高速公路服務區建筑節能技術研究方法及路線

牛 元 源

(南京理工大學，江蘇 南京 210094)

1 研究方法

1.1 建筑節能技術成本效益分析

建筑節能技術后評估體系為針對建筑整體運行性能的評價，建筑節能技術成本效益分析作為評價體系的重要組成部分，對建筑節能技術適應性研究具有重要作用。對部分常用的建筑節能技術進行效益成本分析，為各技術的適宜性分析提供定量理論參考。在建筑節能技術成本效益分析的過程中，將具體的建筑節能技術分為被動式技術、主動式技術、可再生能源利用三大類再進行研究。課題研究從這三類節能技術出發，選取典型節能技術進行研究分析，基本流程見圖1。

1)判斷技術適合的建筑類型和應用條件。

每一種建筑節能技術都有其適用的建筑類型和相適應的應用條件。在研究過程中，應該認真分析技術運用的環境條件，例如降水量、日照時間、溫度等；也需要分析人為條件，例如技術日平均使用量等。總之，應該考慮各種應用條件給技術使用帶來的影響。根據不同應用條件的對比分析，確定影響建筑節能技術節能的主要因素。

2)確定計算參數。

根據技術應用條件的分析確定影響技術使用的主要因素后，選定計算參數。然后對不同的計算參數進行實地測量、文獻查詢和實驗模擬測量，來獲得這些計算參數的一系列數據。

3)計算節能量。

節能量是指建筑在運用該節能技術時比不運用該節能技術時節省的能量。計算節能量是成本效益分析中最重要的環節。首先得明白節能技術的節能原理，然后根據夏熱冬冷地區的環境條件和技術的應用條件來具體分析該技術的節能效果。分別計算同等條件下運用該技術時建筑的耗能量和不運用該技術時建筑的耗能量，從而得出節能量。

4)計算增量成本。

增量成本是由產量增量而導致總成本的變化量，是建筑節能技術在運用過程中而產生的成本。增量成本的大小和節能技術的節能方式密切相關，同時也包括技術的維護費用。

5)計算技術的成本效益。

通過對節能量和增量成本的分析計算，再考慮節能技術初期的投入成本便可計算該技術的回收期和成本效益。通過成本效益的計算值來分析各技術的適宜性，為各技術的適宜性分析提供定量理論參考。

1.2 不同技術間的比較

1.2.1被動式技術

被動式技術因為設計簡單，運用方便，成本較低而被廣泛使用。目前運用于服務區的被動式技術主要有：自然通風、自然采光、光導管照明、屋頂綠化、垂直綠化、外遮陽、陽光間等。

1.2.2主動式技術

目前運用于服務區的主動式技術主要有：中水回用、污水處理、熱回收技術、高效燈具等。

以雨水回用技術為例進行具體分析：

1)根據服務區當地的氣象條件，了解當地的降雨量。實驗室模擬估算雨水回收量。

2)雨水回用系統包括低塘區設置下凹式水池、滲水井，以便儲蓄雨水，并在水池中設置抽水泵站。整個雨水回用系統初步投資加上根據抽水泵的抽水量計算的耗電量，從而得到增量成本。

3)計算抽水泵抽水量，即利用水池中的水噴管草坪、沖廁或者洗車的用水量，再根據當地自來水價，便可計算成本回收期。

1.2.3可再生能源利用技術

可再生能源利用是指利用可再生能源，例如太陽能、地熱能、風能等可再生能源來減少化石能源的使用?？稍偕茉蠢眉夹g是前景最為好的，目前運用于服務區的主要有：太陽能熱水、太陽能光伏發電、太陽能風光互補路燈、地源熱泵等。

以太陽能光伏發電技術為例進行具體分析：

1)確定服務區的緯度，夏熱冬冷地區的緯度基本在30°左右，因此最優的光伏板傾角為β=α+10(α為地區緯度)。

2)由Ecotect模擬計算得到服務區傾斜方陣面上的年太陽總輻射。

3)計算服務區鋪設240 Wp的光伏板的年發電量，即年節電量。

4)依照現有光伏發電投資成本，考慮每Wp功率的初投資和中央、地方政府的光伏發電補貼，計算得每Wp功率的增量成本，由此可得240 Wp光伏板在服務區的初投資。

5)再根據當地的電價便可計算回收年限。

2 研究的技術路線

研究的技術路線見圖2。

研究的技術路線可以根據以下步驟完成：首先可以了解我國能源現狀以及高速公路的發展現狀，對研究對象的當前狀況做第一步的探究，同時對夏熱冬冷地區的氣候特征和自然資源狀況進行研究，并且對常用的綠色建筑技術以及運行性能進行研究，做到全方位了解。分析各自的狀況后，可以討論三者之間的關系，從更深層角度挖掘三者的內在聯系，從而確定研究目標，研究意義和研究的主要問題。

之后便是很重要的一環——服務區建筑特征及能耗水平實地調研。在走訪調研的過程中，要收集相關數據及環境的利弊分析，考察綠色建筑技術的實際應用情況，同時對相關人員進行咨詢和訪問。根據實地走訪調研得到的資料，對各種綠色建筑技術進行分析。分析的方向可以分為下面三個方向：可行性程度分析、成本效益分析以及適用性程度分析。

根據文獻和調研結果，進行數值模擬式研究，以不同技術在夏熱冬冷地區的不同適應性程度為依據對技術進行分類，從而形成初步的規范性設計導則。

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