智慧建筑行業研究報告
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智慧建筑行業研究報告范文第1篇
社會發展、人口增長、資源匱乏、環境污染等問題日益嚴峻，人類逐步面臨生存危機，因此生態環境保護成了人們日益重視的課題，低碳節能的觀念也日漸深入人心。而綠色、節能、環保的建筑材料的出現順應了時代要求，是人與自然永續共存和諧發展的產物，是人類運用科技文明保護生存環境的必然手段。
節能環保建筑材料的發展現狀
1.國外節能環保建筑材料的發展現狀
節能環保觀念在一些發達國家的建筑設計中早已運用和體現，這種先遣性的發展現狀與西方高度工業化、城市化的發展形勢有密切關系。西方人向往人與自然平衡發展的生存模式，探究綠色環保的生活方式，減小工業化進程帶來的生態隱患，各種原因促使了節能環保建筑材料的創新、研發、生產和使用。
2.我國現階段節能環保建筑材料的發展現狀
在我國，節能環保的建筑材料的發展尚處于起步擴展的發展階段。據相關研究報告顯示，隨著綠色環保建筑的興起與發展，節能環保建筑材料的市場比重不斷提升，逐漸引領建筑設計行業、建筑材料行業的發展趨勢與方向。目前，我國現階段節能環保建筑材料產的業發展受到國家的大力支持，全國若干城市已經開始建設新材料技術研發生產的產業基地，逐步向西方看齊，發展戰略性的專項經濟規劃。
節能環保建材在世博會中的運用
1.上海世博會中國建筑的材料分析
2010上海世博會中國館是中國人的驕傲，是中國人智慧的結晶。展館整體設計以節能環保理念為出發點，引入了最先進的科技成果和建筑材料，力求達到綠色環保的最終目的。首先，中國館外墻材料為無放射、無污染的綠色產品，隔熱保溫建筑材料與涂料的運用，在原有基礎上降低整個場館的資源能耗；其中所有的門窗都采用LOW-E玻璃，可以在一定程度上反射光能熱能，并將能量轉化為電能存儲利用，保持室內溫度恒溫不變，并為建筑部分照明提供蓄能幫助，從而達到低碳環保的實際效果。中國館頂部的觀景臺引進最先進的太陽能薄膜，儲藏陽光并轉化為電能。其次，中國館地面鋪設選用的紅色木地板也是一種新型環保建材，這種材料不但在防水防腐性能方面效果突出，使用年限是普通材料的三到十倍，同時兼具塑料與木材兩種材料的性能優勢，具有良好的裝飾效果與特性效果。不但綠色環保，而且不怕水浸蟲蛀，即使經過十年、二十年也不會出現問題。
2.上海世博會國外展館的節能環保建材
世博會是全球最新理念、最新科技匯聚的舞臺。世博會離不開建筑，世博會建筑設計離不開節能環保的觀念方向，每屆世博會所展現的環保建材都在彰顯人類文明的進步與發展。以日本為例，日本在節能環保材料的發展上一直處于領先地位。在上海世博會上，日本館從各個細節展現了他們對于節能環保的充分理解和具體詮釋。“膜結構”是這次日本館的設計亮點，建筑外觀是由兩層太陽能發電膜構成的氣枕結構外觀，充分顯示了日本人對于節能環保領域的創新理念。通過“膜結構”可以將收集陽光，降低室內照明能耗，同時可以進行太陽能發電，滿足建筑外觀的夜間供電；另一方面，通過“膜結構”可以進行空氣置換，降低冷氣能耗，讓整個建筑成為一個可以自由呼吸的生命體。
節能環保建筑材料發展的未來之路
社會經濟的飛速發展為建筑發展帶來了多元化的發展模式，社會人群消費能力的提高對于建筑設計的要求的也相應提升，面對機遇與挑戰，立足節能環保的綠色觀念，才是當前建筑行業發展的根本出發點。
