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办公建筑中冷热源能耗在总能耗中占有很大比例。因此,相关的环境影响不容低估。在目前成熟的技术方案中,选择什么样的冷热源能够达到经济、环保及能源安全是国家及设计师们普遍关注的问题。生命周期评价(life cycle assessment, LCA)能够从“摇篮”到“坟墓”对某个产品或某个过程进行研究,是目前的有效手段。为此,本文在现有国内外研究成果的基础上,以华北地区办公建筑常用冷热源为例,通过进行清单数据收集,对建筑冷热源生命周期影响评价(life cycle impact assessment, LCIA)方法进行研究。
首先,本文分析了我国寒冷地区办公建筑常用的热源(燃煤/燃油/燃气锅炉、燃煤/燃气热电联产、地源热泵、燃气吸收式制热系统)和冷源(风冷/水冷式空调、地源热泵、燃气吸收式制冷系统)。从能源生产、开采、运输和使用四个阶段进行了能源消耗(煤、石油、天然气,电力)与污染物排放(CO2、SO2、NOx,颗粒物)生命周期清单(life cycle inventory, LCI)研究。
其次,利用国际上常用的生命周期影响评价方法(包括CML2001、EDIP2003、Eco-indicator99、ILCD2011、ReCiPe2008和IMPACT2002+)对以上清单进行了环影响评价。再利用LCIA框架,以天津市为例,根据当地的环境政策和能源法规,构建了一种本地化冷热源生命周期评价方法。该方法将污染物的环境影响分为全球变暖潜值(global warming potential, GWP)、光化学烟雾潜值(photochemical ozone formation potential, POFP)、富营养化潜值(eutrophication potential, EP)、酸化潜值(acidizing potential, AP),可吸入无机物(respirable inorganic, RI),?耗竭(energy exhaustion, EE)。将该方法与以上六种LCIA方法进行比较分析,验证本地化方法的合理性以及准确性。同时将本地化LCIA方法编制成VBA程序,方便进行环境影响量化计算。
然后,本文将经济性分析考虑在本地化LCIA方法中,以提高评价结果的实用性。经济性分析考虑了系统初投资与15年的运行费用。综合评价采用专家打分法得出环境影响、?耗竭、经济性的权重分别为32.1%,34.2%和33.7%。
最后,根据以上方法对不同冷热源及其它们的组合方案进行了综合评价。结果表明:地源热泵供冷供热是最佳选择,其次电制冷空调+燃气热电联产供热、电制冷空调+燃气锅炉也值得推荐。其它组合方案不值得推广,尤其是电制冷空调+燃煤热电联产供热、电制冷空调+燃油锅炉供热综合效益最差。
基于本文的研究结果,决策者和设计者可以选择既环保又经济的冷热源,政府部门也可以制定适当的激励政策,鼓励用户选择既适合可持续发展又经济的冷热源。
首先,本文分析了我国寒冷地区办公建筑常用的热源(燃煤/燃油/燃气锅炉、燃煤/燃气热电联产、地源热泵、燃气吸收式制热系统)和冷源(风冷/水冷式空调、地源热泵、燃气吸收式制冷系统)。从能源生产、开采、运输和使用四个阶段进行了能源消耗(煤、石油、天然气,电力)与污染物排放(CO2、SO2、NOx,颗粒物)生命周期清单(life cycle inventory, LCI)研究。
其次,利用国际上常用的生命周期影响评价方法(包括CML2001、EDIP2003、Eco-indicator99、ILCD2011、ReCiPe2008和IMPACT2002+)对以上清单进行了环影响评价。再利用LCIA框架,以天津市为例,根据当地的环境政策和能源法规,构建了一种本地化冷热源生命周期评价方法。该方法将污染物的环境影响分为全球变暖潜值(global warming potential, GWP)、光化学烟雾潜值(photochemical ozone formation potential, POFP)、富营养化潜值(eutrophication potential, EP)、酸化潜值(acidizing potential, AP),可吸入无机物(respirable inorganic, RI),?耗竭(energy exhaustion, EE)。将该方法与以上六种LCIA方法进行比较分析,验证本地化方法的合理性以及准确性。同时将本地化LCIA方法编制成VBA程序,方便进行环境影响量化计算。
然后,本文将经济性分析考虑在本地化LCIA方法中,以提高评价结果的实用性。经济性分析考虑了系统初投资与15年的运行费用。综合评价采用专家打分法得出环境影响、?耗竭、经济性的权重分别为32.1%,34.2%和33.7%。
最后,根据以上方法对不同冷热源及其它们的组合方案进行了综合评价。结果表明:地源热泵供冷供热是最佳选择,其次电制冷空调+燃气热电联产供热、电制冷空调+燃气锅炉也值得推荐。其它组合方案不值得推广,尤其是电制冷空调+燃煤热电联产供热、电制冷空调+燃油锅炉供热综合效益最差。
基于本文的研究结果,决策者和设计者可以选择既环保又经济的冷热源,政府部门也可以制定适当的激励政策,鼓励用户选择既适合可持续发展又经济的冷热源。