石 婳，秦 勇

(陜西水環(huán)境工程勘測設(shè)計研究院，陜西 西安 710018)

“十一五”以來，黨中央把節(jié)能減排作為調(diào)整經(jīng)濟結(jié)構(gòu)、促進發(fā)展方式轉(zhuǎn)變和推動科學(xué)發(fā)展的重要抓手，放在更加突出的位置。國家采取一系列強有力的政策措施，節(jié)能減排取得了顯著成效。進入“十二五”后節(jié)能形勢依然嚴峻，任務(wù)更加艱巨《“十二五”節(jié)能減排綜合性工作方案》把“能評”作為調(diào)整優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，合理控制能源消費總量等的措施。為此，“十二五”規(guī)劃《綱要》明確提出，要實行“合理控制能源消費總量”、“加強固定資產(chǎn)投資項目節(jié)能評估和審查”等重要舉措。

近幾年，國家對水利工程基礎(chǔ)建設(shè)投資較多，在工程建設(shè)中與運行期更應(yīng)加大節(jié)能降耗投入，合理有效利用能源。

2010年12月24日由中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部及中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局聯(lián)合發(fā)布《水利水電工程節(jié)能設(shè)計規(guī)范》GB/50649－2011。規(guī)范中明確規(guī)定:水利水電工程節(jié)能設(shè)計應(yīng)與工程設(shè)計同時進行。節(jié)能設(shè)計選用的技術(shù)措施應(yīng)與工程同時實施。工程設(shè)計報告應(yīng)有節(jié)能設(shè)計的專篇(章)，應(yīng)確定節(jié)能設(shè)計原則、方案和措施，并應(yīng)做出節(jié)能效果分析。

以陜西省斗門水庫試驗段工程為例，對工程節(jié)能設(shè)計進行分析與評價。經(jīng)分析該項目建成后年綜合能源消費量小于1 000 t標(biāo)準(zhǔn)煤，且運行期電力消費量遠小于200萬千瓦時，故該項目應(yīng)填寫節(jié)能登記表上報節(jié)能審查單位審批備案。

1 工程概況

陜西省斗門水庫試驗段工程位于陜西省西咸新區(qū)灃東新城南部，西戶鐵路東南，繞城高速以西。該工程是陜西省斗門水庫工程建設(shè)的先期部分，位于斗門水庫的北部，其北部岸線與斗門水庫工程北部岸線相一致。設(shè)計池岸總長6.75 km，水面面積 1.85 km2，平均蓄水深度 3.0 m，蓄水量 550萬m2，池底平均高程 397.5 m。

運行期間利用灃河水源通過引水明渠、管道維系池區(qū)水量平衡;通過新建的退水箱涵利用工程區(qū)東北方向的太平河保證池區(qū)退水正常運行。該工程符合斗門水庫10.4 km2范圍的建設(shè)要求，由永久工程與臨時工程兩部分組成。永久工程包括池底工程、永久池岸工程和引水明渠工程，臨時工程是為保證2 km2生態(tài)水面而建設(shè)，包括臨時池岸工程和臨時引水管道工程

2 能耗分析與計算

陜西省斗門水庫試驗段工程在建設(shè)期間耗能一方面是原材料的損耗(主要是土料、石料、水泥、鋼筋、木料等)，另一方面是施工期間風(fēng)、水、電、汽油、柴油的損耗等;在運行期間主要是啟閉設(shè)備、電動閥門、電氣設(shè)備及管理設(shè)施照明消耗電力等。根據(jù)工程設(shè)計方案及施工組織設(shè)計，對工程施工期和運行期的用能品種、數(shù)量進行計算。

表1 燃料、動力消耗折算系數(shù)

2.1 施工期能耗分析與計算

施工建設(shè)過程主要消耗的能源有電能和柴油等，通過分析可知施工期的主要耗能項目集中在土石方開挖與填筑工程上，主要耗能設(shè)備為運輸設(shè)備、挖裝設(shè)備等，生產(chǎn)性房屋、倉庫及生活設(shè)施的能耗相對較少。因此在施工組織設(shè)計中節(jié)能設(shè)計的重點就在于選擇經(jīng)濟高效的施工技術(shù)方案，將節(jié)能降耗落實到施工材料、設(shè)備、工藝等技術(shù)措施上，降低工程造價，提高綜合效益。

1)電力消耗。按每天工作8 h，夜間照明8 h，施工180 d計算。通過對施工期能耗設(shè)備及照明能耗統(tǒng)計，經(jīng)計算，施工期間總用電量 281 275.2 kwh，折標(biāo)準(zhǔn)煤 34.57 tce。

2)施工工質(zhì)用水。施工工質(zhì)用水主要用于混凝土攪拌澆筑、墻體堆砌、混凝土養(yǎng)護、作業(yè)面降塵、路面澆灑等。參照施工用水定額標(biāo)準(zhǔn)，初步估算施工工質(zhì)總用水量為1 048 644 m3，不可預(yù)見用水系數(shù)取值 1.2，折標(biāo)準(zhǔn)煤 107.84 tce。

