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谈绿色工业建筑评价体系实践

[摘要]对国内外绿色工业建筑评价体系进行探讨,并以印染工厂为例,从节约用地、能源利用、水资源利用、节约材料、室内外环境以及运营管理等方面重点介绍了绿色工业建筑关键技术的应用。同时对绿色印染工厂创建的增量成本与效益进行了分析,得出通过引入绿色工业建筑技术理念,可实现资源的合理配置和高效利用,产生可观的经济效益。

[关键词]绿色工业建筑;印染工厂;节能;节水;效益

引言

在我国,工业建筑能耗占能源消费总量近70%[1],其中印染工业建筑的能源消耗比较大、污染排放较为突出,承载着环境保护和控制能源消耗的双重压力[2]。因此,有必要引入绿色工业建筑理念,探究适宜绿色技术,最大限度节约资源、减少排放污染、保护环境。

1绿色工业建筑评价体系探讨

1.1国外绿色工业建筑评价体系

目前,国外针对绿色工业建筑项目还没有专门的、统一的一套评价体系。国外应用较多的评价标准体系是美国的LEED,日本的CASBEE和英国的BREEAM等[3]。除了BREEAM推出了关于简单的工业建筑绿色评价体系,其他标准体系都仅限于对居住建筑和公共建筑的评价。BREEAM在2004年首次推出了工业版块的评价体系,主要适用于新建的工业建筑。2008年,BREEAM对工业版块进行升级,主要评价内容包括资源与材料、环境负载以及对人的影响,适用于工厂的各种库房和其他配套设施。美国LEED与日本CASBEE没有专门针对工业建筑的评价体系,但它们中的相关节能、节水和环境保护条款也适用于工业建筑的设计与施工。

1.2我国绿色工业建筑评价体系

我国的绿色工业建筑发展开始于2010年8月,由城市建设规划部门组织编制了《绿色工业建筑评价导则》,从而推动了我国工业建筑的绿色发展,《绿色工业建筑评价导则》划分为三个等级,并按达标项数进行评价,对绿色工业建筑的评价起到了规范作用。2012年,我国启动了第一批绿色工业建筑评价标识工作,评价过程中发现用达标项数进行等级划分和评价,很难适应所有工业建筑,因此需要对《绿色工业建筑评价导则》进行研究、优化和改进。2013年8月8日,住房和城乡建设部和国家质量监督检验检疫总局联合发布了《绿色工业建筑评价标准》GB/T50878[4]。该评价标准基本涵盖了对所有工业建筑的绿色技术评价。2015年2月,住房城乡建设部组织发布了《绿色工业建筑评价技术细则》,对绿色工业建筑的执行与发展起到了一定的引导作用。我国的绿色工业建筑评价体系是由节地、节能、节水、节材、室内环境、室外环境以及运营管理等七个方面加上技术进步与创新构成,并按打分方法进行评价和等级划分。等级划分是根据评价的总得分与附加分进行确定的,七类评价指标的分值权重如图1所示。评价等级分为一星级、二星级和三星级,对应的达标分数为40分、55分和70分,其中每个星级均有11分的必达分。

2绿色工业建筑实践分析

2.1项目概况

晋江凤竹纺织安东新厂项目位于福建晋江经济开发区(安东园)内,项目总用地面积11万m2,总建筑面积14.5万m2,建筑效果图如图2所示。项目总投资6.5亿元,主要以染布为主,配套印花和染纱。该项目已获得绿色工业建筑规划设计阶段的三星级认证,其技术路线如图3所示。

2.2绿色工业建筑技术措施

2.2.1可持续发展的建设场地本项目前期合理规划,项目的投资强度、建筑系数、容积率等指标均优于福建省工业项目建设用地控制指标中用地控制指标20%以上。场地建设临近晋江机场、福厦铁路、沈海高速公路、万吨级码头深沪港及围头港,项目具有发达的交通运输条件。通过合理布置工业厂房、仓库、室外堆场、停车场的相互位置关系以满足生产要求,仓库的设置靠近主要出入口,物流运输流线顺畅、线路短捷,主要出入口及道路实行人货分流,运输繁忙的线路避免平面交叉。同时项目增设了自动化立体仓库,结合一层地面与室外地面高差,实现水平输送带装卸原料和产品,有效减少高差运输能耗。厂区绿化种植了适宜当地气候和土壤条件的乔木、灌木、草等三种以上植物相结合的多层次植物群落,达到有效降噪、固碳和遮阳作用。

