火电厂建筑节能设计的研究与探讨

张兴军

（神华国华〈北京〉电力研究院有限公司，北京100025）

火电厂建筑节能设计的研究与探讨

张兴军

（神华国华〈北京〉电力研究院有限公司，北京100025）

通过对全国各个火电厂建筑节能现状的调研和整理归纳，并对火电厂建筑的不同特点进行分类研究，提出新常态下火电厂建筑节能的原则，为今后的火电厂建筑节能设计提供借鉴和参考。

新常态；火电厂建筑节能；设计原则

当前，我国建筑节能事业发展如火如荼，经过近30年的发展，已基本实现了对民用建筑领域的全覆盖，民用建筑节能取得了明显的社会和经济效益。

上官星雨也扑哧一笑，吴耕就是一个大蠢驴，他这一缓，乌有先生的白棋局面落后不少，她抬头看向子虚：“子虚爷爷这一着我来帮你下，要是我下得不好，你可别用你的烛花掌烧焦了我的头发和眉毛！”子虚点头。

但是在工业领域，工业建筑节能远远落后于工业本身的飞速发展。调查表明，尽管我国每年完成的建筑工程投资额中，工业建筑与民用建筑之比为53 47，工业建筑占了半数以上，但工业建筑能耗占建筑总能耗的40%以上。

式(7)中：ui为各面单元的轴向速度;为截面轴向平均速度;Ai为各面单元的面积。为便于与试验结果相对比，对0.15 m <0.45 m和0.15 m

由于建筑节能存在着“重民用、轻工业”的观念，工业建筑节能中又存在“重工艺、轻建筑”的观念，再加上工业建筑的多样性，所以到目前为止，尚无一项完整的工业建筑节能设计国家标准。现阶段工业建筑的节能设计可以说是无法可依、可有可无，造成了巨大的能源浪费，成为建筑领域节能的一道“软肋”。

随着我国经济社会发展对电力的需求增加趋势渐缓，而且水电、核电、风电等新能源的发电比重逐年上升，火力发电虽然作为我国能源企业主力军的地位短期内无法动摇，但其发电利用小时数降低、上网电价调低等经济性评价指标下降已是不争的事实。未来火电向清洁、环保、节能发电方向发展将是大势所趋。火力发电厂作为工业领域的重要分支之一，拥有大量的生产及辅助、附属建筑物，其建筑能耗总量的控制也是影响未来火电厂经济性指标的重要组成部分。在目前电力行业发展进入新常态的阶段下，火电厂建筑节能的推广也必将成为一种“新常态”。

1 火电厂建筑节能

1．1 火电厂建筑气候分区的划分

2）B类（集控楼类）建筑

火电厂建筑与节能设计应因地制宜，与地区气候相适应。为合理地制订火电厂的节能技术原则，将火电厂按照《中国建筑气候区划图》划分为严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区来进行研究和分析（温和地区的电厂根据当地气象条件参考其它气候分区），如图1所示。

图1 中国建筑气候区划图

1．2 火电厂建筑物分类

公民意识的启蒙，首先是教育，当然这个教育是广义上的，不仅仅是指学校教育，它应该是包括学校教育在内的一种终身教育体系，没有这种互相衔接的终身教育体系，公民的权利与义务意识是难以深入骨髓的。但是，这一教育首先是指目前职前的学校教育，这是为培养合格的现代公民打基础的。目前，我们并没有专门的公民课程，仅有的一点涉及公民权利与义务的内容是政治课中的一小节，分量上很显不足，甚至可以忽略不计，国家宏观层面上应该引起足够的重视，开始着手这方面的工作。

1．2．1 火电厂建筑物组成

主厂房外窗可开启面积，按暖通通风要求确定，严寒、寒冷地区不应大面积使用通风百叶窗。

火电厂建筑物按使用性质可分为工业类建筑和民用类建筑。属于工业类建筑的包括主厂房建筑、电气建筑、运煤与除灰建筑、化学建筑、脱硫建筑及其它生产性辅助、附属建筑；属于民用类建筑的包括办公楼、食堂、浴室、宿舍招待所及消防站等附属建筑。

1．2．2 火电厂建筑物分类

针对全国建筑气候分区，火力发电厂建筑物根据其使用功能、室内环境要求以及采暖空调能耗等多方面因素，主要分为5类：A类、B类、C类、D类、E类建筑。其分类见表2。

表2 火电厂主要建筑物节能设计分类表

1．3 火电厂建筑节能设计原则

1．3．1 建筑布局

朝向：建筑总平面的布置和设计，宜利用冬季日照并避开冬季主导风向，利用夏季自然通风。建筑的主朝向宜选择本地区最佳朝向或接近最佳朝向。厂前区建筑的主要朝向应尽量选择本地区最佳朝向。

3）C类（一般性生产建筑物等）建筑

家用的这种塑料垃圾桶用来种大蒜再合适不过了，垃圾桶旁边的洞孔也可以得到充分的利用，和花盆相比，它能种更多的大蒜。

联合建筑：在总平面设计中，应对厂区建筑群体组合进行合理规划，尽量采取联合建筑的方式，减少围护结构的传热面积，防止热量散失。建筑物联合建筑的方式依据工程的特点，可采用相近功能或多功能等联合布置方式。