3)施工期生活用水量。主體工程按照項目設(shè)計方案勞動定員為300人，每人共計需100 L/d，施工期180 d，考慮管網(wǎng)漏失及未預(yù)見用水系數(shù)為1.2，修正后施工期生活用水總量為:6 480 m3，折標(biāo)準(zhǔn)煤 0.56 tce。

4)挖方填方挖掘機和運輸用柴油。本次施工機械設(shè)備及建設(shè)交通運輸耗油總量為:柴油2 476 t，汽油1 t，折標(biāo)準(zhǔn)煤3 609.25 tce。

綜上所述，項目建設(shè)期水、電、柴油能耗消耗折標(biāo)準(zhǔn)煤3 752.22 tce。

2.2 運行期能耗分析與計算

陜西省斗門水庫試驗段工程運行期耗能的建筑物有:引水退水建筑物、工程管理用房和設(shè)施等，其運行期年能耗主要包括照明用電、設(shè)備用電及運行期用水。

2.2.1 照明及設(shè)備用電

1)照明:項目建成后，管理房面積760 m2，管理站占地面積2 000 m2，按照《建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(GB50034－2004)要求管理和后勤保障區(qū)及附屬工程等照明密度11 w/m2;管理和后勤保障區(qū)及附屬工程每日白天8 h照明，夜間8 h照明計算，全年365 d。日均未預(yù)見用電為日均電力消耗的10%。則可計算各項用電如下:管理和后勤保障區(qū)及附屬工程年耗電:77 730 kwh/a。電力參考折標(biāo)系數(shù)0.122 9 kgce/(kwh)，經(jīng)計算，年耗能量9.6噸標(biāo)準(zhǔn)煤。

2)設(shè)備用電:工程運行期用電設(shè)備包括4臺閘門啟閉機，1臺DN1400手電兩用電動蝶閥，1臺 DN600手電兩用電動閘閥，合計總功率為15 kw，使用頻率按1年3次，每次 3小時計算，設(shè)備年耗電量135 kwh。修正后年均電力消耗148.5 kwh/a。電力參考折標(biāo)系數(shù) 0.122 9 kgce/(kwh)，經(jīng)計算，年耗能量0.02 t標(biāo)準(zhǔn)煤。

運行期采用高效節(jié)能配電變壓器，型號為(S13－M－80KVA/10－NX2)，負載損耗為1.31 kw，每年按一半時間運行，年耗電 6 311.58 kwh/a。電力參考折標(biāo)系數(shù) 0.122 9 kgce/(kwh)，經(jīng)計算，年耗能量 0.85 t標(biāo)準(zhǔn)煤。

運行期管理房空調(diào)設(shè)備，3P空調(diào)2臺，每臺功率3 kw，冬夏兩季每周開放1次，每次4小時;1.5P空調(diào)10臺，每臺功率1.5 kw，冬夏兩季，按180 d開啟，10臺平均每天 8小時。年耗電 33 366.96 kwh，電力參考折標(biāo)系數(shù) 0.122 9 kgce/(kwh)，經(jīng)計算年耗能4.1 t標(biāo)準(zhǔn)煤。

2.2.2 運行期用水

本項目建成后，工作人員19人。根據(jù)《建筑給排水設(shè)計規(guī)范》(GB50015－2003)的有關(guān)規(guī)定，并參照公共建筑生活用水定額標(biāo)準(zhǔn)，按辦公用水標(biāo)準(zhǔn)50 L/人·d。不可預(yù)見用水系數(shù)取值 1.2，年用水量為:416 m3。

斗門水庫試驗段總計算盛水容積為550萬 m3，本次設(shè)計不作為工質(zhì)用水。

經(jīng)計算，則項目運行期年總用水量416 m3，折標(biāo)準(zhǔn)煤0.04 tce。

3 主要節(jié)能降耗措施

3.1 工程設(shè)計中節(jié)能措施

對工程設(shè)計進行優(yōu)化，選擇合理、經(jīng)濟的設(shè)計方案，在土石方開挖、回填壓實、混凝土澆筑等過程中，選用低能耗的挖掘設(shè)備，減少能源消耗;施工設(shè)計中合理調(diào)度、合理安排施工秩序，搞好土石方平衡，盡量利用開挖料;盡量減少運輸距離，減少不必要的燃料消耗;在滿足設(shè)計要求的前提下，優(yōu)化混凝土配比，提高工作效率;選擇高效的照明系統(tǒng)，金屬結(jié)構(gòu)選擇合理，嚴格按照規(guī)范選型及安裝，減少運行期間的能源消耗。