2.2.2节能与能源利用本项目主要的用能设备包括照明灯具、烟气处理设备、污水处理设备以及印染工艺设备等。通过提升设备性能、选配高效节能的变压器设备和照明灯具、提高用电质量和用电效率、实现变频与自动控制,使其节能效果达到国内同行业领先水平。厂房设计初期运用计算机模拟仿真技术,对车间的通风和采光进行优化。通过合理设计采光外窗和排烟天窗,实现了自然采光和自然通风,节省了照明用电和空调用电。本项目在厂房屋顶设计了2.49MWp太阳能光伏发电系统,不仅对屋顶起到遮阳作用,也充分利用了可再生能源。印染工厂生产过程中将产生蒸汽冷凝水和机台冷却水,这两部分水水质较好且含有大量的热量,通过直接简单处理回收再利用。而染整产生的高温高浓废水则通过热能交换机回收热量,用于加热冷水产生热水,然后回用于染色工序。

2.2.3节水与水资源利用本项目执行《清洁生产标准纺织业(棉印染)》HJT185-2006的标准要求,合理选取低浴比的染机设备和生产工艺,单位产品取水量达到清洁生产标准的领先水平。本项目在迁建前的设备水平属于国内一般水平。搬迁后,引进先进的设备,通过工艺优化,废水实行清水和浊水分流,并分质处理回用,水重复利用率由迁建前的38%提升50.35%,达到先进水平。厂房内采用的生活用水器具均为二级节水效率产品,所有工艺设备均选用新型节水、节能工艺设备,从源头上解决节水、节能问题。

2.2.4节材与材料资源利用本项目的楼盖设计选择了装配箱结构,实现了大跨度、大空间布置,与传统现浇混凝土梁板结构相比,节约大量钢材和混凝土。装配箱结构的模板平整简单、模板使用量减少,且施工工艺简单,减少了现浇混凝土用量。项目通过增加钢筋、钢材等大宗建材的使用,提高可再循环材料的比重,可再循环材料的占比达到了10%以上。

2.2.5室外环境与污染物控制本项目印染所用的定型机运行工作时会产生废气,其温度较高,一般有230℃左右,通过选用带有余热回收的废气处理系统,可对废气中的余热进行回收,还能将废气处理至《纺织印染工业大气污染物排放标准》的特别排放限值要求。本项目设置了污水处理回用系统,一方面对印染污水进行处理回用和达标排放,另一方面对污水处理厂所产生的废气采用“喷淋净化塔”进行净化处理,并通过15m排气筒排放。印染过程中产生固体废物主要为废油脂。通过与有资质的固体废弃物处置公司签订处置合同,由专业公司对废油脂进行统一外运、处理和贮存,符合国家现行有关标准的规定,无二次污染。

2.2.6室内环境与职业健康印染工厂的余热和余湿主要通过自然通风来消除,经自然通风模拟分析,厂房的自然通风属于全新风运行,可满足员工对室内最小新风量的要求。项目将具有生产性噪声的染整车间布置在远离其他车间和行政生活区的地方,并选用噪声较低的设备,对振动较大的设备进行隔声降噪,减少噪声对人体的影响。印染工厂可能产生职业病危害因素主要有棉尘、噪声、氢氧化钠、过氧化氢、三氯甲烷、重铬酸盐、高温、其他粉尘等。针对以上职业病危害因素制订了相关控制方案,采取安装废气处理设备、对噪声设备采用隔振减噪措施、员工佩戴防护用品、增加事故排风系统和与事故排风系统相连锁的泄漏报警装置、建立职业卫生档案、制定职业卫生管理制度等相关措施。