縱觀我國目前建筑材料的行業的發展現狀，品種多但質量參差不齊，有環保觀念但技術相對不達標；物質利益催使下對自然環境資源過度開發，保護措施相對貧瘠；對生態平衡過度破壞，改善方式相對缺乏。物質生活水平的不斷提高，人類環保意識的不斷深化促使建筑設計對建筑材料的要求日漸提高，與原有建材發展模式的對立矛盾逐漸突出。社會的永續平衡發展要求建筑材料必須向多元化、多功能；低能耗、低開發；可再生、可循環的方向發展，這種發展方式符合未來人類的生存需求，符合時代的發展潮流。
只有走節能環保之路，才能符合我國經濟、民生、國情發展的根本需求，才是實現我國各方面永續發展的基本保障。現在的節能是為了未來的開拓，現在的環保是為了給未來續航。節能環保、綠色低碳，不僅僅是世博會所要傳達的主旨，而是以世博會作為媒介，喚起人類對自然生態的保護，探究人與自然和諧共存的有效方式，為未來的高速發展提供有力保障。
智慧建筑行業研究報告范文第2篇
關鍵詞：建筑工程 管理對策 造價管理
建筑工程造價管理是貫穿整個建設項目當中，強化這一管理，能夠準確編制投資估算，促進設計優化，節省建設資金，控制成本費用，使建設單位的投資能夠有效得到盡可能地保障。隨著現代社會經濟的日益深入，及現代建筑領域的迅速發展，傳統建筑工程造價管理的模式同市場經濟發展間的摩擦不斷增強，一些弊端隨之顯現出來。這一現實情況下，對建筑工程造價管理的對策，來尋求建筑工程造價管理的良性發展對策就顯得十分必要，對于我國建筑行業的長足、穩定發展有著積極的現實意義。
1、建筑工程造價管理的內涵概述
建筑工程造價管理指的是遵循工程造價運動的特點和客觀規律，運用經濟、科學、技術原理、法律等管理手段，來就工程建設活動當中經營與管理、技術與經濟、造價確定與控制等實際問題予以解決，力在做到對人力、財力、物力的合理使用，從而進一步提高經濟效益、投資效益的全部組織活動和業務行為。
2、傳統建筑工程造價管理模式中存在的弊端
客觀評價現行建筑工程造價管理模式，其弊端主要表現在以下幾個方面：①施工企業的利益受損嚴重，導致施工企業“計劃經濟收入，市場經濟支出”尷尬局面的出現，而如果業主為外資則更多的是“肥水外流”；②施工企業出于對利潤最大化的考慮，大幅降低管理費用，毫無疑問，工程管理在效用上大打折扣，進而對建筑產品質量造成直接影響；③施工企業同業主的地位存在不平等性，施工企業為了承攬工程，大量貸款，墊資施工，不但阻礙了企業發展的道路，且不良債務的存在對于金融業的影響亦十分突出；④招標過程中，業主對于費用的片面追求，使得管理水平低下、資質等級低的企業比管理水平高、資質等級高的企業有著更高的中標幾率，弱化了國有大、中型施工企業在裝備、技術、管理上的優勢，挫傷了其積極性；⑤部分取費等級高的企業在攬下任務后，將工程面向取費等級、資質等級較低的企業，自己則坐收管理費，這樣，不但促進了腐敗的滋生，且因這些企業準備、技術、管理水平的不足，導致工程事故屢見不鮮，損害業主利益的同時，對于社會也有著十分惡劣的影響；⑥承包商片面壓低價格來尋求中標，而在中標后，則通過增加現場簽證等手段來對損失進行彌補，“三超”現象就難以避免，加大了國家在控制基本建設投資規模上的難度。目前，很多項目在項目建議書批準以后，業主方都希望推動項目的建成，對可行性研究工作的理解和重視不夠，主要是從怎樣想方設法使項目得到順利審批作為可行性研究的目的。存進行可行性研究時降低了可行性研究工作的質量要求，縮短可行性研究時間，簡化研究內容，有的甚至在編制可行性研究報告時明示或暗示研究單位多提有利條件，少寫不利條件。由于可行性研究工作質量降低，對市場變化等風險因素考慮不夠，必然影響投資估算的確定，最終不利于整個項目的科學決策和以后階段的造價管理。
3、建筑工程造價管理的對策以及分析