表2 項目總能耗匯總表

3.2 主體工程節(jié)能措施分析

本次設(shè)計僅對斗門水庫試驗段范圍進行設(shè)計，但其建設(shè)思路依然按照《昆明池水利工程片區(qū)總體規(guī)劃》要求展開:工程區(qū)域有實施條件，滿足當(dāng)?shù)亟ㄔO(shè)及規(guī)劃，無制約性因素影響;駁岸線位要基本符合當(dāng)?shù)氐匦?，充分利用古昆明池原址地形，發(fā)揮區(qū)域文化優(yōu)勢;工程建設(shè)要與后期建設(shè)相結(jié)合，減少后期工程建設(shè)過程中的矛盾及沖突;池區(qū)建設(shè)要符合后期景觀設(shè)計效果，與周邊環(huán)境相協(xié)調(diào)。

3.3 建筑節(jié)能措施分析

主要建筑物包括池岸及駁岸形式、引水建筑物、退水建筑物、管理用房等。根據(jù)建筑物的不同功能合理選擇建筑物布置型式以滿足節(jié)能要求。綜合辦公樓外墻采用加氣混凝土砌塊，外貼擠塑板保溫，門窗采用鋁合金節(jié)能門窗、中空玻璃。所有建筑物在滿足通風(fēng)條件下減少窗、墻面積比。

3.4 設(shè)備節(jié)能措施分析

工程的設(shè)計在確保系統(tǒng)安全、可靠的情況下，防止設(shè)備選型富裕度過大。

選用高效節(jié)能型變壓器，降低變壓器的實際運行損耗;機電設(shè)備、金屬結(jié)構(gòu)及施工設(shè)備選型，避免選用技術(shù)落后，耗能過高的產(chǎn)品和設(shè)備，選用能耗低的機電設(shè)備。提高工程施工機械化水平。用電設(shè)備及其配套系統(tǒng)中，做到合理用電，提高電能利用效率。通過節(jié)能燈的應(yīng)用減少了電能損耗。對電纜通道進行優(yōu)化設(shè)計，使電纜走向更加合理，減少了電纜用量，電能在傳輸過程中的損耗也大為降低。

3.5 施工組織節(jié)能設(shè)計

施工中在土石方開挖、土方回填壓實、混凝土澆筑等過程中，結(jié)合工程特點，選用低能耗的挖掘設(shè)備，減少能源消耗;施工設(shè)計中合理調(diào)度、合理安排施工秩序，搞好土石方平衡，盡量利用開挖料;盡量減少運輸距離，減少不必要的燃料消耗;在滿足設(shè)計要求的前提下，優(yōu)化混凝土配比，提高工作效率。

3.6 管理節(jié)能措施分析

工程運行期間的節(jié)能一方面要靠優(yōu)化設(shè)計方案作為保障，另一方面則要通過合理的運行管理措施來實現(xiàn)。運行期間根據(jù)工程任務(wù)和設(shè)計方案、工程調(diào)度運用方式、生產(chǎn)設(shè)備組成及其性能特點等，確定工程的節(jié)能、降耗運用措施和原則。積極進行節(jié)能宣傳，樹立廣大員工節(jié)能思想意識，要求管理人員嚴格執(zhí)行耗能設(shè)備運行制度，節(jié)約用電，降低能耗。

4 節(jié)能效果分析評價

4.1 節(jié)能指標(biāo)分析

在工程施工期，對于土石方工程施工工藝與設(shè)備、交通運輸、供水供電路線與設(shè)備選型等需進行細致研究，以便節(jié)省施工期能耗。

在采取了節(jié)能降耗措施后，工程施工期的能耗總量折算為標(biāo)準(zhǔn)煤能約 3 752.22 t。

工程運行期通過合理選擇運行設(shè)備，加強運行管理和檢修維護管理，合理選擇運行方案，加強節(jié)能宣傳，最大限度降低運行期能耗。初步估算工程運行期能耗總量折算為標(biāo)準(zhǔn)煤能約 14.57 t。

4.2 節(jié)能評價

跟據(jù)工程能源消耗總量和產(chǎn)生的經(jīng)濟效益分析計算，該項目萬元GDP能耗低于陜西省2015年0.95 t標(biāo)準(zhǔn)煤/萬元 GDP的能耗標(biāo)準(zhǔn)，從能源消耗和產(chǎn)出分析，本工程屬于節(jié)能性投資項目，工程項目符合國家、行業(yè)和地方節(jié)能設(shè)計的要求。

[1]國家發(fā)展改革委資源節(jié)約和環(huán)境保護司/國家節(jié)能中心.固定資產(chǎn)投資項目節(jié)能評估和審查工作指南.2012.03.

[2]中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局/中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會.中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).綜合能耗計算通則(GB/T 2589 －2008).2008.02.

[3]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部/中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).水利水電工程節(jié)能設(shè)計規(guī)范(GB/T50649－2011).2010.12.