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試論建筑保溫材料與環(huán)境經(jīng)濟效益

時(shí)間:2024-10-17 23:21:51 經(jīng)濟學(xué) 我要投稿

試論建筑保溫材料與環(huán)境經(jīng)濟效益

  建筑節能在所有節能途徑中意義重大。在房屋建筑中,墻體在建筑維護結構中發(fā)揮著(zhù)主體作用,因此要想控制建筑能耗,就必須要進(jìn)行墻體節能,做好建筑的保溫工作。

  摘要:目前我國環(huán)境污染嚴重、資源存在枯竭情況,這就需要在建筑工程中充分貫徹低碳和綠色理念,在建筑材料的應用中以環(huán)保與生態(tài)為原則,加大對建筑保溫材料的應用,從而實(shí)現經(jīng)濟效益與環(huán)境效益的有效結合。本文建立模型對建筑保溫材料生命周期以及環(huán)境經(jīng)濟效益進(jìn)行評價(jià),希望能夠對于建筑行業(yè)的可持續發(fā)展帶來(lái)借鑒意義。

  關(guān)鍵詞:建筑保溫材料;生命周期;經(jīng)濟效益;環(huán)境效益;評價(jià)

  一、建筑節能評價(jià)的發(fā)展

  過(guò)去的個(gè)體建筑熱工分析主要針對建筑運行時(shí)的能量消耗,目前電腦輔助設計即CAD取得了不錯的發(fā)展,并在建筑能耗研究中廣泛應用,現如今一種建筑熱環(huán)境分析軟件即DeST在CAD的基礎上誕生,它能夠在對象一定參數條件下,對建筑全年的能耗、室溫等進(jìn)行模擬計算,但是現如今人們對其以及建筑全生命周期評價(jià)研究即LCA研究較少,難以發(fā)揮其既評論又管理的綜合優(yōu)勢。目前,人們對保溫材料的節能效果、種類(lèi)選擇以及使用厚度等非常重視,主要是因為保溫材料的選擇關(guān)乎著(zhù)節約能源、建筑后期產(chǎn)生垃圾對環(huán)境的污染情況,所以必須要分析保溫材料的生態(tài)破壞水平以及資源能耗情況,按照不同地區有針對性的應用生命周期原理來(lái)對建筑外墻保溫材料等進(jìn)行選擇分析非常具有必須性。

  二、節能模型的DeST模擬計算

  DeST-h為HVAC系統以及建筑環(huán)境模擬的軟件平臺,它在針對建筑熱特性影響因素、熱特性指標、住宅室溫、建筑全年動(dòng)態(tài)負荷以及末端設備系統經(jīng)濟性的計算和分析中廣泛應用。該軟件不但能夠保證冷熱負荷全年累計的精確結果,還能在逐時(shí)動(dòng)態(tài)室溫模擬上領(lǐng)先世界。第一是建筑模型,根據建筑的層高、朝向、房間數量及尺寸、外圍結構總尺寸等建立建筑模型。第二是熱工參數設計,按照建筑熱工分區以及模型所在地確定室外氣象參數,這些數據是通過(guò)隨機算法模擬計算形成,涉及到室內熱環(huán)境設計指標(臥室冬夏季的設計溫度以及換氣次數)以及外部氣候參數信息(采暖和空調的度日數、冬夏兩季的空調采暖兩室的干球溫度)。

  另外需要對建筑不同朝向的外窗傳熱系數以及窗墻比等進(jìn)行模擬,計算出采暖和空調季的日期,按照相關(guān)標準確定耗熱量,從而根據DeST軟件計算出外墻保溫面積占建筑總面積的比值以及傳熱系數等。第三是熱工模擬以及效益計算。