1）A类建筑（主厂房类）

省部级重点实验室由国家级主管部门主持，重点是一般学校难以实现的高难度、前瞻性、创新性、公益科普性的项目研发以及国内外具有代表性的重点工程项目的仿真实验研发。

建筑体型：建筑物体形系数的大小影响建筑的能耗，体形系数越大，外围护结构的能耗就越大。建筑平面功能在满足工艺布置的同时，应处理好分散与集中、开敞与封闭、简洁与丰富的关系，建筑造型宜简洁、完整；形体应避免过多凹凸，应通过合理布置、降低层高等优化手段减少体形系数。

减小外围护结构的传热系数：减小外墙、屋面、直接接触室外空气的楼板、门窗及透明玻璃幕墙等围护结构的传热系数，可以有效地降低建筑物采暖空调系统的能耗。

控制建筑外窗面积：在建筑物围护结构中，门窗及透明玻璃幕墙的传热系数较高，保温隔热性能较差，是建筑节能的薄弱环节。建筑外窗面积大，采暖和空调能耗损失也大，从建筑节能的角度出发，在满足采光标准的前提下，应控制建筑外窗面积。

加强外围护结构的隔热、遮阳：隔热、遮阳的热工性能指标直接影响空调负荷的能耗，应提高有隔热、遮阳要求的地区围护结构的外墙、屋面和外门窗的热工性能。

建筑节能材料选择：选择建筑材料应优先考虑环保、节能可回收的产品，落实可持续发展建筑理念；门窗等围护结构材料的选用应满足当地气候的要求。

1．3．3 各类建筑物节能设计

钩藤是一种有效的血管软化剂和天然植物降压药，不仅在中药制剂生产上广泛应用，并大量出口到日本、韩国等国家。目前，有56种中药，200多个厂家以钩藤为原料生产药品，市场药用年消耗量达3 600吨以上；日本饮料市场需求在250吨左右。因此，种植钩藤具有较好的市场前景。

1．3．2 建筑设计

主厂房建筑围护结构包括屋面（屋顶天窗）、外墙、门窗、采暖部位挑台底板等，除靠厂房外墙的办公、休息类用房外，一般不考虑地面的保温设计。建筑设计依据工艺要求，体现形式与功能的统一，体形系数不作要求。

除特殊要求外，汽机房外墙不宜采用玻璃幕墙等不利于节能的建筑方案。条件许可，严寒地区主厂房运转层以下，应采用砌体围护结构；寒冷地区主厂房运转层以下，宜采用砌体围护结构。

主厂房建筑设计应根据使用功能结合采暖、通风及空调要求，对室内空间进行合理分隔（包括水平与竖向），协调好汽机房、除氧煤仓间、锅炉房的通风；严寒、寒冷地区底层高大空间要做好层间分隔，防止采暖热气流上升造成底部温度过低的现象。

塑料管道生产企业仍然主要集中在沿海和经济发达地区，全国前三位地区的生产量之和已超过全国总量的1/3，但有逐步下降趋势。一些企业在天津及东北、中部、西部等地区增加投资或扩大规模，新增生产能力中，骨干企业扩大规模的占很大比例并多为异地扩产，由于当地需求的拉动，新增规模已有分流迹象，产业布局逐步合理。表1为“十一五”期间塑料管道的主要生产地区及其产量总和占全国的比例。

集控楼、输煤综合楼、化验楼等B类建筑围护结构构造应根据气候、地域特点采用成熟可靠的构造形式。

锅炉顶部开设通风窗时，一般宜在运转层到炉顶距离的2／3处设置。

严寒地区汽机房、除氧间、煤仓间、炉前低封固定端连接主要道路的入口应设门斗，寒冷地区宜设门斗。

这个拥有180名员工的工厂，要负责研发、生产和销售新一代数码印版和开发未来的数码产品，并提供技术支持，其产品不仅面向亚太市场，也销往欧洲、美洲。“我们现在的单月产能最高记录达238万平，远远超出了当初设计的年产能 2500万平。”令陈桂珍自豪的是，无锡工厂能够用一条生产线同时生产十几种印版，且每种版的生产周期经常是好几天。高灵活性的背后一定有着一整套完备的科学管理方式，想来，这也是其能够超负荷运转的重要原因。

三是健全农业领域PPP项目的招投标程序与农地获取程序之间的衔接机制。在农业领域PPP实践中，PPP项目落地与获取土地一般分两个阶段进行，通常在社会资本方中标、PPP项目运营公司成立之后再解决土地问题。如果土地问题得不到及时解决，PPP项目就无法顺利推进。鉴于此，应当要求农业领域PPP项目发起人(即基层政府和社会资本方)在项目识别和准备阶段向县级以上人民政府有关管理部门提交土地流转方案，项目运营公司在项目采购阶段或项目执行阶段的初期向管理机构提交能够证明其已有效获取土地的法律文书。

