火力发电厂建筑节能设计应注意的问题.pdf

2 0 1 1年 1 0月 第 3 9卷 第 5期 总第 2 1 6 期 吉 林 电 力 J i l i n El e c t r i c P o we r Oc t ． 2 0 1l Vo 1 ． 3 9 No ． 5 S e r ． No ． 2 1 6 火力发 电厂建筑节能设计应注意的问题 Qu e s t i o n s t o b e Co n c e r n e d o n Bu i l d i n g En e r g y Co n s e r v a t i o n De s i g n i n Th e r ma l P o we r Pl a n t s 丛佩 生 ， 文 军 ， 殷 海洋 1 ． 东北电力设计院， 长春1 3 0 0 2 1 ； 2 ． 吉林省电力勘测设计院， 长春1 3 0 0 2 1 摘要 针对目前火力发电厂建筑设计过程中遇到的没有可执行的节能标准和规范、 建筑总体布局忽略节能设计、 建筑节能措施与厂房实际工况没有相结合以及建筑节能缺少有效评价等问题， 从节能标准的制定、 专业协作、 设备 散热 量循环利 用和政府 行政干预等 方面提 出了解决 问题 的方 法和建议 ， 以不断促 进和完善 火力发 电厂建筑 节能 设计 。 ． 关键词 火力发电厂 ； 建 筑节能设计 ； 标准 ； 规范 中图分类号 T U2 7 1 ． 1 TM6 2 1 文献标志码 B 文章编号 ； 1 0 0 9 5 3 0 6 2 0 1 1 0 5 0 0 1 4 0 3 我国是一个能源短缺型国家 ， 节能降耗 已成为 今后经济发展的必然趋势 。 中华人 民共和国节约能 源法 明确规定 “ 固定资产投资工程项 目的设计和 建设 ， 应当遵守合理用能标准和节能设计规范； 达不 到合理用能标准和节能设计规范要求的项 目， 依法 审批机关不得批准建设 ， 项 目建成后不予验收。 ” 目 前我国建筑能耗已占全社会能耗近 3 O ％， 因此建筑 节能是 目前节能领域 的重要工作。火力发电厂建筑 节能设计和研究也逐渐开展起来 ， 并且已经陆续有 采用节能措施的电厂投产运行 。 1 火力发 电厂建 筑节能设 计现状 我国建筑从使用功能上分为民用建筑和工业建 筑 。 近年来 ， 先后颁布实施了 D B 1 3 J 6 3 --2 o o 7 居住 建筑节能设计标准 和 GB 5 1 8 9 --2 0 0 5 { 公共建筑节 能设计标准 ， 并 印发了 民用建筑工程节能质量监 督管理办法 。 从以上标准的制定以及这几年民用建 筑节能设计的发展看 ， 民用建筑节能设计 已经逐渐 走向标准化、 规范化和系统化。 但是对于工业建筑的 节能设计 ， 目前还没有颁布相应的节能标准和规范 ， 没有系统的理论指导 ， 处于初步应用和摸索阶段 。 对 于火力发 电厂的建筑节 能设计 ， 从 各设计院的设计 情况看， 主要是参照 民用建筑 节能设计 的理论、 方 式、 方法 。 由于火力发电厂的建筑形式、 使用功能、 室 内环境舒适性要求以及专业设计分工等方面与民用 建筑有很大的差异， 所 以在实际的工程设计过程中 难 免要遇 到一 些重 要 问题L 】 ] 。如 果要 真正 做 到 电厂 建筑节能， 而不仅仅是在形式上或理论上， 那么这些 问题应引起行业设计者的注意， 并采取行之有效的 措施去解决。 2 火力发 电厂建筑节能设计遇到 的问题 建筑节能设计就是在保证相同的室 内环境参数 条件下 ， 采取节能措施后与未采取节能措施前相比， 全年采暖、 通风、 空气调节和照明的总能耗有一定程 度的降低 。建筑节能设计涉及建筑、 暖通 、 照明等专 业 ， 是～个系统的设计。 建筑专业所做的节能设计主 要包括建筑总体布局、 维护结构热工设计 、 遮阳设施 等方面。建筑专业在火力发电厂建筑节能设计 中常 遇到如下一些问题。 2 ． 