寒区电厂建筑节能化设计

王秋惠，刘洪涛

(1.上海斯耐迪工程咨询监理有限公司，上海200233;2.吉林市热力集团有限公司，吉林吉林132012)

我国是一个资源紧缺的大国，同时也是一个能源消耗大国，例如煤炭储蓄量我国高居世界第三，而我国人口众多，煤炭资源的人均占有量约为234.4t，世界人均的煤炭资源占有量为312.7t，中国仅为世界平均水平的60%，美国人均占有量高达1045t，远高于我国平均水平［1］。为了节约资源，进一步提高能源利用率，逐步建设环境友好型和资源节约型社会，走可持续发展道路，有效的节能生产道路势在必行。

建筑消耗作为我国能源消耗的代表，其每年都呈现了积极上涨的趋势，电厂建筑作为建筑领域的组成部分，也存在着能源浪费，材料浪费等问题，间接导致国家损失大量资源，为我国经济与环境问题蒙上不必要的阴影。

1 电厂建筑节能势在必行

建筑节能是指在使用或建造建筑物的过程中，合理有效的利用能源，使其在满足同等要求或达到同等目的下尽可能的使其能耗最小化［2］。1998年1月1日颁布了《中华人民共和国节约能源法》第三十七条中专门论述了建筑节能设计的内容;2007年5月出台的《建筑节能管理条例》则更加明确了设计者在建筑设计阶段针对节能的权利与义务。

随着国家不断出台相关政策，我国在电厂建筑节能领域也取得了不小的收获，为之后的道路指引了正确的方向。但是在总结成绩与经验教训的同时，我们也看到了我国在电厂建筑节能方面与发达国家之间仍存在着不小的差距与电厂节能设计所存在的巨大的潜力，如何尽快缩小差距，发掘潜力，成为了我国电厂建筑，乃至整个建筑行业所面临的一个严峻的课题。

目前，建筑业与各省政府都意识到电厂建筑节能设计的重要性，狠抓电厂建筑节能设计方针的落实情况，逐步加强监督管理，制定奖惩措施，电厂建筑节能设计已成为电厂建筑前期工作的一个重要组成部分。

2 电厂建筑节能设计措施

电厂建筑分为生产性建筑(如图1)与生活性建筑(如图2)两大类。生产性建筑包括:主厂房、集中控制楼、电气、燃料、除灰和化学建筑以及修配厂等各类建筑，属于工业建筑，建筑内部人员较少，因此在考虑采暖工程时，其围护结构无需考虑热阻指标，只需考虑通过通风与遮阳要求来调节室内温度即可。生活性建筑包括:办公楼、食堂、宿舍等建筑，建筑物内人员较多，再设计时应该充分考虑排水、采暖、空调、围护结构的设计问题是否按照国家法律法规中针对建筑节能设计的规定来设计。

图1 电厂生产性建筑

图2 电厂生活性建筑

2.1 墙体的节能措施

对于寒区电厂建筑的墙体设计，既要满足墙体对于厂房保温隔热的设计要求，又要做到墙体不能超过建筑规定的要求，因此在设计阶段，就要重点控制建筑物的体形系数和墙体的传热系数［3］。

应当以采用低热量转移值的外墙材料作为寒区电厂外墙主体，对于外墙的保温层来说，应多采用岩棉板、玻璃棉等具有良好保温能力的材料，但寒区的室外温度常年较低，在外墙达不到隔热保温的效果时，在砌块抹灰外，贴满25 mm的厚聚苯乙烯泡沫塑料板，用来减少外墙围护结构的传热系数。而电厂生产型建筑与生活性建筑的建筑结构与建筑功能不同，要选取不同的材料进行设计。

图3 电厂墙体

2.2 门窗的节能措施

图4 岩棉板(左)与玻璃棉(右)

对于电厂建筑的围护结构，建筑门窗师建筑物内部运行过程中与外界进行热交换与热传导的重要结构，而建筑门窗自身也具有极其活跃的导热散热能力，是能耗的关键部位，因此，对于寒区电厂建筑，建筑门窗的节能设计是减少非必要能耗，合理利用资源的关键环节。节能门窗即可以选用单层窗又可以选用双层窗，如图5所示，对于电厂建筑门窗一半多采用双层窗。选用门窗的材料应优先考虑节能材料，即其隔热保温性能要到达当地节能保温的基本要求，才能起到较好的节能作用。此外，在选择材料的同时，设计阶段控制好窗墙比是最有效的节能手段，一般控制在0.3左右［4］;建筑外门的总热阻要由于窗，但还远远小于外墙，所以，寒区电厂建筑外门结构也应该选取保温性能较高的材料。

