全寿命周期内,能够最大限度地节约资源(节地、节能、节水、节材)、减少污染、保护环境,提供适用、健康、安全、高效使用空间的工业建筑。

绿色工业建筑利益相关者是指在绿色工业建筑项目的全生命周期中,对绿色理念的实现产生不同程度的影响或受到创建活动影响的所有单位和群体。

绿色工业建筑利益相关者包括:政府部门、使用单位、建设单位、设计单位、设备材料供应商、施工单位、监理单位、绿色咨询单位、绿色工业建筑评审单位、环境评价单位、职业卫生评价单位、废物处理单位、运输单位、产品用户和社会公众。

绿色工业建筑利益相关者内在联系

绿色工业建筑的全寿命周期过程中需要众多利益相关者参与和支持,是一个多元素动态系统。绿色工业建筑建设项目的实施过程中,这些利益相关者之间构成了一个复杂的关系网络(如图1所示),各相关方在其中相互作用、相互影响,通过信息互换、明确责任、优化资源和利益的配置、分工协作,共同推动绿色工业建筑的良性发展。

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绿色咨询在绿色工业建筑利益相关者的协调与衔接作用

绿色工业建筑的利益相关者管理是一个复杂的系统管理过程,其关系网涉及范围广,结构复杂,整个建设项目的正常、有序发展离不开各利益相关者之间的协调。通过协调合理配置绿色工业建筑各利益相关者的目标、利益需求,减小摩擦与冲突,建立一个高效的合作机制,合理利用各利益相关者的资源优势,提

高综合生产力。

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绿色工业建筑利益相关者的协调包括三个方面:首先,加强利益相关者子系统内部的协调与合作,也就是由政府部门等组成的主动力系统与由设备材料供应商等组成的助推力系统内部之间的相互联系和交互,达成和谐状态。

绿色工业建筑利益相关者作用于绿色工业建筑的全生命周期,是绿色工业建筑的基本建设者,建立并努力推进利益相关者协调机制,激励各利益相关者相互配合、交互合作,能有效促进整个绿色工业建筑建筑项目目标的实现。

本段作者:机械工业第六设计研究院有限公司 管仁波 宋高举 许远超 一汽-大众汽车有限公司 杨光

一汽—大众天津工厂绿色工业建筑实践探索:

一、项目概况

一汽—大众天津工厂项目建成后年产乘用车30万辆,选址于天津开发区泰达宁河工业园内,主要建设有:冲压车间、焊装车间、涂装车间、总装车间及原料库房、成品车停车场、试车跑道、车间生活间(食堂、休息)及技术中心等设施。生产单元包括冲压、焊装、涂装和总装等。项目总用地面积为108.1万m2,总建筑面积为103.94万m2。

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冲压车间、焊接车间、涂装车间、总装车间采用钢结构厂房,联合站房、污水处理站采用框架结构。贯彻工厂建设“三同时”的方针,加强安全、环保、节能措施,提高生产安全,节能降耗,防治污染的水平,满足国家和地方法规要求。

二、规划方案阶段绿色技术应用

建设单位在前期多个整车厂建设绿色实践的基础上,利用本项目搭建企业绿色工业建筑标准化流程。在项目规划阶段明确绿色工业建筑的星级目标、总投资增量以及技术路线,并在选址、总图规划、可再生能源利用、环境保护等方面重点考虑绿色技术的应用。

2.1 项目选址

总体规划和厂址选择是节地的重要组成部分,与交通运输也密切相关,一汽—大众天津工厂位于天津市未来科技城内,厂址选择主要考虑因素如下表。

表1 厂址选择

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2.2 总图规划

项目选址及用地确定后,总图规划是绿色工业建筑节地技术应用的关键点。考虑后期为新能源汽车发展预留场地,项目一次规划分期建设。物流组织结合以往整车厂规划经验,基于精益理念、以物流配送为中心建设超大型联合厂房。此类总图布置方式是目前发展方向,较过去U型、或平行布置,节地、物流路线短捷优势明显。

结合项目工艺流程,项目冲压车间、冲压件存放地、焊装车间联合布置,减少物料运输距离;项目焊装车间及涂装车间通过空中连廊连接,负责构件的传送,尽量缩短运输过程的物流消耗,并节约用地;总装车间、检测返修间、技术中心组成总装联合厂房。以往设计中SLP法常用于厂区整体布局,随着物流行业发展,EMplant等软件在厂区物流、生产线物流分析方面得到小规模应用,物流模拟分析对于精益生产、零库存等具有重大意义,合理的厂区物流布置是节地章节中为运行单位节约成本的最主要措施之一。