工程建設是一項周期長、投資大的工程，為降低和有效控制工程造價，要求施工單位在決策、設計、招投標、施工、竣工結算五個環節中，采取多方面措施來實施嚴格管理，從而進一步強化對工程造價的控制。施工企業應當用招標的形式選用設計方案質量良好的設計企業單位。邀請設計技術質量水平高、業界有良好聲譽和設計產品造價相對較低的設計單位參加投標，采取優勝劣汰的選取方法；其次施工企業應當摒棄傳統的注重施工、忽視設計的觀點，應當積極主動地和設計單位交流設計意見，力求設計施工方案能夠優質優價；最后施工企業應當積極參與設計階段的工程造價管理。督促設計單位在建筑項目設計之初、初步設計的擴大、施工圖設計的最終確立三個設計階段的工作，同時也是工程造價不斷深化的過程。使得設計階段達到既科學有經濟的目的。
3.1 決策階段的造價管理對策
相關資料表明，在整個項目建設當中，對于工程造價有著最高影響的就是決策階段，可達到70%～80%。因此，在實際的造價管理當中，應該重視項目決策階段造價控制的基礎地位，尤其是在確定建設標準水平、選擇建設地點、選用設備、選擇工藝等方面給予足夠的重視，以最大程度上保證各個建設階段工程造價控制的合理性、科學性。
3.2 設計階段的造價管理對策
在編制施工組織設計的過程當中，并不能簡單憑借行政手段來進行施工方案的選定，而是需要集合大家的智慧，通過認真的討論比較，來從經濟、技術兩個方面作出綜合性的評定。在全球一體化和我國綜合國力不斷強化的大形勢下，對于民用與工業建筑有著更高的要求，且建筑工程中大量節能環保新型材料的應用，在為設計人員提供了更多選擇的同時，亦是對設計人員素質的更高要求。因此，設計人員不但要進行精心的設計，還要對各種材料性能、建材大致價格有所了解，多進行造價分析、方案比較，從而設計出經濟合理、技術先進的工程。
3.3 招投標階段的造價管理對策
在招投標環節當中，引入競爭機制，對項目投標單位進行嚴格的資格審查，投標單位的信譽、施工經驗、財務能力、履約能力等均應成為考慮的內容；在評標過程中，如存在明顯低于計價表消耗量的投標文件，則視為低于成本價投標，定位廢標；對利潤、管理費等可以各投標單位綜合實力為依據來嘗試__競爭費率，且對國家強制費率不得競爭；材料、人工、機械等單價均應考慮當地市場價，并容易一定的風險考慮；對各投標單位建立檔案，且將履約情況不好、資信差的單位列入黑名單，將其今后在本行政區域的投資資格取消。
3.4 施工階段的造價管理對策
施工階段必須對工程變更進行嚴格的控制，不隨意對已批準涉及圖紙進行變化，不隨意增加項目和提高設計標準；訂立合同時，全面審核合同的合理性、合法性、完整性、準確性及嚴謹性，在競爭環境當中來實現工程造價的合理確定，避免因疏漏而造成后續的賠償；嚴把變更關。杜絕通過變更設計的形式來擴大建設規模、增加建設內容、提高設計標準等，宜將“分級控制、限額簽證”制度引入進來；對材料用料進行有效的控制，并保證其價格的合理確定。
3.5 竣工結算階段的造價管理對策
竣工決算必須以相關法律、法規、招投標文件、施工合同等為依據來進行最后審核，來確保審核結果是對工程實際造價的真正體現。此外，還需做好項目竣工總結，將各項細節、事宜給予交代，來為建筑工程造價管理劃上一個完整的句號，這不但是對項目的后評價，且對于項目管理經驗的積累大有幫助。
4、結束語
建筑工程造價管理是一項集技術、管理、施工、質量于一體的綜合性工作，正視其當前模式下存在的不足，并借鑒上述對策，來促進建筑工程造價管理應有效用的發揮，從而使建筑領域更好地服務于我國現代化建設。
參考文獻：
[1]楊萍.談建筑工程造價的管理[J].華章，2011（5）：45-46.
