既有工业厂房节能改造经济分析

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摘要：文中以某工业建筑厂房为例，对夏热冬冷地区既有精密机械加工工业厂房节能改造经济性进行分析，以期为其他相同气候分区的类似工业厂房节能改造提供适当技术参考。

关键词：精密工业厂房；围护结构；空调负荷；节能改造

随着社会经济的不断发展,城市进城的不断推进,和对自然生态环境要求的不断提高，根据国务院印发的《2030年碳达峰行动方案》要求，近期到2023年碳排放下降15%，中期到2026年碳排放下降25%，远期到2030年碳排放下降50%，最终实现碳中和的宏伟目标。当今城市的不断扩张以及拆旧新建过程中均会全程产生大量碳排放，而对既有建筑进行节能保温改造对降低碳排放能起到一定作用。

1既有工业厂房与现有节能标准的差异

本案例工业建筑厂房建设于2003年，在2018年1月1日之前，并无国家级规范要求工业厂房在不能气候分区中节能保温的要求。规范未实施之前工业建筑厂房是否实施节能保温技术措施，主要根据工业建筑厂房内设备所需工作温度区间和加工材料所需环境温度等综合技术要求确定。案例工业厂房原屋面构造做法为（从上之下）：压型金属板、30mm厚保温棉、压型金属板，通过才查阅规范《民用建筑热工设计规范》计算得出现总传热系数为1.36，根据规范GB51245-2017《工业建筑节能设计统一标准》和GB50019-2015《工业建筑供暖通风与空气调节设计规范》要求，现夏热冬冷地区屋面传热系数要求≤0.70，原做法不满足现行规范要求［1］。案例工业厂房原墙面构造做法为（从外向内）：压型金属板、30mm厚保温棉、压型金属板，根据GBT50176-2016《民用建筑热工设计规范》计算得出现总传热系数为1.36，根据规范GB51245-2017《工业建筑节能设计统一标准》和GB50019-2015《工业建筑供暖通风与空气调节设计规范》要求，夏热冬冷地区现墙面传热系数要求≤0.80，原做法不满足现行规范要求。案例工业厂房原外窗为塑料型材4mm厚LOW-E玻璃，窗墙比为0.26，依据相关规范得出窗户传热系数为5.92，根据GB51245-2017《工业建筑节能设计统一标准》要求，夏热冬冷地区现外窗传热系数要求≤3.40，原做法不满足现行规范要求。

2改造要求、方法及改造前后对比

2.1设备工作温度区间要求

本案工业厂房为航空发动机生产厂房，此发动机是一种高度精密的机械，因此，厂房内制造设备及发动机原材料均对温度区间要求较高。现厂房未改造之前，要维持设备工作区域温度区间，在制冷制热设备全负荷运转的情况下均难以维持，因此需对本工业厂房进行节能改造，以达到节能减排和适当减少经济开支效果。改造后要求此厂房冬季最佳工作温度为15℃以上，夏季最佳工作温度为25℃以下，此温度区间为此工业厂房内设备最佳工作环境［2］。

2.2改造前空调冷、热负荷

通过鸿业软件负荷计算（谐波法）厂房空调冷负荷见表1［3］。

2.3改造技术措施

对此夏热冬冷地区既有精密机械加工工业厂房屋面、墙面和外窗进行适当改造，以满足规范GB51245-2017《工业建筑节能设计统一标准》和GB50019-2015《工业建筑供暖通风与空气调节设计规范》的传热系数标准要求［4］，改造措施如下。（1）案例工业厂房屋面构造做法改造为（从上之下）：压型金属板（原有）、防水透汽膜、100mm厚玻璃丝棉毡（燃烧性能等级A级）、隔汽层、压型金属板（原有），根据规范GB51245-2017《工业建筑节能设计统一标准》传热系数应为0.50［5］。（2）案例工业厂房墙面构造做法改造为（从外向内）：压型金属板（原有）、防水透汽膜、75mm厚玻璃丝棉毡（燃烧性能等级A级）、隔汽层、压型金属板（原有），根据规范GB51245-2017《工业建筑节能设计统一标准》传热系数应为0.65.（3）案例工业厂房外窗做法改造为塑料型材6中透光LOW-E+12空气+6透明玻璃，传热系数为2.0。

2.4改造后空调冷、热负荷

通过鸿业软件负荷计算（谐波法）厂房改造后空调冷负荷见表3。

2.5对比

通过以上技术措施改造后，对空调负荷、传热系数、所需保温材料与节约电费等数据进行改造前后简单对比如表5、表6、表7、表8。综合以上数据分析，本项目可以实施改造，改造后厂房内设备在相对较低的能耗环境内处于最佳工作温度区间内，同时在减少碳排放方面均作出了贡献［6-7］。

3结语

今后夏热冬冷地区工业厂房节能改造会越来越多，因为项目建设全过程均有碳排放产生，在项目重新建设与节能改造的碳排放方面进行对比，对既有夏热冬冷地区厂房进行节能改造是必然趋势。既有夏热冬冷地区厂房节能改造虽然技术含量并不高，其他新技术的应用已不多，但是每个厂房都有待探索和研究的方向。

作者：周大超 单位：贵州省建筑设计研究院有限责任公司