  對節能模型以及未進(jìn)行外墻保溫的參考模型的空調、采暖進(jìn)行負荷統計,通過(guò)比較來(lái)確定全年總能耗節約值。如果將每年節省的能耗換算成電價(jià)以及相應的煤耗,并計算出減少的二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、碳粉塵以及煙塵等污染物數量,再將這些污染物排放量用價(jià)值來(lái)表示出來(lái)。從而得出能源效益以及經(jīng)濟效益。給出幾種常見(jiàn)保溫材料投資成本生命周期某時(shí)間段如50天的回收周期(如表1所示),立足生產(chǎn)成本考慮,比較聚氨酯、巖棉、XPS、EPS等的生產(chǎn)成本、投資資金回收年限、預期環(huán)境效益。

  三、外墻保溫材料生命周期模型

  建筑物生命周期總能耗需要應用以下公式。即E總=E生+E施+E居+E拆+E廢。六者依照次序分別表示為建筑物生命周期總能耗、建材生產(chǎn)階段總能耗、建筑施工階段總能耗、居住使用階段總能耗、破壞拆除階段總能耗以及廢舊建材處置階段總能耗。因為鋼筋水泥等材料有不可替代性,因此只考慮保溫材料,并簡(jiǎn)化成保溫材料生產(chǎn)、運輸、運行三個(gè)階段。單位面積外墻總費用則只考慮這三個(gè)方面,即保溫材料生產(chǎn)費用、材料運輸費用以及采暖空調費用。

  就生產(chǎn)階段來(lái)說(shuō),它的能耗包括保溫材料直接能耗、開(kāi)采運輸及生產(chǎn)上一級材料的能耗以及生產(chǎn)所需一次能耗。其與制造時(shí)保溫材料廢棄比率、保溫材料厚度、保溫材料密度以及單位建材生產(chǎn)能耗有關(guān)。就運輸階段來(lái)說(shuō),其與更換時(shí)的允許消耗、供應商到建筑工地的距離等有關(guān),涉及到運輸單位保溫材料能耗、運送保溫材料維修產(chǎn)生的廢棄物送至建筑垃圾掩埋場(chǎng)的距離、保溫材料從供應商到建筑工地的平均距離、保溫材料厚度、保溫材料密度以及制造時(shí)保溫材料的廢棄比率等幾個(gè)概念。

  就運行階段來(lái)說(shuō),其采暖制冷能耗包括采暖運行能耗以及制冷運行能耗,針對采暖度日數以及空調度日數在不同的地區有不同的數值,運行階段采暖制冷能耗與供熱系統運行效率、除保溫層外墻體熱阻和、保溫材料使用壽命有關(guān)。在計算中考慮聚氨酯、巖棉、XPS、EPS集中材料的使用壽命以及各階段的能耗,計算出這幾種材料的總能耗,其全生命周期總能耗順序可以判斷出來(lái),從大到小依次為聚氨酯、RPS、XPS和巖棉。而各階段能耗由大到小依次是運行、生產(chǎn)及運輸。四種物質(zhì)能耗回收期從大到小分別是聚氨酯、XPS、EPS、巖棉四種。

  四、外保溫材料科學(xué)評價(jià)和政策發(fā)展方向

  建筑保溫材料的科學(xué)評價(jià)較為復雜且具有研究意義。關(guān)于生命建筑材料其定義為,滿(mǎn)足建筑使用要求情況下建筑材料從開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)再到使用的整個(gè)階段中不僅對生態(tài)環(huán)境影響下,而且在整個(gè)階段中所需消耗的能源和資源也很少,并能夠循環(huán)利用的一種建筑材料。國外學(xué)者在建筑全生命周期評價(jià)研究的基礎上結合了經(jīng)濟效益和環(huán)境效益的分析,形成了與傳統模式不同的現代可持續LCA分析。它評價(jià)內容包括社會(huì )、經(jīng)濟以及環(huán)境三個(gè)方面,就社會(huì )方面來(lái)說(shuō),主要有工人收入、工人健康檢查就診率、工人社會(huì )福利、女性就業(yè)率、事故率等。就經(jīng)濟方面而言,主要有制造費、電費、燃料費、原料費、廢棄物處理費等。

