摘要：建筑行业作为我国高能耗产业，在激烈竞争环境下，因资源、能源紧缺，使其发展困难重重，同时，它也加大了环境压力，为了实现可持续发展，本文对建筑业中关键的两部分进行了研究，分别为围护结构与暖通空调系统，对其进行了生命周期评价，探讨了不同节能改造方案对二者的影响。
关键词：围护结构；节能改造；暖通空调；生命周期
引言：在快速发展的社会经济环境下，建筑行业规模不断扩大，其对资源与能源其能耗日渐增多，随之造成了严重了环境问题，因此，建筑节能得到了社会各界高度关注。实践中应减少资源、能源占用，在保证室内舒适与安全前提下，通过节约方式，使环境与人均衡发展。
1 围护结构及暖通空调系统的生命周期评价
生命周期评价主要是对某一过程、产品或事件展开全过程、定量评价，系统分析其原料投入、加工制备、使用维护及废弃等环节对环境的影响。建筑生命周期评价主要是对建筑生命周期各个环节展开系统与全面的环境评估，具体有建筑生产、制造、使用、维修、拆解及废弃等。
建筑产品或材料的选择标准主要为强度、成本、重量、美观性级性能指标等，随着人们环保意识的增强，环保性能逐渐成为了重要的指标。对于建筑而言，其对环境影响体现在生产、施工、使用、维护等各个环节，因此，研究建筑物或建筑材料过程中运用了生命周期评价法是必要的，便于掌握其对环境的影响。目前，关于建筑围护结构、暖通空调系统的生命周期评价研究报道较少，使二者节能改造缺少理论依据[1]。因此，本文对其展开了探讨与分析。
1.1 围护结构
围护结构能耗产生于材料生产、运输，建筑施工、维修，以及设备系统运行、制造、加工、运输等环节。在运用生命周期评价时，主要分为三个步骤，第一步为明确研究内容，其对象为围护结构能耗，目标为节能改造前后的能耗及温室气体排放情况。第二步为分析清单，为了保证分析的直观性与清晰性，实践中选用了基于过程清单分析，具体的生命周期循环如图1所示。
图1 围护结构生命周期循环图.png)
建筑生产环节主要是对原材料、成本材料等进行获取、加工与生产，其在建筑物生命周期中存在时间较短，具体工作为明确建筑种类、用量，结合建材单位生产能耗、使用时间及废气比率等，计算该环节的能耗，优于建筑围护结构建材设计类型丰富，因此，可选取典型的建材种类，如：冷轧钢、橡胶、玻璃、沥青、砖、门窗、管道等。建造施工环节，具体工序有工地准备，基础、结构、安装及装修工程等，如果施工中采用不同的方法，则单位能耗各异，如：基础开挖为27642KJ/m2、卫生供暖4643KJ/m2、临时供电22453KJ/m2、人员运输437647KJ/m2；不同运输方式，其单位能耗也有所不同，铁路、公路及海运的单位能耗分别为342KJ/m2、246KJ/m2、22KJ/m2。围护结构使用环节的能耗主要有空调与采暖；拆除环节因结构不同，采取了不同的拆除方法，具体有人力或机械拆除、机械或爆破拆除、人工解体等，在拆除过程中破碎、开挖、搬运工艺的单位能耗分别为28KJ/m2、146KJ/m2、13KJ/m2；废弃环节常见的垃圾处置方法有露天堆放、填埋等。
第三，环境影响，建筑生命周期的每个环节均伴有能量消耗，其中对环境影响最为严重的便是燃料燃烧，其直接造成了大气、水污染以及温室效应。在环境影响评估过程中医二氧化碳排放量为指标，其可产生于各个环节的煤、油燃烧及耗电等。
1.2 暖通空调系统