1 发 电厂建筑节 能设计缺 少可执行 的标 准或 规范 目前 ， 我 国对于电力等各种工业建筑节能还没 有颁布相应 的节能标准或规定 ， 各设计院所做的电 厂建筑 节能设 计还主要是参照 GB 5 1 8 9 2 O O 5和 GB 5 0 1 7 6 ～9 3 民用建筑热工设计规范 等规程、 规 收稿 日期 2 0 1 I - 0 6 2 0 作者简介； 丛佩生 1 9 6 9 一 ， 男， 高级工程师、 一级注册建筑师， 从事火力发电厂建筑设计工作。 1 4 2 0 1 1年 1 O月 第 3 9卷 第 5期 总第 2 1 6 期 吉 林 电 力 J i l i n El e c t r i c P o we r Oc t ．2 0 1 1 Vo 1 ． 3 9 No ． 5 S e r ． No ． 2 1 6 范的规定 ， 而且此类标准规范 的总则都 明确规定其 是“ 适用于新建、 改建和扩建的民用建筑节能或热工 设计 ” ， 并不包括电力等工业建筑 。 此外 ， 民用建筑与 工业建筑服务对象有所不同 ， 民用建筑 的服务对象 是“ 使用的人” ， 而发 电厂等工业厂房 的服务对象是 “ 机器” ， 两个服务对象对环境温度舒适性的需求是 不同的。 因此从严格意义上讲 ， 主厂房这样的工业建 筑节能设计引用上述标准和规范并非完全适用。 2 ． 2 发 电厂建筑总体布局忽略节能设计 建筑总体布局是指厂区建筑总平面的布置和设 计 ， 主要包括厂址的选择、 建筑朝 向、 建筑间距 以及 室外环境设计等方面。 科学合理地确定厂区位置、 建 筑朝 向、 平面形状、 日照间距等都是建筑节能的重要 措施 。 此外 ， 厂区绿化对厂区气候条件也起着十分重 要的作用 ， 它能调节改善区域微小气候 ， 减低噪声 ， 遮阳隔热。 因此 ， 建筑总体规划是一项比较专业和系 统的设计工作， 它涉及到建筑规划、 园林景观、 建筑 物理等多学科理论 ， 属建筑学或城市规划学科的应 用范畴 。 对于民用建筑设计来说 ， 这项工作一般属于民 用设计院的建筑专业或城市规划专业人员的工作范 畴 。 但是对于发电厂建筑设计 ， 由于工作性质和专业 分工不同， 其总体规划设计属于总图运输专业 。 在工 业设计院， 总图运输专业工作 内容主要侧重 于整个 厂 区工艺系统的布置和厂区道路 的交通组织等， 建 筑物布置主要是为工艺需求而布置 ， 忽略了建筑节 能设计的要求 和研究。建筑节能从字面上很容易理 ’ 解为仅是建筑本身节能， 只与建筑设计一个专业有 关 ， 因此电厂建筑节能从工作安排上就容易忽略总 图运输专业的重要性。 由于设计分工的不同， 建筑和 总图运输两个专业对建筑总体布局的节能作用都忽 略了， 造成了建筑总体布局 的节能设计属于两不管 的局面 ， 所以现在大多数新建 电厂的建筑总体规划 布置并没有过多地考虑建筑节能的要求。 2 ． 3 建筑节能措施应与厂房的实际工况相结合 建筑节能的主要措施是在建筑设计的过程中采 用节能型的技术 、 材料和产品 ， 提高建筑墙体、 屋面、 门窗等维护结构保温隔热性能 ， 以达到减少建筑 中 能源的散失 ， 提高建筑 中能源利用效率的目的。 火力发 电厂的主厂房的使用性质和实际工况与 一 般的工业厂房有很大的不 同。 与 民用建筑更不相 同。主厂房内的汽轮机和锅炉等设备在运行时对外 大量散热 ， 由于汽机房及锅炉房内部空间高大， 受设 备散热 和室内空气对流的影响， 其室 内温度基本上 成倒三角形状态 ， 室内高度越接近地面温度越低 ， 越 往上温度越高。 在北方采暖季节 ， 汽机房和锅炉房 内 部上下的温差更大， 上部的温度偏高需要通风散热 ， 而下部的温度偏低需要采暖 ， 所以其 内部温度在调 节上具有一定的矛盾性 。 同时， 屋面上部 的通风口和 建筑底层的百叶窗、 大门由于本身关闭不够严密 ， 加 速了厂房 内热量的流失 ， 所 以主厂房 的建筑节能不 是单纯靠降低 围护结构的传热系数和提高门窗的密 闭性能够解决 的， 它需要建筑与采暖通风专业密切 配合 ， 采取一定措施对建筑 内设备发热进行循环综 合利用 ， 这是主厂房建筑节能最经济和有效的途径 ， 而 不是 简单 地参 照或 复制 民用 建筑 节 能 的方式 方法 。 2 ． 