智慧建筑行業研究報告范文第3篇
收稿日期：20130520
基金項目：湖南省科技重大專項資助項目（2010FJ1013）；國家國際科技合作資助項目（2010DFB63830）；湖南省住房和城鄉建設廳科技計劃資助項目（KY201111）
作者簡介：龔光彩（1965-），男，湖南澧縣人，湖南大學教授，博士
通訊聯系人，E-mail:
摘 要：建筑圍護結構所需的建材從生產制造階段、運輸階段到現場施工建造階段都將消耗大量的能源，針對這3個階段，提出了圍護結構建造過程能耗及火用耗的計算方法，并提出火用能比的概念用來評價建筑能源利用的可持續性.以湖南地區某研發中心為研究對象，對其圍護結構建造過程能耗進行定量分析，結果表明：圍護結構建造過程能耗主要來自于建材生產階段，其中混凝土及其砌塊單位建筑面積生產能耗最大，約占整個生產階段能耗的44%，其次為鋼材，占比約41%；鋼材單位建筑面積生產火用耗最大，達到整個生產階段火用耗的48%左右，混凝土及其砌塊占比38%左右.從火用能比角度分析，鋼材最大，為0.92，水泥最小，為0.59.整個圍護結構建造過程火用能比為0.79.結果可為研究“爛尾樓”能耗現狀提供參考.提出的火用分析評價方法可以應用于其他類似建筑，并為圍護結構可持續建造提供參考.
關鍵詞：建筑圍護結構；能耗；火用；火用能比
中圖分類號：TU111；TK123文獻標識碼：A
Exergy Assessment of the Energy Consumption
of Building Envelope Construction
GONG Guangcai1 , GONG Siyue1 , HAN Tianhe1 ,
GONG Ziche1 , LI Shuisheng2 , YANG Yong2
（College of Civil Engineering, Hunan Univ, Changsha, Hunan 410082, China;
2.China Construction Fifth Engineering Division Corp,Ltd, Changsha, Hunan 410004, China)
Abstract: The manufacturing stage, transport stage and onsite construction stage of building materials consume large amount of energy. Based on the three stages, the calculation method for energy and exergy consumption was presented, and the concept of exergyenergy ratio was proposed to evaluate the sustainability of building energy use. A case of a research and development center located in Hunan was analyzed. The results have shown that the energy consumption of building envelope construction mainly comes from the manufacturing stage of building materials. Unit building area energy consumed by concrete and steel accounted respectively for about 44% and 41% of the total energy consumption of building materials production. Unit building area exergy consumed by concrete and steel accounted respectively for about 38% and 48% of the total exergy consumption of building materials production. From the perspective of exergyenergy ratio, the maximum value is steel, 0.92; and the minimum is cement, 0.59. The exergyenergy ratio of building envelope construction is 0.79. The results can provide reference for the research of energy consumption resulting from “uncompleted building”. The exergy assessment method presentedcan be applied to other similar buildings, and can provide reference for sustainable building construction.
Key words:building envelope; energy consumption; exergy; exergyenergy ratio
目前，能源已成為制約中國經濟發展的重要因素.2010年，中國建筑總能耗(不含生物質能)為6.77 億t, 占全國總能耗的20.9% \[1\]，建筑節能的研究顯得尤為迫切.影響建筑能耗的主要因素有氣候、圍護結構、建筑的運行與維護，以及室內熱源等.從圍護結構的角度，許多學者大多致力于研究體形系數，窗墻比，保溫措施，遮陽等對圍護結構空調負荷的影響，沒有將圍護結構各部分作為整體考慮，更沒有考慮建筑圍護結構建造過程能耗.況且，在中國建筑業飛速發展的過程中，出現了大量的“爛尾樓”，這些建筑浪費了大量的能源、資源，造成了非常嚴重的社會影響.研究建筑圍護結構建造過程能耗水平，對從宏觀上把握這些建筑的能源浪費情況，具有非常積極的意義.
