水电站厂房建筑节能设计方法及应用

1节能设计中存在的问题

1.1水电站厂房布置原则无法兼顾节能设计要求

这就和《公共节能设计标准》中的相关规定相违背，需要设计人员在设计的过程中分清主次，对各方面因素进行综合考虑，在保障水电站厂房布置结构合理和安全的同时，实现节能设计。

1.2建筑节能设计在水电站厂房的整体设计中比重较小

目前，我国水电站厂房建设的现行规程中，并没有对节能降耗进行规定，虽然其中对于节能降耗有专门的篇幅，但是其主要内容强调的是水电站的工艺节能和施工期间的节能，例如，提高发电机的效率等，厂房建筑的节能设计只在其中占很小的一部分。正因如此，水电站厂房建筑的节能设计很难得到彻底的贯彻实施，对于节能的认识并不全面，并没有形成完整的体系。

1.3缺乏有效的评估和信息反馈机制

虽然近几年来，有部分采用建筑节能设计的水电站已经投入生产使用，在节能设计上取得了明显的进步，但是从整体上来看，还无法对这些水电站的节能效果进行有效的评价，对应的信息反馈机制尚未建立。而且，水电站厂房建筑的节能降耗并没有纳入水电项目的评价标准。造成这一问题的主要原因如下：第一，水电站建筑节能的投资较少，管理者对其的重视程度不高；第二，建筑节能设计所创造的经济效益较低，无法吸引管理者的关注；第三，水电站属于电能源的生产单位，容易忽略建筑的能源消耗问题。

2节能设计在水电站厂房建设中的应用

2.1在建筑外墙中的应用

在水电站厂房建筑的能源消耗中，外墙的热能损耗所占的比重最大。这是因为在厂房的外围结构中，墙体的面积最大。再加上围护结构并不具备很高的隔热性和封闭性，所以很容易损耗热能，尤其是冬季。由此可知，要做好水电站厂房建筑的节能设计工作，最关键的就是要实现外墙的隔热保温。目前，常用的节能外墙主要有如下三种。

第一种，自保温系统。就是只使用单一的墙体材料，例如砖砌体，就可以满足外墙节能需求的系统。该系统的优势就是保温性能良好，施工技术简单。由于围护墙体大多属于非承重墙体，有较多的预留孔洞和套管，还有很多的墙体埋件，但是自保温系统本身就具有一定的承载力，所以完全可以满足墙体的结构要求，适用于气候比较温和南方或者部分山区。

第二种，外保温系统。该系统是指在基层墙体的外面添加一层绝热保温材料，例如聚氨酯、聚苯板等作为保温层，或者在外面涂上具有保温作用的砂浆。这是一种最合理和最成熟的技术理念，适宜应用在钢筋混凝土的外墙以及寒冷地区的厂房建筑中。该系统也是国家行业标准推荐使用的系统。

第三种，金属压型彩钢复合板保温系统。这类厂房围护墙体常采用金属压型彩钢复合板,其夹芯材料可采用岩棉、聚氨酯、聚苯乙烯等。金属压型彩钢复合板导热系数小,质量轻,施工速度快,对钢结构厂房的节能保温有一定的优越性。该系统已经在小型水电站的钢结构厂房中广泛使用。

2.2在建筑外门墙中的应用

外门窗是夏天阳光照射和冬季寒风侵入的主要途径，因此要实现厂房节能，就需要外门窗具有良好的透光性和气密性。通常，墙体的传热系数低于窗户，因此，门窗也是改善室内光热环境的重要因素，会直接影响水电站厂房建筑的采光和节能功效。我们可以从如下两方面来提高门窗的保温隔热性能，降低其能源损耗。首先，不断提高门窗的热工性能。有超过70%的门窗是由玻璃组成的。在全空调系统的控制之下，若水电站厂房位于寒冷地区，那么在发电机层以上可以应用中空玻璃或者双层窗户，实现节能目标。

同时，在资金预算许可或周围环境允许的前提下，门窗框的制作应该尽量选择导热系数小的材料，可以用塑钢代替钢门和钢窗。其次，提高门窗的封闭性。使用新型的、密封性能良好的门窗材料；门窗框与墙间的缝隙可用弹性松软型材料、弹性密闭型材料、密封膏以及边框设灰缝等密封；框与扇的密封可用橡胶、橡塑或泡沫密封条以及高低缝、回风槽等；扇与扇之间的密封可用密封条、高低缝及缝外压条等；扇与玻璃之间的密封可用各种弹性压条等。水电站厂房建筑的节能设计除了应用于墙体和门窗之外，在厂房顶棚、地面、照明、遮阳、通风和其他方面都有广泛的应用，在此不一一分析，在今后的研究中继续深入探讨。

3水电站厂房建筑节能设计的发展趋势

水电站厂房采取的节能设计措施和其他民用建筑非常相似，但是在功能上却有自身的独特性。如果能进一步拓宽思维，坚持因地制宜，具体问题具体分析的原则，充分利用水电站厂房的特点进行建筑节能设计，必将走出一条属于自己的节能之路。例如，根据《民用建筑节能设计标准》的相关要求，工厂区附近的民用建筑可以充分利用工业的余热和废热。水电站厂房中的发电机组在运行的过程中会大量散热。

因为当前水机和通风都是独立设计，前者会通过机组的散热需求，在空气冷却器的作用下，将机组产生的热量通过封闭循环的方式释放到了自然环境中，并没有对其充分利用。通风设计则主要考虑厂房内的取暖和通风需求，设置了独立的中央空调和排烟除湿系统。这种设计方式不仅会浪费机组产生的大量热能，还会增加通风系统的能耗。如果能将者两种系统的设计结合在一起，对其进行整合和改进，利用机组散发的热能进行供暖，可以极大降低水电站厂房在运行期间的能源损耗，实现节能的目的。

综上所述，从当前我国水电站厂房的建筑的现状来看，其节能设计正处于起步阶段，和发达国家还存在很大的差距，而且社会对其的关注度并不高。因为我国建设水电站厂房，在设计中主要考虑的是其的经济性和实用性，所以关注的重点往往集中在初期的投入上，没有对后期的运营、能源消耗等长期利益引起足够的重视。正因如此，本文从节能设计中存在的问题、具体应用和发展趋势等方面对水电站厂房的建筑节能展开了具体讨论。