2.2.7运营管理项目后期运营时将严格按照《环境管理体系要求及使用指南》GB/T24001和《职业健康安全管理体系规范》GB/T28001进行管理,并通过相关认证。项目设置了节能、节水、职业健康、安全及环境保护等管理部门,并制订相关管理制度和奖惩制度,根据管理制度,定期对员工进行绿色运营培训。为了方便对能耗数据进行统计分析,项目设置了能源管理系统,主要对用水、用电、用汽、用油等数据进行自动计量和分析,满足生产工艺和工业建筑的运行要求。

3成本与效益

3.1增量成本

为了达到绿色工业建筑三星级,项目选用领先的工艺技术水平和工艺设备性能,增设了太阳能光伏系统、废水余热回收系统、污水处理回用系统、定型机废气处理系统(带余热回收)等绿色技术措施。经统计,本项目绿色工业建筑总增量成本8720万元,单位建筑面积增量成本约600元/㎡。其中污水处理回用系统4600万元、太阳能光伏系统2000万元、废水余热回收系统300万元、定型机废气处理系统1820万元。

3.2效益分析

本项目污水处理回用系统,每天回用中水6500t,相当于节省6500t新鲜水和减少6500t污水排放,按全年300天生产计,年可节省费用1755万元。屋顶太阳能光伏系统,装机容量为2.49MWp,年均发电量为260万度电,按每度电0.8元计,年可节省费用208万元。废水余热回收系统,利用高温废水余热回收将冷水从20℃加热至60℃,每天产热水量5200t,可回收热量87.36×1010J,相当于每天节省29.8t标煤,按全年300天生产计,年节省标煤8940t,每吨标煤约490元,年可节省费用约438万元。定型机废气处理系统共设置28套,并带有余热回收装置,可将冷水从20℃加热至70℃,每天产热水量1400t,可回收热量29.4×1010J,相当于每天节省10t标煤,按全年300天生产计,年节省标煤3000t,每吨标煤约490元,年可节省费用约147万元。综上,项目通过创建三星级绿色工业建筑,每年可节省费用共计2548万元,其投资回收期见图4所示。从图4可知,通过引入绿色工业建筑理念,可实现资源高效利用,产生可观的经济效益。从投资回收期来看,印染工厂总的投资回收期为3.42年,其中废水余热回收系统的投资回收期最短,其次是污水处理回用系统。本项目设置定型机废气处理系统,不仅实现了废气余热回收,还将废气处理至《纺织印染工业大气污染物排放标准》的特别排放限值要求,满足了工艺方面的需求和工作环境的舒适,最大限度地节约了资源,减少了对环境的污染,产生了一定的环境效益。本项目通过设置污水处理厂,对污水进行处理并回用,减少了污水排放量,在社会责任方面作出了一定的贡献。

4结语

(1)绿色工业建筑是印染工厂实现节约能源、减少污染排放和可持续发展的重要途径。(2)绿色工业建筑评价标准体系是指导印染工厂进行绿色规划、设计、运营的重要依据。(3)通过引入绿色工业建筑理念,可实现资源的合理配置和高效利用,产生很可观的经济效益,同时也产生了一定的环境效益和社会效益。(4)创建绿色印染工厂应重点关注能源梯级利用、废水余热回收以及污水处理回用。

参考文献

[1]中金(西安)重型钢结构有限公司课题组.绿色工业建筑———工业企业能源管理系统[J].环境保护与循环经济,2016(10):4-9.

[2]刘城,姚志威,欧阳文涛.印染行业综合能源计量管理系统的构建[J].化工自动化及仪表,2019,46(07):562-564.

[4]中国建筑科学研究院.绿色工业建筑评价标准:GB/T50878-2013[S].北京:中国建筑工业出版社,2013.

[5]赵娜,李丽娜.浅谈绿色工业建筑常用节能环保措施[J].建设科技,2017(14):18-19.

作者:林泉来 单位:福建省建筑科学研究院有限责任公司

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