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輻射供暖供冷部品化對于暖通節(jié)能的意義發(fā)布日期：2013-08-07 來源：上海安貞 瀏覽次數(shù)：1667 建筑材料部品部件化是指將由材料商生產(chǎn)供應(yīng)基本的建筑材料和單一制品到施工現(xiàn)場，轉(zhuǎn)化為將建筑材料、制品、產(chǎn)品、零配件等原材料經(jīng)過在工廠內(nèi)生產(chǎn)組合好，作為系統(tǒng)集成和技術(shù)配套整體部件(現(xiàn)場無需再加工，只是裝配)，再運輸?shù)焦こ态F(xiàn)場組裝。建筑材料部品部件化是指將由材料商生產(chǎn)供應(yīng)基本的建筑材料和單一制品到施工現(xiàn)場，轉(zhuǎn)化為將建筑材料、制品、產(chǎn)品、零配件等原材料經(jīng)過在工廠內(nèi)生產(chǎn)組合好，作為系統(tǒng)集成和技術(shù)配套整體部件(現(xiàn)場無需再加工，只是裝配)，再運輸?shù)焦こ态F(xiàn)場組裝，具有簡捷、施工迅速，提高生產(chǎn)效率，保質(zhì)保量、節(jié)約材料等優(yōu)勢，國內(nèi)具有遠見的開發(fā)商紛紛進入這個領(lǐng)域；如，遠大住工、萬科等房產(chǎn)開發(fā)商研發(fā)建筑部品（pc），做到質(zhì)量可控、成本可控、施工進度可控，可實現(xiàn)建筑節(jié)能70%、節(jié)水80%、節(jié)約建材20%、節(jié)約時間70%等優(yōu)勢，并逐漸形成了綠色建筑產(chǎn)業(yè)鏈。產(chǎn)品部品化可否用于暖通領(lǐng)域呢？ 我國的建筑能耗約占社會總能耗的27%，其中建筑暖通空調(diào)所占的能耗為建筑總能耗的50%70%。建筑能耗指建筑使用能耗，包括采暖、空調(diào)、熱水供應(yīng)、照明、炊事、家用電器、電梯等方面的能耗。其中暖通（供暖、空調(diào)、通風(fēng)）能耗約占60%70%。本文通過對供暖供冷部品及實踐闡述了輻射供暖供冷部品的節(jié)能實踐證明其對于暖通節(jié)能有重要意義。輻射供暖供冷部品的產(chǎn)生 長期以來輻射供暖（地暖）施工是將保溫材料、反射膜、鋼絲網(wǎng)、卡丁、管道等散裝品在工地組裝，由于施工人員技術(shù)和素質(zhì)參差不齊、傳統(tǒng)供暖技術(shù)落后等因素，造成施工質(zhì)量難以保證，施工材料損耗大以及施工與設(shè)計標準差距大等缺點，以致后期使用能耗大，故障率高，樓面荷載大等缺點；后來出現(xiàn)了預(yù)制溝槽薄型地暖模塊、蘑菇板等部品化產(chǎn)品，逐漸被實踐證明優(yōu)勢明顯，并推動了新的地暖施工規(guī)范的出臺。 2009年，由上海安貞暖通設(shè)備工程有限公司申請的名為“一種地面輻射采暖系統(tǒng)管道鋪設(shè)模板” 的發(fā)明專利問世，一種高能效的專用管道鋪設(shè)模板，即集保溫、反射、勻熱、固定及護管等多項功能于一體的預(yù)制復(fù)合模板，實現(xiàn)系統(tǒng)產(chǎn)品的部品化，除提高末端能效外使系統(tǒng)安裝更為方便、快捷和安全。模板的整體標準厚度為28 mm，僅為常規(guī)地暖的1/3，可以增加使用空間高度； 提供了統(tǒng)一間距為50mm的布管結(jié)構(gòu)，可以使管道單位散熱面積最大化； 在管道固定層下方粘結(jié)有反射傳熱層，提高了輻射散熱功能； 預(yù)制模板具有能卡住管道的結(jié)構(gòu)，使得管道鋪設(shè)均勻、地暖盤管安裝更加快速、方便；嵌入式布管可以保護管道在施工時免受傷害。