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2.3 可再生能源利用

可再生能源包括光伏、光热、地热、空气能等,根据项目地质气候条件,确定项目可采用的可再生能源主要为太阳能。利用形式包括:光伏发电、太阳能热水。

表2 光伏系统工程概况

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天津属于太阳能资源三类地区,并且并网接入条件优越,电量就地消纳能力强,拥有较好的的分布式光伏发电条件。综合考虑建筑外观的要求、屋顶面积利用率及发电量,利用焊装车间、总装车间和技术中心等屋面区域,共布置功率为280W的太阳电池组件约4万块,总容量11MW。电站所发电量升压至10kV直接并

入地区电力网10kV系统。

太阳能热水用于生产部门人员洗浴,在联合站房内设集中生活热水系统,分别输送至各使用部门。采用太阳能热水系统,辅助高温热水加热。采用的太阳能集热器为Z-QB/0.06-WF-2.50/30-58型,全玻璃双真空玻璃管共30支组成。控制系统:控制器采用西门子可编程S7-200PLC(中文)控制器。具有时间、温度、水位、运行工况、能耗计量、故障报警、手机APP远程监控等参数显示功能;具有防雷、防漏电、防高温等功能。控制箱内预留网络接口。

三、设计阶段绿色技术应用

一汽—大众天津工厂在设计阶段规范绿色工业建筑设计流程,初步设计文本、施工图中加入绿色工业建筑专篇,实现绿色建筑设计、咨询一体化。并详细计算绿色技术投资及回收期、评估绿色工业建筑总得分、优化施工图设计。

3.1 技术经济分析

3.1.1 涂装车间烘干炉余热利用

为进一步降低涂装车间的能耗和热能排放损失,将烘干炉的废气热能进行重新回收利用,将该部分热能引入前处理工序预水洗或预脱脂工序,进一步释放能量,减少热能直接排放损失。

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根据计算结果,将烘炉废气的能量直接用于前处理预水洗工序进行日常生产时的热量供给,解决预水洗生产热损失约549.3kw的能量;按照生产线设计数据,则一年可节约的能耗为Q=6.3×109KJ,折合标煤为215吨。

3.1.2 太阳能利用

洗浴热水由太阳能热水系统提供,根据《民用建筑节水设计规范》GB50555-2010版,确定本项目用水定额为:公共浴室淋浴:35L/人.次;职工食堂:7L/人次。本建筑太阳能集热器面积为1575m2,全年产生热水量为20708.61 m³,可再生能源提供热水量占总热水量34%。年节约费用为81.43万元。

天津市年日照在 2200 小时左右,近年水平面平均年太阳辐射量 5016MJ/m2。属我国第三类太阳能资源区域,适合建设太阳能光伏发电项目。天津工厂太阳能光伏项目采用合同能源管理形式,在焊装车间、总装车间和技术中心安装太阳能光伏板,屋面预留光伏荷载0.2 kN/m2,计入静载,充分利用厂区建筑屋面空间,减少土地资源利用。太阳能光伏敷设面积初步估算为210000m2,装机容量为11Mw。经初步核算,可减少二氧化碳排放量14330.72t/a。项目年用电总量为1215.50万kwh/a。

3.2 施工图优化设计

3.2.1 模拟分析

平时开启车间外门窗通风,通过模拟车间内速度场、矢量场、平均空气龄、流动迹线、静压等分布情况,对暖通设计新风口位置的选取、排风口位置的确定以及自然通风的方式提供参考,尤其在提升车间内环境空气品质、建筑系统节能、环境保护等方面起到重大作用。冲压、焊装、涂装、总装四大车间内自然通风效果较好,通风情况相对均匀,空气流通顺畅,风速分布在0.2~1.3m/s之间,局部达到1.4m/s,风速较小,换气次数均大于2.00次/h。

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为合理利用自然光,减少照明能耗,在保证围护结构节能要求的情况下,尽量提高外窗的比例,并设置天窗,确保自然采光效果。项目在厂房车间设置天窗,天窗的设置可有效的改善厂区内的自然采光效果,降低室内照明运行能耗。屋面采光窗选用圆拱型电动采光排烟天窗,采光材料采用厚16mm三层双腔;颜色

为半透明乳白色(透光率32%-35%),模克隆板,其技术指标符合《JG/T116-1999聚碳酸酯(PC)中空板》规定的指标。

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3.2.2 景观植物选择优化

设计中的绿化品种均适合大众工厂栽植,筛选出的品种具有抗风性、耐旱性、耐寒性、具有较好的适应性。同时也具有很好的净化空气的特性,对于降尘降霾可以起到很好的作用。有些香氛植物也有缓解疲劳清醒大脑的功效。项目选用绿化物种充分考虑地区土壤性质及气候特点,选用耐盐碱、耐涝、抗SO2、耐寒性能中强性植物,部分苗木表如下表。

