高速公路服務(wù)區(qū)建筑節(jié)能技術(shù)研究意義及現(xiàn)狀

牛 元 源

(南京理工大學(xué)，江蘇 南京 210094)

1 目的及意義

20世紀(jì)90年代，世界經(jīng)濟(jì)繁榮發(fā)展，中國(guó)的國(guó)力進(jìn)一步提高，綠色節(jié)能建筑的影響力已經(jīng)遍及到中國(guó)并且得到了業(yè)內(nèi)外人士的追捧與好評(píng)。中國(guó)國(guó)力的增強(qiáng)伴隨的是交通事業(yè)的蓬勃發(fā)展，高速公路便是極為重要的一個(gè)組成部分，于是許多建筑節(jié)能技術(shù)開(kāi)始運(yùn)用于高速公路服務(wù)區(qū)。作為高速公路服務(wù)區(qū)的重要組成部分，是一種特殊類(lèi)型的獨(dú)立的城市交通建設(shè)外，還無(wú)法利用城市功能體系和廢物排放的能量輸入，容易造成資源浪費(fèi)和能源服務(wù)領(lǐng)域的尷尬局面[1]的生態(tài)環(huán)境的破壞。服務(wù)區(qū)建筑能耗分為兩部分?？偟膩?lái)說(shuō)，日常消費(fèi)與建筑能耗的比例約為8∶2～9∶1[2]，空調(diào)和采暖的能源消耗量為3。同時(shí)，作為交通樞紐的服務(wù)區(qū)也有其特殊性。交通樞紐綜合體具有空間大、窗墻比高、人員流動(dòng)大、照明系統(tǒng)復(fù)雜等特點(diǎn)。在一定程度上增加了室內(nèi)空調(diào)采暖負(fù)荷，進(jìn)一步增加了電力、天然氣和水的消耗，對(duì)建筑節(jié)能提出了更高的要求。

然而至今，我國(guó)服務(wù)區(qū)域布局尚缺乏完整的理論體系。服務(wù)區(qū)布局沒(méi)有系統(tǒng)的理論布局標(biāo)準(zhǔn)。很多情況下并不適用于當(dāng)?shù)貤l件。而我國(guó)的服務(wù)區(qū)大都采用內(nèi)向布設(shè)，故造成其內(nèi)部設(shè)施布局較為散亂，交通組織流線(xiàn)關(guān)系欠缺合理性的分析。由于環(huán)境意識(shí)，理論指導(dǎo)的缺乏，時(shí)間一長(zhǎng)，還有在節(jié)能和環(huán)保服務(wù)領(lǐng)域的許多缺點(diǎn)，這是從發(fā)展低碳交通的要求，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展。

雖然目前服務(wù)區(qū)的建設(shè)和改造中已經(jīng)運(yùn)用了部分建筑節(jié)能技術(shù)，但往往在先期工作中并沒(méi)有嚴(yán)謹(jǐn)論證相關(guān)技術(shù)在當(dāng)?shù)氐倪m應(yīng)性，從而導(dǎo)致節(jié)能技術(shù)的實(shí)際運(yùn)行性能與設(shè)計(jì)預(yù)期相差很多。這個(gè)課題研究的目的是對(duì)其運(yùn)行性能給出評(píng)價(jià)，指出運(yùn)行過(guò)程中的問(wèn)題，并通過(guò)與設(shè)計(jì)工況和設(shè)計(jì)值的比較，反饋這些節(jié)能技術(shù)在設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題以及進(jìn)行適應(yīng)性研究給出節(jié)能技術(shù)的最優(yōu)適用條件。課題以夏熱冬冷地區(qū)的高速公路服務(wù)區(qū)為對(duì)象進(jìn)行建筑節(jié)能技術(shù)適應(yīng)性的研究，主要是通過(guò)對(duì)相關(guān)的節(jié)能技術(shù)進(jìn)行成本效益分析，包括技術(shù)的節(jié)能量、增量成本、回收期和成本效益的計(jì)算，從而分析技術(shù)的適宜性與可推廣性。最終通過(guò)成本效益的計(jì)算值來(lái)分析各技術(shù)的好壞，從而給出適宜夏熱冬冷地區(qū)高速公路服務(wù)區(qū)建筑節(jié)能技術(shù)菜單。

2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

目前國(guó)內(nèi)高速公路服務(wù)區(qū)建筑節(jié)能技術(shù)運(yùn)用主要針對(duì)水資源的節(jié)約、太陽(yáng)能的利用、地?zé)崮艿睦萌矫?。以南京荷葉山服務(wù)區(qū)為例[4]，運(yùn)用到服務(wù)區(qū)建筑的節(jié)能技術(shù)有中水回用技術(shù)、污水處理技術(shù)、自然采光、外遮陽(yáng)技術(shù)、光導(dǎo)管照明技術(shù)、太陽(yáng)能光熱技術(shù)、太陽(yáng)能光伏技術(shù)、地源熱泵技術(shù)、屋頂綠化、垂直綠化等。

