高速公路服務(wù)區(qū)建筑節(jié)能技術(shù)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(jié)能技術(shù)成本效益分析

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

1)判斷技術(shù)適合的建筑類型和應(yīng)用條件。

每一種建筑節(jié)能技術(shù)都有其適用的建筑類型和相適應(yīng)的應(yīng)用條件。在研究過程中，應(yīng)該認真分析技術(shù)運用的環(huán)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(shù)日平均使用量等。總之，應(yīng)該考慮各種應(yīng)用條件給技術(shù)使用帶來的影響。根據(jù)不同應(yīng)用條件的對比分析，確定影響建筑節(jié)能技術(shù)節(jié)能的主要因素。

2)確定計算參數(shù)。

根據(jù)技術(shù)應(yīng)用條件的分析確定影響技術(shù)使用的主要因素后，選定計算參數(shù)。然后對不同的計算參數(shù)進行實地測量、文獻查詢和實驗?zāi)M測量，來獲得這些計算參數(shù)的一系列數(shù)據(jù)。

3)計算節(jié)能量。

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

4)計算增量成本。

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

5)計算技術(shù)的成本效益。

通過對節(jié)能量和增量成本的分析計算，再考慮節(jié)能技術(shù)初期的投入成本便可計算該技術(shù)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(shù)的適宜性，為各技術(shù)的適宜性分析提供定量理論參考。

1.2 不同技術(shù)間的比較

1.2.1被動式技術(shù)

被動式技術(shù)因為設(shè)計簡單，運用方便，成本較低而被廣泛使用。目前運用于服務(wù)區(qū)的被動式技術(shù)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(shù)

目前運用于服務(wù)區(qū)的主動式技術(shù)主要有：中水回用、污水處理、熱回收技術(shù)、高效燈具等。

以雨水回用技術(shù)為例進行具體分析：

1)根據(jù)服務(wù)區(qū)當?shù)氐臍庀髼l件，了解當?shù)氐慕涤炅?。實驗室模擬估算雨水回收量。

2)雨水回用系統(tǒng)包括低塘區(qū)設(shè)置下凹式水池、滲水井，以便儲蓄雨水，并在水池中設(shè)置抽水泵站。整個雨水回用系統(tǒng)初步投資加上根據(jù)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(jù)當?shù)刈詠硭畠r，便可計算成本回收期。

1.2.3可再生能源利用技術(shù)

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(shù)是前景最為好的，目前運用于服務(wù)區(qū)的主要有：太陽能熱水、太陽能光伏發(fā)電、太陽能風光互補路燈、地源熱泵等。

以太陽能光伏發(fā)電技術(shù)為例進行具體分析：

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

2)由Ecotect模擬計算得到服務(wù)區(qū)傾斜方陣面上的年太陽總輻射。

3)計算服務(wù)區(qū)鋪設(shè)240 Wp的光伏板的年發(fā)電量，即年節(jié)電量。

4)依照現(xiàn)有光伏發(fā)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(fā)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(wù)區(qū)的初投資。

5)再根據(jù)當?shù)氐碾妰r便可計算回收年限。

2 研究的技術(shù)路線

研究的技術(shù)路線見圖2。

研究的技術(shù)路線可以根據(jù)以下步驟完成：首先可以了解我國能源現(xiàn)狀以及高速公路的發(fā)展現(xiàn)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(qū)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(shù)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(guān)系，從更深層角度挖掘三者的內(nèi)在聯(lián)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(huán)——服務(wù)區(qū)建筑特征及能耗水平實地調(diào)研。在走訪調(diào)研的過程中，要收集相關(guān)數(shù)據(jù)及環(huán)境的利弊分析，考察綠色建筑技術(shù)的實際應(yīng)用情況，同時對相關(guān)人員進行咨詢和訪問。根據(jù)實地走訪調(diào)研得到的資料，對各種綠色建筑技術(shù)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(jù)文獻和調(diào)研結(jié)果，進行數(shù)值模擬式研究，以不同技術(shù)在夏熱冬冷地區(qū)的不同適應(yīng)性程度為依據(jù)對技術(shù)進行分類，從而形成初步的規(guī)范性設(shè)計導則。

參考文獻：

[1] 徐 亮，任雪松，王 棟，等.高速公路綠色可持續(xù)發(fā)展服務(wù)區(qū)建設(shè)的探討研究[J].工業(yè)安全與環(huán)保，2017，43(2)：77-79.

[2] 余敏慧.淺議建筑設(shè)計的太陽能技術(shù)應(yīng)用[J].地球，2013(3)：89-90.

[3] 樓 皓.基于綠色交通建筑的高速公路服務(wù)區(qū)建筑節(jié)能設(shè)計[J].產(chǎn)業(yè)與科技論談，2012，11(19)：86-87.

[4] 王 培.綠色低碳設(shè)計在高速公路服務(wù)區(qū)中的應(yīng)用[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2014(4)：30-32.

[5] 中國城市科學研究會綠色建筑研究中心.綠色建筑實施效果調(diào)研與評估[Z].2011:8-75.

[6] 朱穎心.綠色建筑評價的誤區(qū)與反思——探索適合中國國情的綠色建筑評價之路[J].建設(shè)科技，2009(14):36-38.