部品產(chǎn)品通過節(jié)約建筑材料實現(xiàn)節(jié)能 節(jié)約建筑材料是綠色建筑設(shè)計應(yīng)用技術(shù)的另一重要途徑。以安貞預(yù)制溝槽薄型地暖為例： 通過工藝改造采用輕型材料：填充層由原來最低50mm 厚的豆石混凝土改為15mm 的水泥砂漿層甚至可以完全取消填充層。這種改變可以大大降低結(jié)構(gòu)承受的荷載，使梁、柱和基礎(chǔ)的截面減小，而且在層高不變的情況下增加建筑使用空間的高度，或者可以在達到同樣室內(nèi)凈高的情況下降低層高，其結(jié)果是可以節(jié)省可觀的建筑材料和降低綜合建造成本。通過測算我們發(fā)現(xiàn)，采用不同形式的地暖，其填充層及其荷載對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響突出體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)增加的鋼筋用量和填充層本身的造價上。 由于其它材料占的荷載比重很小，在結(jié)構(gòu)計算中不予考慮，因此在此重點比較填充層荷載的影響。 與常規(guī)地暖比較，采用安貞預(yù)制溝槽薄型地暖可以減少樓面荷載120290kg/m2，即降低樓面荷重約14.735.5%左右。 由此可以節(jié)約鋼材用量1324.85kg/m2。按一般民用高層框架剪力墻結(jié)構(gòu)計算，降低鋼材總體比例達到18.535.5%。經(jīng)測算可節(jié)省費用58.5111.8元/m2。 可以節(jié)約豆石混凝土材料用量0.06m3/m2，節(jié)省材料費用約為15.6元/m2。 以一個5萬m2的建筑項目為例，可節(jié)約鋼材及豆石混凝土材料費用約371637萬元。 以一個20萬m2的建筑項目為例，可節(jié)約鋼材和豆石混凝土材料費用約14822548萬元。 建筑綜合成本的節(jié)約除了上述影響因素外，其它如地基土方（基礎(chǔ)）、建筑層高、建筑空間、施工工期、勞動力等因素的成本都有不同程度的降低。部品產(chǎn)品通過標準化施工實現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)能 在暖通行業(yè)有句俗語：“三分材料，七分施工”；這句話的意思是說明施工的重要性，同時隱含著另外一層含義：對施工人員要求高，就意味著可變的因素大，使得實現(xiàn)標準化的難度加大。另一方面，材料再加工次數(shù)的多少直接影響了系統(tǒng)的故障風(fēng)險的大小。因此，提高地暖材料部品化程度是行業(yè)人士孜孜不倦追求的方向。比如，地暖施工，常規(guī)盤管間距要求15或20公分，而實際施工過程中，由于每個施工員的技術(shù)水平、心理素質(zhì)以及工作態(tài)度等因素的影響，設(shè)計預(yù)期很難達到；而模塊化施工，間距固定，完全實現(xiàn)按圖施工從而達到設(shè)計標準規(guī)范，為系統(tǒng)正常運行提供保障。 又如將去耦罐、循環(huán)泵、溫控器組合而成的混水構(gòu)件，這種部品高效地解決了燃氣壁掛爐與低溫地面輻射采暖不匹配問題，加上與高效末端相結(jié)合，系統(tǒng)節(jié)能可達40%以上。 再如，水力模塊，將循環(huán)泵、熱水側(cè)水、膨脹罐、自動補水閥、減壓閥、過濾器、截止閥、止回閥、安全組件、旁通組件、系統(tǒng)清洗排污組件及控制元件等，系統(tǒng)內(nèi)有不銹鋼管，ppr管或鍍鋅管等連接而成組合成一個整體，可根據(jù)末端需求自動調(diào)整水泵運行頻率，單雙泵自動切換、具備電源保護、相序保護、熱保護、缺水自動保護、高溫低溫保護、高壓低壓保護等安全功能。