同上，暖通空调系统的评价也分为三个步骤，第一，评价内容，分析建筑物暖通空调系统生命周期能耗，评价节能改造前后该系统生命周期能耗。第二，清单分析，建筑能耗主要是指建筑使用期间的能耗，即：使用设备能耗，研究中具体是指暖通空调设备系统，其占建筑生命周期能耗的90%左右，在实际研究中主要考虑的阶段有建设、使用与拆除，首先，建设阶段，暖通空调设备系统构成有空调、采暖两部分，具体的部件繁多，常见的有燃气发动机、蒸发器、冷凝器、内部管路等，其能耗分析应获取、加工两个阶段，在统计能耗过程以原材料类型为依据，并通过清单形式对有关数据进行整理；其次，使用阶段，暖通空调设备使用能耗主要来自于日常使用、维护、更新等，其中日常运行消耗能耗所占比重最高，具体有空调、采暖、烹饪、照明能耗等，空调与采暖约占七成左右；最后，拆除阶段，此阶段主要是对各种设备、管线等材料进行回收，对于废弃设备而言，其中含有大量的可回收零部件，为了使其实现资源化利用，可采取机械破碎与分选的方式，具体的回收流程如图2所示。在拆除时需关注作业中机械、搬运车辆所造成的能耗[2]。
图2 废旧设备拆除回收流程.png)
第三，环境影响，暖通空调系统使用中对能源消耗量较大，因此，对环境造成了巨大的影响。经研究发现，有关设备的使用寿命及其对资源、环境破坏呈正相关，即：使用时间越长，破坏越大。在计算中可结合建筑物各时期的能耗量及煤燃烧热值，获得相应的耗煤量，在根据其燃烧中排放的二氧化碳，计算生命周期中该气体的排放量。
2 节能改造对围护结构及暖通空调系统的影响
当前，围护结构改造方法有墙体、屋顶、窗户等改造，对于建筑而言，其最为关键的部分便是外墙，改造过程中借助反射隔热、吸收隔热等原理，以此保证了隔热节能目标的达成，常见的方法有利用浅色涂料、加强保温处理、运用绿化遮阳设施等；而屋顶改造方法有倒置式屋面、绿化节能等，窗户改造主要有双层窗、遮阳窗及节能窗等。在实际改造过程中应充分考虑建筑用途、暖通空调设备类型等，坚持因地制宜原则，以公共建筑为例，其暖通空调系统改造可使用热回收技术、变频空调等；而住宅建筑，应鼓励居民积极更换节能空调[3]。
为了了解围护结构与暖通空调系统改造前后的生命周期能耗，提出了相应的判断标准，即：在生命周期内，暖通空调设备系统减少的运行能耗综合大于围护结构与暖通空调系统因改造增加的材料生命周期能耗，则视为有意义的改造，方可实施。
研究过程中提出了不同的改造方案，为了保证改造的合理性、经济性与有效性，分析了其生命周期的二氧化碳排放量。具体方法为1 外墙使用聚合物保温砂浆、外墙使用塑钢普通中空玻璃、屋顶使用聚苯板；2 分别使用XPS板、塑钢普通中空玻璃、塑聚苯板；3 分别使用EPS板、塑钢普通中空玻璃及聚苯板。经对比显示，方案3最优，其能耗最少，具有良好的经济性[4]。
总结：综上所述，本文从生命周期评价角度，评价了围护结构与暖通空调系统，阐述了节能改造对二者的影响，旨在全面了解二者的能耗情况，指导节能改造实践。相信，日后，围护结构及暖通空调系统节能改造成效将更加显著。
参考文献：
[1]王瑞.围护结构节能改造与暖通空调系统生命周期评价方法研究[D].湖南大学，2012.
[2]吕赛男.基于全生命周期成本的绿色建筑节能设计优化研究[D].南京林业大学，2012.
[3]王莹.基于（火用）成本分析的围护结构节能设计决策与评价方法研究[D].湖南大学，2011.
[4]施培琰.围护结构节能改造与暖通空调系统生命周期评价方法的探讨[J].中国新技术新产品，2015，05：160.
论文作者:林涛
论文发表刊物:《基层建设》2016年23期
论文发表时间:2016/12/7
标签：生命周期论文; 暖通论文; 结构论文; 空调系统论文; 节能论文; 评价论文; 建筑论文; 《基层建设》2016年23期论文;