  就環(huán)境方面來(lái)說(shuō)主要有地球變暖、人體毒性、富營(yíng)養化、臭氧消耗、生態(tài)毒性等方面。雖然我國試圖推廣這種評價(jià)方式,但是因為該方法成本高、開(kāi)發(fā)時(shí)間長(cháng),而且還需要用戶(hù)給出明確的需求,但是用戶(hù)大多數對需求不確定,整體參與和調查積極性不高,F如今我國對有機保溫材料燃燒性能有了更高的要求,需要保溫材料中有無(wú)鹵阻燃劑。這種新型保溫材料阻燃體系,有例如金屬氫氧化物和磷系化合等的無(wú)路無(wú)公害阻燃劑等,其在燃燒時(shí)不僅產(chǎn)生的煙量小,還不會(huì )產(chǎn)生有毒有害氣體。保溫材料燃燒后性能綜合評價(jià)等技術(shù)指標得以變化,這也在一定程度上影響了保溫材料的評價(jià)和選擇。

  五、結語(yǔ)

  建筑保溫材料通過(guò)建立DeST模擬節能模擬模型以及生命周期模型,能夠有效了解各材料的環(huán)境和經(jīng)濟效益,通過(guò)綜合比較,從而采用綜合效益最強的材料。在保溫材料生命周期中,涉及到生產(chǎn)、運輸到運行等流程以及生產(chǎn)、建設、業(yè)主等主體,對這些流程和主體綜合考慮,從而保證建筑保溫材料全生命周期的優(yōu)化。

  參考文獻

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  拓展閱讀:什么是畢業(yè)論文

  畢業(yè)論文是高等院校畢業(yè)生提交的一份有一定的學(xué)術(shù)價(jià)值的文章。它是大學(xué)生完成學(xué)業(yè)的標志性作業(yè),是對學(xué)習成果的綜合性總結和檢閱,是大學(xué)生從事科學(xué)研究的最初嘗試,是在教師指導下所取得的科研成果的文字記錄,也是檢驗學(xué)生掌握知識的程度、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題基本能力的一份綜合答卷。

  畢業(yè)論文從文體上看,歸屬于議論文中學(xué)術(shù)論文的種類(lèi)。所謂議論文,它是一種證明白已觀(guān)點(diǎn)正確的文章。它包括政論、文論、雜論在內的一切證明事理的文章,或說(shuō)理、或評論、或辯駁、或疏證,以達到明辨是非,解除疑惑、綜陳大義,駁斥謬誤等等目的。畢業(yè)論文就其內容來(lái)講,一種是解決學(xué)科中某一問(wèn)題的,用自己的研究成果加以回答;一種是只提出學(xué)科中某一問(wèn)題,綜合別人已有的結論,指明進(jìn)一步探討的方向;再一種是對所提出的學(xué)科中某一問(wèn)題,用自己的研究成果,給予部分的回答。畢業(yè)論文注重對客觀(guān)事物作理性分橋,指出其本質(zhì),提出個(gè)人的學(xué)術(shù)見(jiàn)解和解決某一問(wèn)題的方法和意見(jiàn)。畢業(yè)論文就其形式來(lái)講,具有議論文所共有的一般屬性特征,即論點(diǎn)、論據、論證是文章構成的三大要素。文章主要以邏輯思維的方式為展開(kāi)的依據,強調在事實(shí)的基礎上,展示嚴謹的推理過(guò)程,得出令人信服的科學(xué)結論。

  畢業(yè)論文雖屬學(xué)術(shù)論文中的一種,但和學(xué)術(shù)論文相比,又有自己的特點(diǎn):

