電廠綜合服務(wù)樓作為電廠生產(chǎn)配套的核心非生產(chǎn)性建筑,主要承擔(dān)辦公、值班值守、職工生活服務(wù)、會議培訓(xùn)等功能,其節(jié)能設(shè)計并非單純套用民用建筑節(jié)能規(guī)范,而是需結(jié)合電廠工業(yè)廠區(qū)的資源稟賦(余熱、中水、光伏等)、工業(yè)環(huán)境特征(噪聲、粉塵、溫濕度差異)及電廠整體能源管控體系,實現(xiàn)“建筑本體節(jié)能為基礎(chǔ)、電廠資源高效利用為特色、廠建協(xié)同節(jié)能為核心”的設(shè)計思路。此舉不僅能降低服務(wù)樓全生命周期運營能耗,更能融入電廠整體“雙碳”布局,推動電廠從生產(chǎn)主系統(tǒng)到配套輔建的全流程節(jié)能。下面建科建筑設(shè)計從規(guī)劃選址、建筑本體、暖通空調(diào)、給排水、電氣照明、特色資源利用及運營管控等維度,淺談電廠綜合服務(wù)樓設(shè)計中的節(jié)能要點與實踐思路。
一、規(guī)劃選址與總平面設(shè)計的節(jié)能考量
電廠綜合服務(wù)樓的選址與總平面布置需兼顧廠區(qū)功能分區(qū)與建筑自然節(jié)能條件,遠(yuǎn)離生產(chǎn)區(qū)的高噪、高塵、高溫區(qū)域,同時最大化利用自然采光、通風(fēng)等免費能源,從源頭減少后期人工環(huán)境調(diào)控的能耗,核心要點體現(xiàn)在三方面:
1、功能分區(qū)適配:將服務(wù)樓布置在電廠輔助生產(chǎn)區(qū)/廠前區(qū),與主廠房、冷卻塔、輸煤系統(tǒng)等高能耗、高污染生產(chǎn)單元保持合理距離,并利用廠區(qū)綠化隔離帶、水體等形成生態(tài)緩沖,減少生產(chǎn)區(qū)熱輻射、噪聲、粉塵對服務(wù)樓的影響,避免因持續(xù)開啟空調(diào)、新風(fēng)凈化系統(tǒng)造成的能耗浪費。
2、建筑朝向優(yōu)化:遵循南北向為主的布局原則,控制東西向窗墻比,減少西曬帶來的夏季空調(diào)冷負(fù)荷;若受廠區(qū)地形限制無法純南北向,可通過增設(shè)遮陽構(gòu)件、屋面隔熱層彌補朝向缺陷。
3、自然風(fēng)與采光利用:結(jié)合電廠廠區(qū)開闊的空間特征,利用廠區(qū)道路、綠化間隙形成穿堂風(fēng)通道,讓服務(wù)樓處于自然通風(fēng)廊道內(nèi);同時避免周邊高大建(構(gòu))筑物遮擋服務(wù)樓采光面,保證辦公、生活區(qū)域的自然采光效率,減少白天人工照明能耗。
此外,總平面設(shè)計中應(yīng)優(yōu)化服務(wù)樓與職工通勤區(qū)、食堂、宿舍等配套建筑的距離,實現(xiàn)廠區(qū)內(nèi)“短距離通勤”,減少電瓶車、班車等內(nèi)部交通的能耗,形成廠區(qū)整體的節(jié)能動線。
二、建筑本體節(jié)能
建筑本體節(jié)能是所有建筑節(jié)能的核心,電廠綜合服務(wù)樓的本體設(shè)計需在滿足民用建筑節(jié)能規(guī)范的基礎(chǔ)上,適配電廠工業(yè)環(huán)境的耐腐、抗老化、密閉性要求,重點圍繞體型系數(shù)、圍護結(jié)構(gòu)、自然采光通風(fēng)三大核心展開,兼顧節(jié)能性與工業(yè)適配性。
1、控制建筑體型系數(shù):服務(wù)樓以多層(3-6層)為主,設(shè)計中盡量采用簡潔的矩形平面,減少建筑凹凸、轉(zhuǎn)角及多余的附屬構(gòu)件,將體型系數(shù)控制在現(xiàn)行建筑節(jié)能規(guī)范限值內(nèi)。復(fù)雜的建筑體型會增加圍護結(jié)構(gòu)的散熱/散冷面積,大幅提升冷熱負(fù)荷,而簡潔體型能有效降低圍護結(jié)構(gòu)的能耗損失,同時也便于后期光伏屋面、余熱管道的布置。