2.3 屋顶的节能措施

作为与外部大气接触最为直接频繁的建筑结构，电厂建筑屋顶的设计应充分考虑其中含水率与温度变化等因素，用于加强屋顶的保温隔热性能，如果设计不合理，会直接对建筑物的隔热、防水系统造成直接危害。通常情况下，对于寒区电厂建筑的屋顶结构，通常会采用坡屋顶，同时设计保温隔热层与防水层。

图5 单层窗(左)与双层窗(右)

3 电厂建筑节能材料的应用

在电厂建筑施工环节，其中，装饰装修工程应用的装饰材料在生产加工、运输采用过程中所产生的废弃物的排放与处理，都会给生态系统和环境带来负面影响。因此，电厂建筑节能不但要在施工图设计阶段做好各方面结构的节能设计，在用料、装饰装修阶段，也同样要做到追求低能耗、绿色环保的施工模式，实现生态效益、社会效益与经济效益的最大化，逐步完善电厂建筑节能设计的各方面要求，走可持续发展的道路。

3.1 节能材料在墙体上的应用

电厂墙体的节能设计重点在于墙体的热损失，体现在墙体的围护面积和墙体材料的热传系数上，对于寒区墙体在节能材料方面应注意以下几点:1)墙体设计时，尽量用最小的外面积包围最大的空间，使空间利用达到最大化;2)对墙体外围使用外墙隔热系统;3)建筑物内的气流能够有效的被引导和扩散;4)外墙粉饰时尽量使用光滑材料，减少墙体对热辐射的吸收，影响室内温度。

3.2 节能材料在屋面上的应用

电厂建筑屋面最好采用30 mm的厚聚苯乙烯泡沫塑料板作为建筑的隔热保温层［5］，可以减少室内温度通过墙体向外流失，增加供暖或空调的能耗。

3.3 成品装饰铝板在单元控制室室内的运用

单元控制室时电厂中人员相对较多的地方，所以对建筑体本身有着较多的要求，如建筑物的隔音、采光照明、防火等，因此对于此建筑的顶部和都应使用A级的装修材料。文献［5］中提到，在电厂建筑室内和天棚使用氟碳铝板，其燃烧性能、工艺要求与自身结构基本符合电厂建筑节能设计的要求，并且更换简单，使用寿命长，自身强度高，色彩稳定，具有较强的隔热保温性能［16］。

图6 厚聚苯乙烯泡沫塑料板

3.4 光导照明系统的应用

电厂建筑的主厂房应主要采用自然光，建筑门窗均不应设置挡光板。在无法直接接受自然光或其他特殊厂房中，应采用一种新型照明材料，其可以通过采光罩对自然光进行采集从而把自然光进行重新分配，是照明效果独特而具有新意。

图7 氟碳铝板

4 结束语

电厂建筑节能设计是一项“功在当代，利在千秋”的工程，它对于我国经济、环境都有着深远的意义。当代社会，在强调“低碳环保”，对节能要求越来越高的情况下，电厂建筑节能设计应该起到带头作用，单方面的节能设计已无法满足日益更新的节能要求，因此，要从多方面做起，从设计阶段，施工阶段甚至使用阶段，都要做到有规划、有计划的节能减排，最大化利用能源的要求，从建筑材料选材方面，可再生资源方面，也要做到严格考核，这样我国电厂建筑节能设计才能迈上一个崭新的台阶。

［1］郭鹏.电厂厂房建筑节能设计［J］.科学之友，2012，5:27－29.

［2］谢明辉.建筑节能技术的现状及前景分析［J］.吉林建筑工程学院学报，2009，26(6):12－14.

［3］郭志健.火电厂建筑节能技术的应用探讨［J］.山西能源与节能，2010，63(6):54－55.

［4］康晓江.电厂建筑设计中的节能问题探讨［J］.节能环保，2013，23:3.

［5］李海花.环保节能材料在电厂建筑工程装饰中的应用［J］.建材与装饰，2013，11:123－124.

［6］陈辉，杨赵辉，邹晓旭，等.我国电站空冷技术的发展［J］.东北电力大学学报，2012，32(6):38－42.