4 电厂建筑节能缺少有效性评价和信息反馈 自从国家相关部 门对电厂提 出节能要求以来 ， 各个电力设计院对承担的电厂设计项 目都在采取措 施进行相关建筑节能设计 ， 并逐步改进和完善一些 节能设计方式和方法 。 这些年来 ， 不断有采用建筑节 能措施 的电厂投产运行 ， 但是缺少对节能效果的有 效性评价或信息反馈。这可能主要有以下两方面原 因， 一方面 由于电厂建筑节能与整个电厂工艺系统 节能相 比比重太小 ， 没有引起足够重视 ； 另一方面 ， 由于电厂就是 电能和热能的生产单位， 对于企业 自 身的建筑用电和采暖能耗缺少关注和测算。 3 完善火力发 电厂建筑节能设计 的建议 当前 ， 对于火力发电厂等工业建筑的节能设计 还有很长 的路要走 ， 还应有很多方面需要研究和实 践 。根据电厂建筑节能设计过程 中遇到的一些实际 问题和实际工程调查情况提出以下建议 。 a ． 为了保证和规范电厂等工业建筑节能设计能 够有理 、 有序和有效进行 ， 需要国家的职能部门或相 关行业的主管部门尽快制定和颁布可供电力工业建 筑适用 的节能标准或规范。 对于制定的标准， 应有成 熟适用 的工程技术和材料作为支持并易于操作和 控制 。 b ． 要想做好火力发电厂建筑的节能设计 ， 在工 程设计 的前期阶段就必须重视建筑总体规划的重要 性 。 在工程可研和初步设计阶段 ， 建筑设计与总图运 输两个专业之间必须保持密切配合， 对于厂区建筑 的间距、 朝 向以及厂区景观和绿化等设计 ， 需要建筑 专业人员介入 ， 结合建筑节能的具体要求与总图运 输专业共同来完成厂 区建筑总体规划工作 ， 或者总 】 5 2 0 1 1年 1 O月 第 3 9 卷 第 5期 总第 2 1 6期 吉 林 电 力 J i l i n E l e c t r i c P o we r 0c t ． 20 1 】 Vo 1 ． 3 9 No ． 5 S e r ． No ． 2 1 6 图运输专业设计兼顾建筑节能 的相关要求 ， 这样才 能为下一步的单体建筑节能设计创造有利和必要的 条件 。 C ． 火力发电厂厂区建筑按照使用功能可大致分 为主要生产建筑、 辅助生产建筑、 辅助建筑 、 附属建 筑和生活福利建筑等。 这些建筑在使用性质 生产或 仓储 、 使用工况 冷车间与热车间 、 建筑体积 正常 或超大 、 人员数量 劳动密集或人员稀少 等方面又 有着很大 的差异性E z 3 ， 所以电厂建筑节能设计应根 据建筑的使用性质采取不同的节能措施 。对于采用 复合金属板等轻型装配 系统的建筑物 ， 由于轻型装 配系统的技术还不够完善， 应采取合理的措施 ， 提高 维护系统 的气密性 ， 改善其热工性能 ； 对于主厂房这 样大空间的厂房 ， 有效利用汽机和锅炉等设的备散 热量， 可以通过隧道式轴流风机将上部热空气送到 建筑下部， 类似顶吹热风幕 。上述措施实施后 ， 可以 减少平面温度场不均匀性 ， 消减热压作用 ， 消弱竖向 温度梯度， 最终达到提高能源利用效率、 节约能源的 目的 。 d ． 在火力发电厂建筑领域开展节能工作是一项 极其复杂的系统工程， 其建筑能耗量与工艺能耗量 无法比拟， 往往得不到企业的足够重视 。因此， 需要 政府部 门进行行政干预， 政府部 门应该加大宣传力 度 、 加强监督管理、 制定政策性 补贴及奖励机制等， 上接 第 4页 [ 5 ] F o r o o z a n Gh a s s e mi ，P h i l i p Ga l e ，Me mb e r ，I E E E， To m Cu mmi n g，a n d Co l i n Co u t t s ．Ha r mo n i c Vo l t a g e M e as u r e me n t s Us i ng CVTs． I EEE Tr a ns ac t i o ns o n Po we r De l i v e r y ，2 0 0 5， 2 O 1 4 4 3 4 4 9 ． E 6 ] We n g a o L O U．S p a n o f R e a l i z e B P Ne t w o r k ’ S Th e o r y t o P r a c t i c e [ J ] ．