  一是指導性。畢業(yè)論文是在導師指導下獨立完成的科學(xué)研究成果。畢業(yè)論文作為大學(xué)畢業(yè)前的最后一次作業(yè),離不開(kāi)教師的幫助和指導。對于如何進(jìn)行科學(xué)研究,如何撰寫(xiě)論文等等,教師都要給予具體的方法論指導。在學(xué)生寫(xiě)作畢業(yè)論文的過(guò)程中,教師要啟發(fā)引導學(xué)生獨立進(jìn)行工作,注意發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)創(chuàng )造精神,幫助學(xué)生最后確定題目,指定參考文獻和調查線(xiàn)索,審定論文提綱,解答疑難問(wèn)題,指導學(xué)生修改論文初稿,等等。學(xué)生為了寫(xiě)好畢業(yè)論文,必須主動(dòng)地發(fā)揮自己的聰明才智,刻苦鉆研,獨立完成畢業(yè)論文的寫(xiě)作任務(wù)。

  二是習作性。根據教學(xué)計劃的規定,在大學(xué)階段的前期,學(xué)生要集中精力學(xué)好本學(xué)科的基礎理論、專(zhuān)門(mén)知識和基本技能;在大學(xué)的最后一個(gè)學(xué)期,學(xué)生要集中精力寫(xiě)好畢業(yè)論文。學(xué)好專(zhuān)業(yè)知識和寫(xiě)好畢業(yè)論文是統一的,專(zhuān)業(yè)基礎知識的學(xué)習為寫(xiě)作畢業(yè)論文打下堅實(shí)的基礎;畢業(yè)論文的寫(xiě)作是對所學(xué)專(zhuān)業(yè)基礎知識的運用和深化。大學(xué)生撰寫(xiě)畢業(yè)論文就是運用已有的專(zhuān)業(yè)基礎知識,獨立進(jìn)行科學(xué)研究活動(dòng),分析和解決一個(gè)理論問(wèn)題或實(shí)際問(wèn)題,把知識轉化為能力的實(shí)際訓練。寫(xiě)作的主要目的是為了培養學(xué)生具有綜合運用所學(xué)知識解決實(shí)際問(wèn)題的能力,為將來(lái)作為專(zhuān)業(yè)人員寫(xiě)學(xué)術(shù)論文做好準備,它實(shí)際上是一種習作性的學(xué)術(shù)論文。

  三是層次性。畢業(yè)論文與學(xué)術(shù)論文相比要求比較低。專(zhuān)業(yè)人員的學(xué)術(shù)論文,是指專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行科學(xué)研究和表述科研成果而撰寫(xiě)的論文,一般反映某專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的最新學(xué)術(shù)成果,具有較高的學(xué)術(shù)價(jià)值,對科學(xué)事業(yè)的發(fā)展起一定的推動(dòng)作用。大學(xué)生的畢業(yè)論文由于受各種條件的限制,在文章的質(zhì)量方面要求相對低一些。這是因為:第一,大學(xué)生缺乏寫(xiě)作經(jīng)驗,多數大學(xué)生是第一次撰寫(xiě)論文,對撰寫(xiě)論文的知識和技巧知之甚少。第二,多數大學(xué)生的科研能力還處在培養形成之中,大學(xué)期間主要是學(xué)習專(zhuān)業(yè)基礎理論知識,缺乏運用知識獨立進(jìn)行科學(xué)研究的訓練。第三,撰寫(xiě)畢業(yè)論文受時(shí)間限制,一般學(xué)校都把畢業(yè)論文安排在最后一個(gè)學(xué)期,而實(shí)際上停課寫(xiě)畢業(yè)論文的時(shí)間僅為十周左右,在如此短的時(shí)間內要寫(xiě)出高質(zhì)量的學(xué)術(shù)論文是比較困難的。當然這并不排除少數大學(xué)生通過(guò)自己的平時(shí)積累和充分準備寫(xiě)出較高質(zhì)量的學(xué)術(shù)論文。

  [5]趙德雄.初探建筑保溫材料的選擇及未來(lái)發(fā)展趨勢[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2013,06:190.

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