本文提出的圍護結構建造過程包括3部分：圍護結構所需建材的生產制造階段、建材及構件從出廠到施工現場的運輸階段以及現場施工階段.目前，中國建材生產過程中消耗的能源約占全社會總能耗的16.7%\[2\]，且在發展中國家，建材生產能耗占圍護結構建造過程能耗的90%以上\[3\].文獻\[3-7\]對圍護結構建造過程能耗、溫室氣體排放水平都作了相關研究.然而，這些研究均采用的是能分析方法，沒有考慮能量“質”的差別.
湖南大學學報(自然科學版)2014年
第4期龔光彩等：建筑圍護結構建造過程能源消耗火用分析評價
基于熱力學第二定律的火用分析法能將各種不同“質”和“量”的能量區別開來，能真實地反映能量的“量”和“質”的轉化和損失情況，有效地揭示出用能薄弱環節.在優化建筑能量系統方面，是一種非常科學可行的方法，并被許多研究者\[8-11\]廣泛應用.將火用分析法應用于圍護結構建造過程，定量計算比較單位建筑面積能耗，火用耗，并通過火用能比來評價建筑能源利用的可持續性，建立相關數據庫，對了解“爛尾樓”能耗現狀具有積極意義，也可為圍護結構可持續建造提供參考.
1 研究方法
建筑圍護結構的建造過程會對環境產生非常重要的影響，圍護結構所需建材的生產制造，運輸以及現場組裝或施工建造都將消耗大量的能源和排放大量的溫室氣體.在中國主要建材使用環境影響中，近70%來源于化石能源消耗，30%左右來源于化石能源消耗伴隨的污染物排放環境影響，資源消耗的環境影響相對較小\[12\].考慮到相關數據的可獲得性以及研究目的，本文主要研究建材生產制造、運輸和現場施工過程一次能源消耗情況，并運用火用方法進行分析評價.
1.1 火用與燃料火用
在周圍環境條件下任一形式的能量中理論上能夠轉變為有用功的那部分能量稱為該能量的火用或有效能\[13\].火用值的計算離不開參考環境的選取，本文選取標準大氣壓，25 ℃作為參考環境狀態.忽略物理火用的影響，則燃料的化學火用可按下式估算\[14\]：
εf=γfHf. (1)
式中：εf為燃料的化學火用值；Hf為燃料的高位發熱量；γf為燃料的含火用系數.當環境狀態偏離標準狀態時，一般情況下，壓力變化很小，對燃料火用的影響可忽略\[13\].
從公式(1)可以看出，含火用系數可以表示為燃料所含火用值與其能量值之比，即
γf=εfHf. (2)
燃料的含火用系數說明了燃料所含的能量中有效能所占的比例，對于固體燃料可取1，對氣體燃料取0.95，對液體燃料取0.975\[13\].
1.2 火用能比
既然燃料的含火用系數表征了燃料所含的能量中有效能(火用)所占的比例，那么是否可以用一個相似的系數來表征圍護結構建造過程各階段以及建材生產制造階段所消耗能源的能量值與其所含火用值的關系，以此來反映建筑對優質能源的利用程度，評價建筑能源利用是否可持續.針對這一問題，提出了火用能比的概念.所謂火用能比是指圍護結構建造過程各階段或者某種建材生產制造階段火用耗(Ex)與其能耗(Q)之比，用EQR表示，即
EQR=ExQ.(3)
火用能比越小，說明建造過程各階段有效能(火用)的消耗越小，在建材生產制造所消耗能源結構中，高品質能源的消耗越小.
電的火用值等于其熱量值.但電力來自于不同的發電類型，電力綜合能源火用值，應該根據各發電能源類型綜合考慮.中國電力主要有火電，水電，核電和風電等.2009年，中國發電量為35 874 億kWh，其中水電4 961 億kWh，火電29 901 億kWh，其余為核電、風電和其他發電\[15\].由此可知，2009年水電占比13.8%，火電(主要為原煤發電)占比83.4%，核電、風電和其他發電占比2.8%.其中核電的能源火用值取電力熱量值，水電火用值取水電熱量值，其他可再生能源電力火用值取電力熱量值，中國電力發熱量為3 600 kJ/kWh，能源供應火用效率原煤為0.321，水電、核電以及可再生能源發電為100%\[12\].則2009年火力發電，水力發電，核電、風電等能源火用值分別為11 215，3 600，3 600 kJ/kWh.電力綜合能源火用值即為各發電能源火用值加權值9 951 kJ/kWh.
