四川作為工業(yè)大省,工業(yè)建筑能耗不容忽視。與傳統(tǒng)民用建筑不同,工業(yè)建筑能耗高度依附于生產工藝,但廠房本身的能耗優(yōu)化空間。節(jié)能路徑主要包括:優(yōu)化廠房設計,利用自然采光(如導光管、采光板)減少白天照明能耗,采用自然通風或機械輔助通風降低車間通風能耗;圍護結構針對性設計,針對高溫車間強化隔熱與通風,針對潔凈車間則注重保溫與氣密性;余熱余壓回收利用,將工業(yè)流程中產生的廢熱,通過熱泵或換熱器回收,用于廠房供暖、工藝預熱或生活熱水,實現能源梯級利用;能源系統(tǒng)智能化管理,建立覆蓋生產設備和廠房輔助設施(空壓機、循環(huán)水泵、通風機)的能源管理系統(tǒng),實現協同優(yōu)化。例如,攀枝花、德陽等地的部分大型制造企業(yè),已建成覆蓋全廠的能源管控中心,將工業(yè)建筑用能與生產用能統(tǒng)籌管理,實現了能效的全面提升。
川西高原(甘孜、阿壩)海拔高,冬季嚴寒漫長,采暖是生存性需求,其建筑供能系統(tǒng)特殊性。挑戰(zhàn)在于:氣候極端,采暖負荷大;常規(guī)電網和燃氣管道基礎設施薄弱;本地經濟承載力有限;生態(tài)保護要求。因此,其技術路徑遵循“因地制宜、多能互補、經濟可靠”原則:發(fā)展被動式太陽能采暖,通過優(yōu)化建筑朝向、加大南向窗戶面積、設置陽光間和蓄熱墻體,大化利用免費的太陽輻射熱。充分利用本地豐富的可再生能源,在風力資源好的地區(qū),采用“風光儲”微電網為電采暖供電;利用豐富的水資源發(fā)展小水電;有序利用生物質能(如牛羊糞)進行清潔化利用(制備沼氣或壓縮燃料)。合理利用外部能源,在城鎮(zhèn)和交通沿線,結合電網升級,推廣使用高能效的空氣源熱泵(需解決低溫環(huán)境下效率衰減問題)或電鍋爐。國家實施的“清潔取暖”項目在該地區(qū)正探索多種技術組合模式,核心是在保障基本熱需求的同時,保護脆弱的生態(tài)環(huán)境。
合同能源管理是一種市場化節(jié)能機制,由節(jié)能服務公司(ESCO)投資為用能單位進行節(jié)能改造,并從未來的節(jié)能效益中收回投資和利潤。在四川,EMC模式是破解公共機構和商業(yè)建筑節(jié)能改造“融資難”、“技術門檻高”等問題的有效工具。常見的模式有節(jié)能效益分享型和能源費用托管型。成都、綿陽等地多家醫(yī)院、高校和部門通過EMC模式,成功實施了中央空調系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、鍋爐等的綜合節(jié)能改造。通過制定標準合同文本、建立ESCO公司信用評價體系、提供融資擔保支持等方式,規(guī)范并推動了該市場的發(fā)展。然而,挑戰(zhàn)依然存在:部分用能單位對EMC認知不足、信任度低;節(jié)能效益的測量與驗證(M&V)需要規(guī)范;ESCO公司面臨融資壓力等。未來,隨著建筑能耗限額管理和碳市場機制的完善,EMC模式有望與碳排放權交易、綠色金融產品結合,獲得更廣闊的發(fā)展空間。
四川以水電為主的電力結構,使得建筑領域的電氣化成為清潔低碳發(fā)展的必然方向,即供暖、炊事、生活熱水等終端用能從直接燃燒化石能源轉向使用電力(由綠電驅動)。然而,這會使建筑用電負荷大幅增長,且呈現出新的峰谷特性(如冬季晚高峰的采暖負荷)。因此,發(fā)展建筑與電網的友好互動能力,即需求側響應(DR)。通過安裝智能電表、負荷控制設備,并基于電價信號或激勵信號,建筑可以調整自身用電行為。例如,在電網負荷高峰時,自動調高空調設定溫度、暫停運行非必要設備(如電動汽車充電樁);或利用建筑內的儲能設施(如電蓄熱鍋爐、蓄電池)在低谷電價時段蓄能,高峰時段釋放,實現“削峰填谷”。四川已在部分工業(yè)園區(qū)和大型商業(yè)綜合體試點需求響應項目,未來隨著智能家居、車網互動(V2G)等技術的普及,每一棟建筑都可能成為電網的虛擬“調峰電廠”,增強整個能源系統(tǒng)的韌性和經濟性。
COVID-19使人們對室內空氣品質(IAQ)和健康建筑高度關注,這給建筑能耗系統(tǒng)帶來了新挑戰(zhàn)。增加新風量、提高空氣過濾等級、采用紫外線消殺等措施,都會增加風機能耗和空調負荷。如何在保障健康舒適與降低能耗之間取得平衡,成為四川建筑能耗系統(tǒng)設計的新課題。技術策略包括:采用熱回收新風機組,在引入大量新風的同時,回收排風中的冷熱量,可大幅降低能耗損失;應用需求控制通風(DCV)技術,利用CO2或PM2.5等傳感器,根據室內人員密度和空氣污染程度動態(tài)調節(jié)新風量,避免無人時的過量通風;優(yōu)化氣流組織設計,使新鮮空氣更有效地送達人員活動區(qū),提升通風效率。在四川濕熱地區(qū),還需特別關注除濕能耗,可考慮采用獨立除濕的新風系統(tǒng)或溫濕度獨立控制空調系統(tǒng),避免為除濕而過度冷卻。后時代,四川的綠色建筑和節(jié)能標準正逐步將健康性能指標納入其中,推動能耗系統(tǒng)向“健康低碳”雙目標演進。
建筑能耗系統(tǒng)的轉型,終依賴人才和健康的產業(yè)生態(tài)。四川目前面臨復合型人才短缺的問題:既懂建筑、暖通,又熟悉能源管理、物聯網、金融的跨界人才匱乏。這需要高校和職業(yè)院校調整課程設置,加強建筑節(jié)能、綠色建筑、智能建筑等方向的學科建設和職業(yè)教育。同時,大力開展對在職設計師、工程師、物業(yè)管理人員的繼續(xù)教育和培訓。在產業(yè)支撐方面,四川正培育本地化的節(jié)能服務產業(yè)鏈,包括節(jié)能咨詢、審計、設計、施工、運維、融資等全鏈條服務能力。支持本地企業(yè)研發(fā)和生產節(jié)能材料(如特種玻璃、相變材料)、設備(如熱泵、智能控制器)和智慧管理軟件。通過建設綠色建筑與建筑節(jié)能產業(yè)園區(qū),促進技術研發(fā)、成果轉化和產業(yè)集聚。只有形成強大的人才梯隊和富有活力的產業(yè)集群,四川建筑能耗系統(tǒng)的低碳轉型才能獲得內生、持久的發(fā)展動力。
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