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四、施工阶段绿色技术应用

施工阶段,绿色技术落实与材料收集是关键。项目开工后已完成施工招标绿色工业建筑专篇编制,施工前期影像资料收集,建设期材料清单编制与收集管理制度制定等工作。

4.1 开工前期资料收集

(1)拍摄地貌图照片应反映建设前地貌、地势;

(2)场地内如有名木古树应拍摄其迁移过程或保护措施;

(3)场地内如有浅层或地表水系,应拍摄其所在位置并记录保护措施;

(4)表层土壤如可利用,应拍摄表土分布情况,将表土堆放后期用于绿化应有记录影像;

(5)临山、临水工业建筑的防护措施竣工图及相关影像资料。

4.2 建设期材料收集

建设期保留项目重要节点影像资料。

确定建设期材料收集联系人,开工后开始收集资料,监理配合收集工作。收集材料清单如下:

(1)各公用设备能效值(产品说明书或铭牌,制冷机应保存说明说);

(2)外门、外窗产品说明书;

(3)外墙、屋面保温材料性能检验报告,外窗传热系数检验报告;

(4)冷库、温室、烘房等的墙体和门的保温材料检验报告(必要时提供现场抽样检验报告);

(5)外窗气密性检验报告、现场抽样检验报告;

(6)减少设备和管网漏损所采取的措施实景影像资料(施工期间拍摄);

(7)水处理设备产品说明(附能耗等级、效率、噪声值参数资料等);

(8)土建工程和装饰装修工程决算书;

(9)涂料工程验收报告;

(10)抗腐蚀或抗渗透混凝土进厂验收单;

(11)混凝土抗腐蚀或抗渗透性检验报告;

(12)废弃物为原料的建材产品说明书、出厂证明和进场记录;

(13)混凝土、预制建筑构件和钢材的供货合同;

(14)装修建材产品有害物含量检测报告;

(15)装修建材进场报告;

(16)玻璃幕墙主材的产品说明书及其反射比性能检测报告等。

五、总结

一汽—大众汽车有限公司在佛山、青岛等工厂建设的基础之上,以天津工厂为实践对象,逐步完善了绿色工业建筑建设标准体系,将绿色理念融入建设开发的各个环节,并形成汽车整车厂绿色工业建筑适用技术名录。项目在施工及后期运行中绿色工业建筑标准化流程将得到进一步完善。一汽—大众绿色工业建筑实践经验对汽车行业整车厂建设具有参考意义。

本段作者:一汽—大众汽车有限公司 杨光 孟得磊 机械工业第六设计研究院有限公司 牛秋蔓 李海波 许远超

一汽-大众系列厂房绿色节能设计理念与实践:

作为国内具有重要影响力的汽车合资企业,一汽-大众汽车有限公司始终将“保护环境,践行可持续发展”作为企业战略选择和社会责任,提出了在规划、采购、生产、销售、技术改造等各项环境中强化节能环保要求,同时,也将绿色工业建筑作为基本要求,在成都、佛山、青岛等生产基地中全面推广绿色建设,目前三个地区的整车制造厂房均已取得我国绿色工业建筑三星级设计或运行标识。

绿色工业建筑要求全面落实“四节二保一加强”,其中节能技术是重要组成部分,一汽-大众系列厂房在设计时,充分融合绿色理念,全面落实节能要求,提升生态环保效果。

二、节能设计基本思路

汽车厂房的能源消耗主要包括电能、燃气、可再生能源等,主要用于生产线、空调系统、动力系统、照明系统、食堂及生活热水等。

整体节能设计秉承“因地制宜、开源节流、被动优先”的基本思路,并配合能耗计量系统、自动控制系统等管理手段,充分降低建筑能耗。

因地制宜:节能技术应结合当地的气候资源特点,选择技术方案时,应根据实际情况进行技术经济分析,不盲目跟风,不追求华丽的技术堆砌。

开源节流:充分挖掘其他可用资源,包括可再生能源、余热废热等,尽量减少传统能源消耗量,实现绿色环保。

被动优先:被动节能技术具有成本低、效果好、维护简单等优势,应优先在汽车厂房中应用。

三、节能设计实践

1、节能设计策略分析

节能设计应充分结合建筑特点和用能特点,基于需求,确定适宜的技术体系。分析一汽-大众系列厂房主要有以下几个特点:

(1)单个厂房面积大,跨度和进深很大,自然通风效果不好,且内部空间对照明需求量大;屋面面积大,外墙面积大,由此造成夏季空调得热面积大、冬季围护结构散热量大。基于这些特点,在节能设计中可采取的设计策略包括:提升自然通风及自然采光效果;采取绿色照明技术,降低照明能耗;加强围护结构保温隔热效果;充分利用屋面面积,设置可再生能源。(2)各厂房层高和体积较大,属于高大厂房,送风量多大,且对空调送风形式和效果的要求比较高。在节能设计时应考虑分层送风形式,并考虑采用排风热回收技术。

(3)办公区等辅助空间与厂房区域相对独立,且工厂自动化程度高,工人分布区域相对固定,在空调形式选择时应结合功能分区,合理划分空调分区,并按实际需求设计送风温度。

(4)生产工艺复杂,应能系统复杂,在设计时应充分重视用能分项计量,并对主要设备采用自控控制,根据负荷,合理调节机组运行情况。

2、绿色节能设计实践

(1)围护结构节能设计

一汽-大众系列工程厂房建筑的体形系数、各朝向窗墙比、外墙及外窗传热系数均参考我国《公共建筑节能设计标准》GB50189进行设计,以成都工厂为例,外墙的主体构造为水泥砂浆(20.0mm)+胜柏彩钢夹芯板(54.0mm)+水泥砂浆20.0mm),传热系统为0.62 W/(m2?k);平屋顶构造为防水卷材、聚氨酯(1.0mm)+岩棉、玻璃棉板(75.0mm)+建筑钢材(300.0mm)+1:8水泥加气混凝土碎料实铺(屋面找坡)(50.0mm),传热系统为0.53W/(m2?k)。均满足节能标准设计要求。

除保温隔热设计外,在建筑立面设计时,因地制宜确定外墙颜色,南方地区的厂房以白色、浅灰色为主,以提升外表面的太阳辐射发射系数,减少夏季日照得热,而青岛工厂则兼顾冬季得热需求,采用深灰色的立面颜色。

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(2)天窗设计

天窗在改善室内大空间自然采光和自然通风效果上的作用十分明显,一汽-大众各厂房根据实际设计情况,均设计了屋顶天窗,具体形式如下:

成都工厂:冲压、焊装、总装车间天窗分别占屋顶比例6%、11%、9%。排烟天窗材质:10厚双层聚碳酸酯采光板,传热系数2.61W/m2.K,遮阳系数0.30,气密性为6级,可见光透射比0.72。

佛山工厂:各厂房的屋顶设置了电动采光排烟窗,采用单元组合式,每个标准单元的尺寸为4.0×2.6m,根据不同厂房屋顶面积和实际的采光需求确定单元组数。

青岛工厂:冲压车间屋顶天窗面积为4080平米,焊装车间屋顶天窗面积为11328平米,冲焊车间联合厂房屋顶天窗面积占屋顶面积的18%;总装车间屋顶天窗面积为12864平米,占屋顶面积的11%。天窗均匀布置于屋顶中。

以青岛工厂为例,通过计算机模拟分析,研究天窗对改善室内自然采光效果的贡献:

冲焊联合车间

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冲、焊联合厂房等值线间距为1.1 %,平均采光系数为6.68%。功能空间评价区域面积约84302.51m2,其中约有76651.00 的采光系数达到了《建筑采光设计标准》GB 50033-2013中相关房间采光系数标准值的要求,占焊装车间评价区域面积的90.92%。

(3)绿色照明设计

各车间厂房照明灯具采用深照型工厂灯,照明光源采用金属卤化物灯,车间工位局部照明、部分通道照明、办公区域照明、平台下照明,灯具采用节能型荧光灯灯具或LED光源,车间照明照度按照现行国家标准并满足工艺要求设计。

以成都工厂为例,根据厂房照明现场检测结果分析,所有检测功能区照度及功率密度均符合国家标准《建筑照明设计标准》GB50034-2004的目标值要求。具体的检测数据如下表所示。

表1 成都工厂绿色照明实测结果

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项目厂房工作界面照度值均满足《建筑照明设计标准》GB50034-2013的要求,为了满足项目生产工艺过程中进行精密、特精密工作,厂房设置局部照明,经过现场照明检测,局部照度均大于750(lx)满足标准要求。

(4)节能型空调系统设计

除常规的高效空调机组外,一汽-大众系列工厂结合自身特点,在空调系统中还采取了以下节能设计方法:

采取分层送风、工位送风的空调形式。一汽-大众系列工厂,根据功能和需求划分空调分区,厂房采用集中空调系统,办公区域多采用多联机系统,有利于分别调节控制,实现节能。厂房结合建筑特点,采用合理的送风形式,以成都工厂冲压车间为例,厂房内的风口布置于离地面2.5m处,采用分层送风形式,可有效降低空调负荷。

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通过对成都厂房的气流组织测定:冲压车间内部垂直温度梯度分布较小,温度最大变化为1.0,温度分布合理;同一送风管路前端风口与末端风口的送风量差异分布在3.2%~7.1%,均在10%以内,空调系统的能量利用系数均大于1,空调系统送入生产车间的冷量与空间热源产生的热量之间热交换完全,冷量得到充分利用,空调系统整体能源利用率较高,运行情况稳定,节能效果明显。

合理提高夏季空调室内设计温度。一汽-大众汽车厂房在确定夏季室内设计参数时,兼顾了生产需求、室内热舒适和节能要求,各厂房夏季室内设计温度为27~28,高于《公共建筑节能设计标准》GB50189中所要求的最低值25,且符合23~28.2舒适需求。以成都工厂为例,经计算分析,室内设计温度为27,相对湿度为50%时,相对于室内设计温度25,相对湿度50%的室内设计参数,节能率可以达到3.7%。

应用排风热回收技术。佛山工厂焊装车间设计有14台带转轮组合式空调机组,进行空调系统排风热回收。设备设计送风量100000m3/h,回风风量100000m3/h,采用转轮热回收装置,回收效率设计值为65%。青岛工厂焊装车间设置9台带转轮组合式空调机组,选用全热转轮热回收器,通过热回收装置,使新风和排风进行交换,回收潜热和显热,全热回收转轮热效率约为70%。以佛山工厂排风热回收为例进行分析,14台带转轮组合式排风热回收机组可回收的热量为4.59×109kJ,焊装车间制冷站房选用4台COP为5.62的离心式冷水机组提供,增加排风热回收以后,年可节省电量22.7万kWh,静态回收期为3.32年,经济效益良好。

(5)能耗分项计量设计

为详细的记录各种设备和厂房的能源消耗,便于厂区内能耗的考核和减量化,一汽-大众系列工程对整个厂区对能源进行分区、分类和分项计量。主要计量内容包括:

1)项目电气计量采用

高压集中计量,在配电所每一路高压电源进线处设置专用电气计量柜,在配电所每一路高压电源出线柜设置专用仪表,对每一路电源进线分别进行分时段有功和无功电气用量进行计量。

2)根据厂房生产和生活用电需要,在变电所低压出线回路或建筑物进线配电装置处对需要单独计量核算场所的低压电源出线或进线进行分时段有功电气用量进行计量。对四大车间的照明、空调、采暖、通风等分别设置电表计量,对电能的耗量进行实时监测,确保电能的管理和节约。

3)重点的工艺设备(面漆机器人、污水处理站、调漆间、KPR-LV等)单独设表计量,计量耗电量大的工艺设备。通过能耗计量,便于在实际运行中发现用能超标问题,有利于进行深入的能源管理,并结合自控系统,及时解决、调整、完善,维持各系统节能运行状态。

(6)可再生能源利用技术

一汽-大众系列厂房中所采用的可再生能源主要是太阳能,根据各地区太阳能资源的差异,在佛山工厂中采用太阳能热水、光伏发电技术,在青岛工厂中采用太阳能热水系统,成都地区日照条件相对较差,未采用太阳能利用技术。

以青岛工厂为例,为有效的利用太阳能资源,节约化石燃料,在联合站房屋顶共安装552组Z-QB/0.06-wf-2.50/30-58型全玻璃真空型玻璃管集热器,总集热面积1380m2。热水主要的用水点为公共浴室淋浴及职工食堂热水需求,经测算,项目共需要热水量为97901.65m3/a,项目太阳能热水可提供量为29826.11t/a,太阳能热水可提供生活热水总量的30.47%。通过采用太阳能集热器年可节约电费约为101万元。

四、展望

除以上节能技术外,一汽-大众系列工厂在空调冷冻水温度提升、新风比调节、工业废热利用、空气源热泵应用等方面也在进行多种实践,通过各厂房节能技术精细化设计和后期节能效果跟踪调查,不断完善节能技术方案,力图打造一套适合我国汽车厂房的节能技术体系,提升技术的实际节能减排效益,为推进我国汽车生产行业的绿色工业建筑发展做出自身贡献。

本段作者:一汽-大众汽车有限公司 杜长凯 杨光 中国建筑科学研究院天津分院 魏慧娇 林丽霞 周海珠

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