就高速公路服務(wù)區(qū)水資源節(jié)約方面來(lái)說(shuō)，陳慧等[5]選擇在安徽的8個(gè)不一樣的服務(wù)區(qū)的污水處理裝置走訪(fǎng)調(diào)研，每一個(gè)服務(wù)區(qū)其中的設(shè)備運(yùn)用時(shí)間幾個(gè)月至幾年不等。其中，物理法和生物法是多被采用的方式，在5個(gè)服務(wù)區(qū)污水水樣進(jìn)行檢測(cè)和數(shù)據(jù)分析，二級(jí)處理運(yùn)行效果最好的服務(wù)區(qū)其污染物去除效果為：COD去除率79.60%，BOD去除率71.40%，總磷去除率22.60%，氨氮去除率27.60%總氮去除率為27.60%，懸浮物去除率80.70%，未達(dá)到國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。就生物法處理污水來(lái)看，接觸氧化技術(shù)是我國(guó)比較有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)。李強(qiáng)等[6]對(duì)西漢高速公路某服務(wù)區(qū)“水解酸化—接觸氧化法”污水處理項(xiàng)目進(jìn)行研究，指出技術(shù)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)重COD處理效率高，出水BOD5和SS，并滿(mǎn)足[7]城市污水回用和城市雜用水水質(zhì)的要求(GB/T 18920—2002)。達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后，可用于服務(wù)區(qū)的綠化、沖廁和洗車(chē)。該項(xiàng)目的增量成本主要是電力和二氧化氯，單位污水處理成本為0.408元/m3。

就高速公路服務(wù)區(qū)太陽(yáng)能利用方面來(lái)說(shuō)，徐靜[8]對(duì)SD08型太陽(yáng)能LED路燈與普通電力燈具的經(jīng)濟(jì)對(duì)比分析得出：雖然安裝太陽(yáng)能燈具比普通燈具投資略高，但是普通燈易損、耗電，就使用來(lái)看太陽(yáng)能路燈更經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、節(jié)能。徐以升[9]認(rèn)為：服務(wù)區(qū)對(duì)高效、完善的風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)需求是很大的。相對(duì)來(lái)說(shuō)，太陽(yáng)能熱水技術(shù)在我國(guó)太陽(yáng)能建筑技術(shù)中最為成熟、運(yùn)用最為廣泛、產(chǎn)業(yè)發(fā)展最快[10]。太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的應(yīng)用是國(guó)家一級(jí)建筑節(jié)能的必然要求，從而保證建筑節(jié)能目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

就高速公路服務(wù)區(qū)地?zé)崮艿睦梅矫鎭?lái)說(shuō)，王沁芳等[11]計(jì)算，50%～60%年度公共建筑能耗在夏熱冬冷地區(qū)來(lái)自空調(diào)制冷和采暖系統(tǒng)。因而采用地源熱泵技術(shù)將產(chǎn)生巨大的節(jié)能效益。安徽省績(jī)黃高速華陽(yáng)服務(wù)區(qū)南區(qū)占地40 000 m2，采用地源熱泵技術(shù)，徐靜[12]對(duì)其研究后得出該技術(shù)每年可節(jié)約運(yùn)營(yíng)費(fèi)用約70 000元，其中，地源熱泵空調(diào)、熱水系統(tǒng)每年可節(jié)約電能約70 000 kW·h；對(duì)生活熱水的地源熱泵熱水系統(tǒng)的水溫是50 ℃～60 ℃，與熱水的總水量6.4 t。地?zé)崮艿陌l(fā)展?jié)摿梢?jiàn)還有很大的空間。

由于國(guó)內(nèi)高速公路服務(wù)區(qū)的建筑節(jié)能技術(shù)大多仍處于研究探索的階段，大部分相關(guān)研究仍是建筑節(jié)能技術(shù)設(shè)計(jì)時(shí)的理論研究，從理論上分析該技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益。其中針對(duì)服務(wù)區(qū)建筑節(jié)能運(yùn)行性能的相關(guān)研究較少，且缺乏對(duì)這些節(jié)能技術(shù)在運(yùn)行過(guò)程中的系統(tǒng)的適應(yīng)性分析，即缺乏對(duì)高速公路服務(wù)區(qū)建筑節(jié)能技術(shù)的后評(píng)估分析。

3 結(jié)語(yǔ)

高速公路服務(wù)區(qū)的綠色性能很大程度上可以體現(xiàn)我國(guó)綠色建筑在交通事業(yè)中的普及量，甚至可以以小見(jiàn)大反映中國(guó)對(duì)綠色節(jié)能建筑的發(fā)展及重視程度。中國(guó)的建筑多如天上的星宿，普及綠色節(jié)能建筑想必也是任重而道遠(yuǎn)，所以在類(lèi)似高速公路服務(wù)區(qū)這種人流量較大且能源資源利用相對(duì)不完善的建筑中推廣綠色節(jié)能建筑可謂勢(shì)在必行。我國(guó)幅員遼闊，長(zhǎng)長(zhǎng)短短的高速公路以及大大小小的服務(wù)區(qū)分布在各個(gè)地區(qū)，除了夏熱冬冷地區(qū)，其他不同地區(qū)的高速公路服務(wù)區(qū)也可以充分結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡乩韮?yōu)勢(shì)，氣候優(yōu)勢(shì)，政策優(yōu)勢(shì)推廣適宜于自身的綠色節(jié)能建筑，從而打造與環(huán)境友好，與自然和諧的景象。綠色節(jié)能建筑的推廣與普及，是我們每一位相關(guān)行業(yè)從事者的責(zé)任，更是作為地球村公民義不容辭的責(zé)任。

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