1.3 火用耗計算
1.3.1 建材生產階段火用耗
建材作為圍護結構建造的基本原料包括水泥、鋼材、玻璃、混凝土及其砌塊等.在滿足建筑業及人類生產生活物質保障的同時，建材及其構件的生產制造都會消耗大量的能源.例如，1 kg鋼的能源消耗清單如表1所示.單位某種建材生產階段火用耗可用下式計算：
Exm,p=∑i(εf,i×mi).(4)
式中：Exm,p為單位某種建材生產火用耗；εf,i為某種建材生產所消耗的能源結構中第i種燃料的燃料火用；mi為單位某種建材生產階段第i中燃料的消耗量.
表1 1 kg鋼的能源消耗清單\[16\]
Tab.1 Energy consumption list for producing 1 kg steel
煉焦煤
/kg
動力煤
/kg
電
/KWh
燃料油
/kg
天然氣
/m3
0.446 4
0.312 9
0.555 1
0.000 1
0.003 2
1.3.2 運輸過程火用耗
本文中建材運輸火用耗僅考慮建材及構件從出廠到施工現場的運輸過程火用耗.在中國，建材主要通過公路和鐵路2種運輸方式，鐵路一般用于長距離運送，而建筑材料的運輸一般是就近原則，采取公路運輸的方式較多\[17\].文獻\[18\]表明公路貨運車輛使用的燃料97.5%為柴油,根據田建華\[19\]對中國機動車單位能源消耗量的研究，道路貨物運輸中柴油車的單位能源消耗量為6.3 L/(100 t•km).假設所有建筑材料均使用以柴油為燃料的公路運輸，且假設相關運輸距離為50 km，則某種建材運輸火用耗等于燃油的用量與其燃料火用的乘積，按下式計算：
mf,j=Rρmj(1+L)×d. (5)
Exm,t=mf,jεf,f.(6)
式中：mf,j為運輸過程燃油的用量，kg；R為運輸能耗強度，L/(100 t•km)；ρ為燃油的密度，kg/L；mj為某種建材的用量，100 t；L為運輸過程中建材j的損耗率，%；d為運輸距離，km； Exm,t為某種建材運輸火用耗，kJ； εf,f為燃油內含火用值，kJ/kg.
1.3.3 施工過程火用耗
施工過程是建筑生命周期能源消耗的重要環節.本文從常用施工機械設備的燃料動力用量及燃料動力內含火用的角度，分析施工階段火用耗.文獻\[20\]給出了常用施工機械的臺班單價，人工及燃料動力用量，其中每臺班機械的柴油、汽油、電、煤等的消耗見表2.本文以其中每臺班機械耗能及該能源內含火用為依據，結合施工方提供的工程量清單計算施工火用耗.某種施工機械每臺班火用耗按下式計算：
Exm,c=mtεf,c.(7)
式中：Exm,c為某種施工機械每臺班火用耗，kJ；mt為某種施工機械每臺班的燃料動力用量，kg或kWh；εf,c為所消耗燃料動力的內含火用，kJ/kg或kJ/kWh.
表2 常用施工機械每臺班能耗\[20\]
Tab.2 Energy consumption of each machineteam
for major construction machinery
機械名稱
型號
燃料動力用量
柴油/kg
電量/kWh
履帶式推土機
功率：75 kW
53.99
-
履帶式起重機
提升質量：15 t
32.25
-
載貨汽車
裝載質量：6 t
33.24
-
灰漿攪拌機
拌筒容量：200 L
-
8.61
木工圓鋸機
直徑：500 mm
-
24
混凝土震搗器
平板式
-
4
混凝土震搗器
插入式
-
4
直流電焊機
功率：14 kW
-
50.68
1.4 能耗計算
1.4.1 建材生產階段能耗
建筑建造過程消耗大量的建材，計算建材生產能耗主要是確定建材的種類及用量，以及生產單位建材過程中能源的種類和用量.單位建材的能耗可以用單位含能來表示，所謂含能 \[21\],是指生產建筑材料全過程中所消耗能量的總和.表3給出了主要單位建材產品的內含能，某種建材生產階段能耗可按下式計算：
Em,p=mj(1+L)Ee,j．(8)
式中：Em,p為某種建材生產能耗，kJ；mj為某種建材的用量，m3或kg等；L為運輸過程建材的損耗率，%；Ee,j為建材的單位含能，kJ/單位.