運用了水力系統(tǒng)模塊化整合設(shè)計方案，是一個完全預(yù)制成套經(jīng)過嚴格監(jiān)控生產(chǎn)的產(chǎn)品。水力模塊在具有節(jié)能環(huán)保、節(jié)省時間和投資、提高工程質(zhì)量的同時，還兼?zhèn)溥\用靈活、安裝快捷等特點，屏棄原有復(fù)雜的機房和繁瑣的控制系統(tǒng)，緊湊型設(shè)計，單臺機組占地面積僅1-2m2；一臺機組等于一個機房的功能，把2天以上的機房施工縮短為2個小時的機組安裝，節(jié)約了70%以上施工的時間和材料成本；水力模塊原有分散式組合的各種部件與設(shè)備在機房內(nèi)敞開，現(xiàn)在整合在一臺封閉式機組中，減少人為和環(huán)境對設(shè)備的損傷，設(shè)備的使用壽命提高40%以上，同時減少了維護和檢修的成本。部品產(chǎn)品的研究為可再生能源的利用開辟了新的途徑 根據(jù)經(jīng)濟學(xué)家和科學(xué)家的普遍估計石油、天然氣資源將在2050年左右開采殆盡；煤炭是世界儲量最豐富的化石燃料按目前生產(chǎn)速度可開采200多年。為了避免上述窘境，目前全球各國等都在積極開發(fā)利用可再生新能源（如太陽能、風(fēng)能、海洋能等）。最近興起的高效末端技術(shù)，使利用可再生能源進行供暖供冷得到了快速發(fā)展。 2013年4月11日，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部科技項目“空氣源熱泵+太陽能熱利用系統(tǒng)+低溫?zé)崴嘏M合建筑采暖系統(tǒng)的節(jié)能能效研究”成果發(fā)布，專家告訴我們：一個從空氣和陽光中獲取熱源、以低溫?zé)崴孛孑椛涔┡到y(tǒng)作為末端的供暖系統(tǒng)，就是這種新型供暖方式之一。早在3年前，北京市建設(shè)工程物資協(xié)會建筑采暖分會組織大專院校、設(shè)計科研單位、企業(yè)等11家共同承擔(dān)了住建部“空氣源熱泵、太陽能與低溫?zé)崴嘏M合建筑采暖系統(tǒng)的節(jié)能能效研究”科技計劃項目。該課題完成了空氣源熱泵、太陽能與低溫?zé)崴嘏吧顭崴煌M合系統(tǒng)技術(shù)的優(yōu)化設(shè)計與示范，在多個工程項目中推廣應(yīng)用。其中在北京市、秦皇島市、青島市、上海市、重慶市和長沙市等地的房屋建筑（13項工程）中進行了重點測試。空氣源熱泵與低溫?zé)崴嘏慕M合系統(tǒng)冬季采暖平均能效比（cop）均超過3.0。具有運行能效高，運行費低的特點。它們完全可以滿足華北等寒冷地區(qū),（室外最低氣溫高于17,建筑采暖室內(nèi)平均溫度保持18）的需求，以及華中、華東等冬冷夏熱地區(qū)冬季采暖的需求。 在這種供暖系統(tǒng)中的低溫?zé)崴孛孑椛涔┡到y(tǒng)（以下簡稱水地暖系統(tǒng)），它與散熱器必須輸入高溫?zé)崴那闆r不同，輸送給它的熱水的溫度可低于50。這種末端系統(tǒng)如果采用預(yù)制溝槽薄型地暖系統(tǒng)，輸送給它的熱水的溫度只需35就可以了。以往,空氣源熱泵用于建筑采暖不成功的原因之一，就是在于采暖散熱器要求熱水的溫度在6080。在這種工作狀態(tài)下，空氣源熱泵的能效比太低，不經(jīng)濟。該課題是將空氣源熱泵鎖定在最佳的狀態(tài)下工作，即提供50以下的熱水；與高效地暖裝置組合，從而優(yōu)化組合成新的建筑采暖系統(tǒng)，即低溫空氣源熱泵與高