2、圍護結(jié)構(gòu)的保溫隔熱與工業(yè)適配:圍護結(jié)構(gòu)是建筑冷熱損失的主要途徑,需針對外墻、屋面、外窗三大部位做精細(xì)化設(shè)計,且材料選擇需考慮電廠廠區(qū)的酸雨、粉塵、濕熱等工業(yè)環(huán)境特征:
1)外墻:采用“保溫隔熱層+結(jié)構(gòu)層+耐腐飾面層”的復(fù)合構(gòu)造,優(yōu)先選用擠塑聚苯板、巖棉板等阻燃、保溫性能優(yōu)異的材料,飾面層選用耐酸雨、抗粉塵附著的真石漆、金屬掛板,避免因材料腐蝕老化導(dǎo)致保溫性能衰減;同時保證外墻氣密性,減少冷風(fēng)滲透。
2)屋面:采用“保溫防水一體化”設(shè)計,選用高抗壓、低導(dǎo)熱的保溫材料,同時結(jié)合電廠光伏規(guī)劃,將屋面設(shè)計為光伏兼容型屋面,預(yù)留光伏支架安裝點位與電氣接口,為分布式光伏利用創(chuàng)造條件;對于上人屋面,可增設(shè)架空隔熱層,進一步降低屋面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。
3)外窗:選用斷橋鋁型材+Low-E中空鋼化玻璃,提高窗的保溫隔熱性能與氣密性,減少冷熱傳導(dǎo);控制窗墻比(辦公區(qū)≤0.45,生活區(qū)≤0.5),西向窗增設(shè)外遮陽(百葉、遮陽板),減少太陽輻射得熱;同時考慮電廠防塵需求,外窗可配套可拆卸防塵紗窗,避免開窗通風(fēng)時粉塵進入室內(nèi),減少空調(diào)與清潔系統(tǒng)的能耗。
3、自然采光與通風(fēng)的建筑化設(shè)計:結(jié)合服務(wù)樓的功能布局,采用中庭、天窗、側(cè)窗組合采光模式,例如在辦公區(qū)設(shè)置內(nèi)中庭,利用天窗實現(xiàn)深層空間的自然采光;在值班區(qū)、休息室等區(qū)域設(shè)置上懸窗、通風(fēng)百葉,配合外墻通風(fēng)口形成“進風(fēng)-排風(fēng)”的自然通風(fēng)路徑。對于多層服務(wù)樓,可設(shè)置拔風(fēng)井,利用熱壓作用強化自然通風(fēng),夏季可有效降低室內(nèi)溫度,減少空調(diào)開啟時間。
三、暖通空調(diào)系統(tǒng)
暖通空調(diào)是建筑能耗的“大戶”,占電廠綜合服務(wù)樓總能耗的40%以上,其節(jié)能設(shè)計的核心特色是依托電廠生產(chǎn)系統(tǒng)的余熱資源,替代傳統(tǒng)燃?xì)?、電采?熱水供應(yīng)方式,同時優(yōu)化空調(diào)系統(tǒng)配置,實現(xiàn)冷熱負(fù)荷的精細(xì)化調(diào)控,區(qū)別于普通民用建筑的暖通節(jié)能思路。
1、余熱資源化利用,替代傳統(tǒng)采暖/熱水熱源:電廠生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量低品位余熱,如汽輪機低壓抽汽、鍋爐煙氣余熱、循環(huán)水余熱、乏汽余熱等,此類余熱無法直接用于生產(chǎn),但可通過換熱系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為服務(wù)樓的采暖、生活熱水熱源,實現(xiàn)“廢熱再利用”:
1)采暖系統(tǒng):設(shè)置專用余熱換熱站,將電廠低壓余熱蒸汽/熱水通過換熱器轉(zhuǎn)換為60/50℃采暖熱水,接入服務(wù)樓地板輻射采暖或風(fēng)機盤管采暖系統(tǒng),替代傳統(tǒng)燃?xì)獗趻鞝t、電采暖,大幅降低采暖能耗(電廠余熱利用的采暖成本僅為傳統(tǒng)方式的1/3-1/2)。
2)生活熱水:利用電廠煙氣余熱或循環(huán)水余熱,為服務(wù)樓職工浴室、茶水間提供生活熱水,配套設(shè)置熱水儲水箱,實現(xiàn)熱水的連續(xù)、穩(wěn)定供應(yīng),減少電熱水器的使用。