表3 主要建材生產階段單位能耗數據表\[22-24\]
Tab.3 The unit energy consumption data of main
building materials production
序號
主要建材
單位
單位能耗/(kJ•單位-1)
1
實心粘土磚
千塊
6 857 604
2
空心粘土磚
千塊
5 685 364
3
混凝土
m3
2 499 801.8
4
鋼材
kg
28 086
5
石灰
kg
6 212.9
6
水泥
kg
7 848.1
7
平板玻璃
kg
24 480
8
加氣混凝土砌塊
m3
2 889 571.6
1.4.2 運輸過程能耗
建材運輸能耗考慮建材及構件從出廠到施工現場的運輸過程消耗的能源，相關假設同建材運輸火用耗.某種建材運輸過程能耗可按下式計算：
Em,t=mfEe,k．(9)
式中：Em,t為某種建材運輸過程能耗，kJ；mf為運輸過程燃油的用量，kg；Ee,k為所消耗燃油內含能，kJ/kg.
1.4.3 施工過程能耗
施工過程能源消耗主要來自于各種機械設備，如混凝土攪拌機、起重機等的運行能耗.根據文獻\[20\]給出的常用施工機械每臺班機械的柴油、汽油、電、煤等的消耗，從燃料動力內含能的角度，分析施工階段能耗，施工機械臺班數從施工方提供的工程量清單獲取，施工過程能耗可按下式計算：
Em,c=∑imt,iEe,iTb． (10)
式中：Em,c為施工過程能耗，kJ；mt,i為第i種施工機械每臺班的燃料動力量，kg或kWh；Ee,i為該施工機械所耗燃料動力的內含能，kJ/kg或kJ/kWh；Tb為施工工程量清單中記載的臺班數.
2 案例應用
湖南某研發中心總建筑面積5 644 m2.建筑結構形式為框架結構，部分護結構為玻璃幕墻，設計使用年限為50年.根據施工方提供的人工、主要材料、機械匯總表，并結合《全國統一建筑工程基礎定額》，該建筑主要建材消耗量如表4所示.
表4 主要建材消耗量
Tab.4 The main building materials consumption
list of the R&D center
建材
單位
用量
單位面積指標
/(單位•m-2)
實心粘土磚
千塊
104.8
0.02
空心粘土磚
千塊
400.2
0.07
混凝土
m3
5174.4
0.92
鋼材
kg
449 884.1
79.71
石灰
kg
40 899.3
7.25
水泥
kg
63 876.8
11.32
平板玻璃
kg
43 455.6
7.70
加氣混凝土砌塊
m3
211.0
0.04
3 結果與討論
1)建材生產制造階段單位面積能耗與火用耗及所占比例如圖1所示.由圖1可知，各類建材生產階段單位面積能耗均大于火用耗．混凝土及其砌塊生產所需單位面積能耗最大，占整個建材生產階段能耗的44%，鋼材生產單位面積能耗次之，占比為41%，第3為土石質類建材(包括空心粘土磚、實心粘土磚以及石灰)占比10%，平板玻璃占比3%，水泥占比2%.建材生產單位面積火用耗鋼材最大，占整個建材生產階段火用耗的48%，混凝土及其砌塊次之，占比38%，土石質類建材占比10%，平板玻璃占比3%，水泥占比1%.從整體來看，鋼材和混凝土及其砌塊能耗和火用耗占比都最大，這與該研發中心這兩類建材的大量使用有關.比較能耗和火用耗占比可知，鋼材火用耗占比同其能耗占比相比較有所增加，而混凝土及其砌塊火用耗占比同其能耗占比相比較有明顯下降，這與各建材生產所需能源結構不同有關.