集控楼、网控楼、化验楼等B类建筑围护结构包括屋面、外墙、门窗、采暖部位挑台底板等。建筑围护结构节能设计，宜考虑地面的保温设计。建筑设计依据工艺要求，体现形式与功能的统一，体形系数一般不大于0．4。

汽机房宜适当增大中间层开窗比例；增加配电室区域外窗面积，减小室内高压配电室对该层通风气流的影响。

严寒、寒冷地区墙面宜用深色，夏热冬冷、夏热冬暖地区宜用浅色。

由表1可知，当平茬高度为10cm和15cm时，总萌条数和有效萌条数均较高，而当平茬高度为5cm和20cm时，总萌条数和有效萌条数均较低。

建筑设计应根据使用功能结合采暖、通风及空调要求对室内空间进行合理分隔（包括水平与竖向），房间、管井布置应利于采暖不变通风，管道短捷。

严寒地区无地下设施的建筑周边地面，热阻不小于1．5 m2·k／W。

外部环境：在总平面设计中，应对建筑所处的具体环境加以充分利用和改善，平衡环境温度、湿度，提高建筑室内外环境的舒适度。

在作品设计阶段，需要紧紧围绕赛题的基本要求，对各个模块的功能进行设计。首先要确定系统应该具备的功能模块，各功能模块应该围绕题干，重点突出需要完成的功能要求。其次，要进一步设计各个功能模块应采用什么方法去做，采用哪些算法来解决问题，此阶段分析的越细，开发阶段越轻松。在作品设计阶段，各组的学生可以相互交流，相互提出自己的观点，然后大家一起分析讨论，指导老师可以在分析过程中给学生一些必要的指导建议，保证作品设计的方向符合作品的要求。

C类建筑主要包括除灰、化水、输煤（不含封闭煤场）、脱硫脱硝、水工泵房、生产辅助类等建筑。这类建筑主要为设备设施的用房，一般无人员值守。严寒、寒冷地区设采暖设施，墙体需要考虑保温；夏热冬冷和夏热冬暖地区无能耗损失，仅考虑构造要求即可。

建筑外围护宜采用砌体结构，屋面宜采用钢筋混凝土防水保温屋面。

严寒地区无地下设施的建筑，周边地面热阻不小于1．5 m2·k／W。

4）D类（栈桥类）建筑

严寒地区输煤栈桥宜采用工厂复合压型钢板封闭，寒冷地区输煤栈桥可采用工厂复合压型钢板或现场复合压型钢板封闭。栈桥顶面或底板应采取保温措施，保温做法可采用与底板结合的整体构造形式，也可采用外保温构造。

冷落清秋：一个是大家公子，一个是小家碧玉；一个生于富豪，一个长于贫困；一个像炽热向日葵，招摇炫目；一个如清雅的百合花，温和贤淑；一个习惯歌欢舞悦，一个饱具才情诗意。经过爱情的轰轰烈烈，婚姻的平平淡淡，最终爱如潮水干涸，两个主人公形同陌路。初中初读《金粉》时，只是浅浅看过，却萌发了一个不解的疑问：金燕西和冷清秋之间的爱情，由浓转淡，经深变浅，是必然的吗？

输煤栈桥宽度超过5 m时，室内采暖设备宜双侧布置。

长度超过100 m的栈桥，在栈桥高位和低位皮带以上空间宜设置软质挡帘。

许峰心不在焉，工作当然干不好，不久便被解雇了。他整天想要投资，结识权贵，看起来也很可笑，自己什么也没有，凭什么？

5）E类（附属建筑类）建筑

E类建筑主要布置在厂前区，包括办公楼、食堂、宿舍或公寓、招待所等公共建筑或居住建筑。建筑节能设计应满足国家和当地公共建筑节能设计标准或居住建筑节能标准的相关要求。

3 结束语

随着中国经济的快速发展，火电项目的规模和投资也在快速增长，相应建设和运行能源的增加也更加惊人。为降低火电厂总体能耗，火电厂建筑节能必将成为节能设计的“新常态”。我们必须适应国家、社会、企业的有关节能政策和技术方面的要求，提高节能技术水准，创造出更多适用、经济、美观并节能的火电厂建筑，推进火电厂建筑节能技术的发展。

［1］ 龙惟定，武涌．建筑节能技术［M］．北京：中国建筑工业出版社，2009．

［2］ 班广生．建筑围护结构节能设计与实践［M］．北京：中国建筑工业出版社，2009．

A Study on the Energy Conservation Design of Buildings in Thermal Power Plants

ZHANG Xingjun
（Shenhua Guohua（Beijing）Electric Power Research Institute Co．，Ltd．，Beijing 100025，P．R．China）

Based on the survey of the current situation of energy conservation of buildings in thermal power plants in China together with the collected data，this paper introduces the classified study on the characteristics of different buildings aswell as putting forward the design principles of energy conservation of buildings in thermal power plants in this new normal to provide reference for similar cases．

new normal；energy conservation of buildings in thermal power plants；design principles

TU271．1

A

1008 8032（2017）03 0028 03

2017－03－02

张兴军（1971－），高级工程师，主要从事电站施工管理、设计管理、研究与工程咨询工作。