T r a n s a c t i o n o f Ha e r b i n g E n g i n e e r i n g U n i v e r s i t y ． 2 0 0 6 ． 2 7 B 0 7 5 9 6 3 ． E 7 - 1 蒋焕文， 孙 续． 电子测量[ M] ． 北京 中国计量出版 社 ， 1 9 8 8 ． [ 8 ] 巩学 海 ， 孔维 政 ， 余 占清 ， 袁亦 超 ， 何 金 良． 变 电站 互感 器 宽 频传 输特性 试 验研 究 [ J ] ． 高 电压 技术 ， 2 0 0 9 ， 3 5 7 l 7 3 6 一 l 7 4 2 ． I- 9 ] 吴茂林． 变 电站互感器 宽频传 输特性 与接地 网瞬态特 性研究E D] ． 华北电力大学博士学位论文． 2 0 0 3 ． [ 1 O ] 吴茂林 ， 崔翔， 张卫东． 电压互感器宽频传递特性的 时域 测量方法[ J ] ．华北电力大学学报． 2 0 0 4 ，3 1 1 2 5 2 8． 16 促使企业重视建筑节能的重要性 ， 同时有关职能部 门应对于已经采用节能设计的电厂进行深入现场调 研或有效性评价 ， 通过收集和分析企业能耗信息才 能不断促进和完善火力发电厂建筑节能设计 。 4 结束语 火力发电厂建筑的多样性决定 了其建筑节能设 计的复杂性， 不同建筑差异性对 于建筑节能影响十 分显著 ， 建筑节能措施避免采用一刀切的做法， 否则 将产生更多的“ 数字” 节能或“ 泡沫” 节能。国家相关 部 门或行业 内需要对 电厂建筑节 能设计了解和重 视 ， 建筑节能设计还需要在工作中不断积累经验、 行 业之间不断交流 ， 才能使 电厂建筑 的节能逐渐走 向 成熟， 走 出一条切实可行 的发展之路。 参考文献 [ 1 ] 孟凌 ， 薛蓉． 严寒地 区电厂建筑 节能设计 口] ． 武汉 大学学报 工学版 ， 2 0 0 9 ， 1 O 3 1 3 3 ． E 2 ] 蔡昭昀， 林莉． 关于工业建筑节能设计的思考E J ] ． 工 业建筑 ． 2 0 1 1 ， 4 增 刊 2 5 2 6 ． 编 辑郝竹 筠 、 } 、 e 0 陈少伟 ， 崔翔 ， 由 建 ， 吴茂林． 互感 器宽频传 递特 性的散射参数测量法E J ] ． 电气应用 ， 2 0 0 6 ， 2 5 ， 2 2 2 2 4． Xi a o b o Du a n， Ru i W a n g， Xu a n Li ． Re s e a r e h t h e Di s t o r t i o n o f Ap p l y i n g CVT t o M e a s u r e Ha r mo n i c i n t h e Hi g h v o l t a g e P o we r N e t w o r k [ J ] ．P o we r Qu a l i t y a n d P o we r C o n s e r v a t i o n， 2 0 0 8 ， 2 S 2 l 一 6 ． H．J ． Ve r me u l e n，I ．R． Da n n， J ． v a n Ro o j i e n． Eq u i v a l e n t Ci r c u i t M o d e l l i n g o f a Ca p a c i t i v e Vo l t a g e Tr a n s f o r me r f o r P o we r S y s t e m Ha r mo n i c F r e q u e n c i e s[ J ] ． I E E E Tr a n s ，1 9 9 5 ， 1 0 4 1 7 4 3 1 7 49 ． Al a n V． O， Al a n S ． W．S i g n a l s a n d S y s t e ms [ M] ． 刘 树 棠译． 西安 西安交通 大学 出版社 ，2 0 0 0 ． 编辑 刘文 千 『 I 幻 妇 口 口 口