相關建材生產制造階段所消耗能源的火用值與能值之比如表5所示.由表5可知，鋼材的火用能比最大，說明生產過程消耗的能源中火用值占比很大，生產所需能源結構中高品質能(電能)用量很多，這一點也可以從表1中鋼材能源消耗清單得出.
2)建材運輸階段單位面積能耗與火用耗如圖2所示.由圖2可知，混凝土及其砌塊運輸能耗與火用耗均最大，平板玻璃運輸能耗與火用耗次之，這與該研發中心使用框架結構和玻璃幕墻導致混凝土和玻璃的大量運輸有關.土石質類、鋼材、平板玻璃、混凝土及其砌塊運輸階段單位面積能耗與火用耗占比一致，分別為2%,3%,9%和86%，這與文中所假設的各類建材運輸距離相同，采用的運輸方式相同有關.
圖1 主要建材生產階段單位面積能耗與火用耗
Fig.1 Energy and exergy consumption of unit building
area in building materials production phase
表5 生產各類建材的火用能比
Tab.5 Exergyenergy ratio of various kinds of building
materials in production stage
土石質類
水泥
混凝土及其砌塊
鋼材
平板玻璃
火用能比
0.73
0.59
0.68
0.92
0.62
3)由于該研發中心施工過程各建材使用機械臺班數是統計在一起的，無法分開計算，故只能計算該研發中心施工過程單位面積能耗，火用耗的平均水平.施工過程單位面積能耗和火用耗分別為133.9 和112.1 MJ/m2.
圖2 主要建材運輸階段單位面積能耗與火用耗
Fig.2 Energy and exergy consumption of unit building
area in building materials transportation phase
4)該研發中心圍護結構建造過程總能耗，火用耗如表6所示.由表6可知，該建造過程單位面積總能耗為5 943.7 MJ/m2，總火用耗為4 699.1 MJ/m2.建材生產階段無論是能耗，火用耗其比重均達到90%以上，可見建材生產階段節能迫在眉睫.建材運輸與施工過程火用耗占比大于能耗占比，這兩部分的節能潛力不容忽視.整個圍護結構建造過程火用能比為0.79，運輸過程火用能比高達0.97，節能、節火用刻不容緩.
表6 圍護結構建造過程單位面積總能耗，火用耗，火用能比
Tab.6 The total energy and exergy consumption and
exergyenergy ratio in building envelop construction
能耗/
(MJ•m-2)
比例/
%
火用耗/
(MJ•m-2)
比例/
%
火用能
比
建材生產階段
5 491.4
92.4
4 276.6
91.0
0.78
建材運輸過程
318.4
5.4
310.4
6.6
0.97
現場施工過程
133.9
2.2
112.1
2.4
0.84
總計
5 943.7
100
4 699.1
100
0.79
4 結 論
本文通過建立圍護結構建造過程能耗與火用耗的計算方法，定量計算分析了某研發中心圍護結構建造過程能耗與火用耗水平，以及火用能比狀況，得出如下結論：
1)圍護結構建造過程單位面積總能耗和總火用耗分別為5 943.7和4 699.1 MJ/m2，整個圍護結構建造過程火用能比為0.79.
2)圍護結構建造過程能耗主要來自于建材生產階段，建材生產制造階段火用能比為0.78，幾乎與整個圍護結構建造過程火用能比相當.其中鋼材，混凝土及其砌塊，土石質類建材生產制造火用能比較大，分別為0.92,0.68,0.73.優化建材生產能源結構，降低生產過程中高品質能源的用量，是降低建材生產制造能耗的關鍵.
3)混凝土及其砌塊，土石質類建材，鋼材以及平板玻璃的運輸能耗是該研發中心圍護結構建造過程運輸能耗的主要來源.運輸過程火用能比高達0.97，節能、節火用刻不容緩.對建筑工程來說，可以在施工現場建立混凝土攪拌站，對于離生產廠家較遠的建材，應就地就近取材，以降低運輸能耗.
4)結果可為研究“爛尾樓”能耗現狀提供數據參考，同時本文提出的火用分析評價計算方法可以應用于類似建筑，為圍護結構可持續建造提供參考.
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