2、空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能配置與適配設(shè)計:
1)結(jié)合服務(wù)樓的功能分區(qū)(辦公、會議、值班),采用“變頻多聯(lián)供空調(diào)+水冷中央空調(diào)”組合模式,小負(fù)荷區(qū)域(值班區(qū)、休息室)用變頻多聯(lián)供,大負(fù)荷區(qū)域(辦公區(qū)、會議室)用水冷中央空調(diào),且水冷空調(diào)的冷卻水源優(yōu)先選用電廠處理后的中水,替代自來水,既節(jié)水又降低冷卻塔的冷卻能耗。
2)新風(fēng)系統(tǒng)采用熱回收型新風(fēng)換氣機,回收排風(fēng)的冷/熱能量,對新風(fēng)進行預(yù)熱/預(yù)冷處理,可降低空調(diào)負(fù)荷30%左右;對于電廠廠區(qū)存在輕微粉塵、異味的區(qū)域,新風(fēng)系統(tǒng)配套初效+中效兩級過濾,在保證室內(nèi)空氣質(zhì)量的同時,避免過濾系統(tǒng)過度配置造成的能耗浪費。
3)暖通空調(diào)系統(tǒng)接入電廠DCS智能化管控系統(tǒng),實現(xiàn)溫度、濕度、風(fēng)量的自動調(diào)節(jié),例如辦公區(qū)下班后自動降低空調(diào)負(fù)荷,會議室根據(jù)使用人數(shù)調(diào)節(jié)新風(fēng)量,避免“無人空耗”。
3、通風(fēng)系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化:對于服務(wù)樓的配電室、設(shè)備間等產(chǎn)熱區(qū)域,采用機械排風(fēng)+自然補風(fēng)的通風(fēng)方式,利用熱壓作用實現(xiàn)自然補風(fēng),減少排風(fēng)機的運行時間;對于食堂配套區(qū)域(若服務(wù)樓含小型食堂),油煙凈化系統(tǒng)與排風(fēng)系統(tǒng)聯(lián)動,實現(xiàn)變頻控制,降低風(fēng)機能耗。
四、給排水系統(tǒng)
電廠綜合服務(wù)樓的給排水節(jié)能核心是“節(jié)水即節(jié)能”,依托電廠完善的工業(yè)廢水處理系統(tǒng),實現(xiàn)分質(zhì)供水、中水回用,減少自來水消耗,同時優(yōu)化給排水設(shè)備配置,降低輸水能耗,形成“水資源循環(huán)利用”的節(jié)能模式。
五、電氣照明系統(tǒng)
電廠綜合服務(wù)樓的電氣照明節(jié)能,需結(jié)合電廠電力系統(tǒng)完善、分布式光伏可聯(lián)動的優(yōu)勢,從燈具選擇、智能控制、設(shè)備節(jié)能三方面入手,提高用電效率,減少無功損耗,實現(xiàn)“高效用電、自發(fā)自用”。
六、工業(yè)環(huán)境適配的節(jié)能設(shè)計
電廠廠區(qū)存在噪聲、粉塵、輕微工業(yè)廢氣等特征,若服務(wù)樓節(jié)能設(shè)計僅關(guān)注能耗降低,忽略工業(yè)環(huán)境的影響,會導(dǎo)致室內(nèi)空氣質(zhì)量差、使用體驗不佳,進而迫使使用者持續(xù)開啟空調(diào)、新風(fēng)、凈化系統(tǒng),反而增加能耗。因此,需做“適配性節(jié)能設(shè)計”,在隔絕工業(yè)環(huán)境影響的同時,控制能耗損失。
七、運營管控節(jié)能
建筑節(jié)能設(shè)計的效果最終需通過運營管理落地,電廠綜合服務(wù)樓可依托電廠智慧電廠平臺,建立專屬的能源管理子系統(tǒng),實現(xiàn)能耗的精細(xì)化監(jiān)測、調(diào)控,避免因運營不當(dāng)導(dǎo)致的能耗浪費,這也是工業(yè)建筑配套輔建區(qū)別于民用建筑的重要優(yōu)勢。

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