《天津市绿色建筑设备评价技术导则》要点解析——给排水常用设备的绿色度评价

引用文献:

刘建华 刘小芳 陈彦熹 李旭东. 《天津市绿色建筑设备评价技术导则》要点解析——给排水常用设备的绿色度评价[J]. 给水排水,2016,48(12).

. [J]. build,2016,48(12).

作者:刘建华 刘小芳 陈彦熹 李旭东
单位:天津市建筑设计院
摘要:构建绿色建筑产业链是规范发展绿色建筑的基础,建筑设备绿色度的评价是绿色建筑产业链的衍生体,《天津市绿色建筑设备评价技术导则》是目前国内首部对绿色建筑设备进行评价的标准。导则从产品的制造、包装、贮存、运输与安装、使用性能和处置再利用等方面对设备的性能、全寿命期的环境影响进行综合评价。重点介绍建筑给排水常用设备(清水离心泵和冷却塔)的绿色度评价。
关键词:绿色建筑设备 生产 使用性能 清水离心泵 冷却塔

 

   建筑物与建筑设备同属一个大的产业链,相互依托,关系密切。但长期以来,由于缺乏有效的沟通,导致绿色建筑评价与绿色建材、绿色建筑设备的评价各自为阵,不利于绿色建筑的发展。绿色建筑设备评价是支撑绿色建筑各项功能目标实现的重要途径。

   绿色建筑设备是指在全寿命期内资源消耗少,对生态环境影响低,具有“安全、高效、低碳、环保”特征的建筑设备。从全生命期的角度来看,绿色建筑设备承载着节约资源、能源、保证室内环境舒适和减少碳排放等重要作用。因此,在《天津市绿色建筑设备评价技术导则》(以下简称“导则”)基本规定中要求:申报评价的设备应具有安全可靠、高效环保、使用维修方便的综合技术性能;申请评价方应对设备的制造、包装、贮存、运输、安装、使用、循环利用和废弃最终处置进行“从生到死”的全过程控制。

1 对建筑设备生产的要求

1.1 对设备生产企业的要求

   设备生产企业建立质量管理体系是提高企业的管理水平、质量水平、市场的竞争力、适应国际化大趋势的需要,质量是社会生产生活永恒的主题,是绿色设备的基本保证。编制组认为设备生产企业为实现可持续发展,提高企业的社会形象和社会责任感,取得环境管理体系和职业健康安全管理体系认证已成为必然趋势。因此,“导则”不仅要求产品自身具有满意的环保性,应是全寿命周期环境负荷低的产品,而且要求设备生产企业的质量管理体系、环境管理体系和职业健康安全管理体系应健全。

   另外,“导则”规定设备生产企业应具备对生产出来的设备进行检验的必要条件,其中主要设备为必备要素。企业建立相应的实验室,利于推动设备技术性能提升和开展系统测试。以清水离心泵制造企业为例,企业必须建立水泵性能测试平台,同时必须保证水泵性能试验在试验装置、测试设备、试验条件比较完善、稳定、安全、可靠的状态下进行。

1.2 对生产过程中污染物排放的控制要求

   根据《中华人民共和国环境保护法》的要求,企事业单位必须采取有效措施,防治生产、建设或其他活动中产生的废气、废水、废渣、粉尘、恶臭气体、放射性物质以及噪声振动、电磁波辐射。国家、行业和地方对污染物的排放浓度和排放总量等指标进行控制,并制定相应的标准,如GB 16297《大气污染物综合排放标准》、GB 8978《污水综合排放标准》、GB3096《声环境质量标准》、GB 12348《工业企业厂界环境噪声排放标准》等。企业在生产过程中产生的污染物经处理设施处理后应满足国家现行有关污染物排放标准的规定,还应满足所在行业和地方有关标准的规定,如GB 14554《恶臭污染物排放标准》、GB 18597《危险废物贮存污染控制标准》、GB 18559《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》等排放标准都对各种污染物的排放有明确的指标要求,这是对参评企业的基本要求。

   本着从源头抓起的原则,“导则”规定各类设备的相关材料应符合有关标准,并有材料合格证,主要材料应由获得环境管理体系(ISO14001)与质量管理体系(ISO9001)认证的材料厂商提供。对无相应标准的材料,应给出化学成分、力学性能及试验要求。

1.3 对生产过程中节水节能的控制要求

   (1)针对部分设备企业以组装为主,生产过程中用水量较小,没有用水定额和节水型企业认证的,企业需提供相关说明文件,同时提供采取了节水措施的证明。对于有用水定额的企业,若企业的用水量超过定额规定,则相应条文不得分。

   (2)针对部分设备企业以组装为主,生产过程中用电量较小,没有用电定额的,需企业提供相关说明文件,同时提供采取了节电措施的证明。对于安装分项计量的企业,需提供企业分项计量的数据,且可核查,同时对于采用了高能效节电设备的,需提供相应的设备说明书等相关证明材料。

2 对建筑设备使用性能的要求

   建筑设备使用性能的优劣是设备绿色度评价的重要部分,也是“导则”的核心内容。“导则”注重产品的综合性能,针对不同建筑设备的属性,提出了关键评价指标。以下详述给排水专业常用的清水离心泵和冷却塔的性能评价。

2.1 清水离心泵

   (1)“导则”规定水泵效率应符合现行国家标准GB 19762《清水离心泵能效限定值及节能评价值》中规定的目标能效限定值要求。当水泵效率优于国家现行标准相应的限定值时,根据在限定值基础上增加百分点,给出相应的得分;当水泵效率高于节能评价值要求时,可得到22分评价分值。评价单位会根据申请评价方提供的产品说明书和效率检测报告进行评分。

   (2)水泵的使用条件比较复杂,因此水泵应具备各种性能,如水力性能、密封性能、可靠性及耐高温性能等。水泵传统的节能概念主要是提高水泵的效率,实际上这样的节能概念是狭义的、不准确的。广义的节能还包括水泵性能的持久性,提高水泵的大修期、维修比和寿命,水泵的节材,提高水泵的系统效率和减少水泵对环境的污染等。

   因此,“导则”提出水泵运行过程中具有灵活调节的节能特性的要求:通过水泵叶轮切削达到水泵工作与系统需求相一致,水泵叶轮切削是通过加工处理叶轮的直径来降低传输到系统流体当中的能量,在系统运行负荷发生变化所导致的泵容量偏大的情况下,可以通过切削水泵叶轮达到系统节能运行的目的;水泵自带变频设备可使水泵系统能根据不同工况调节流量,减少能量浪费,实现节能运行。另外,“导则”也提出水泵应易于清洁和维修更换,服役期间主要性能指标应衰减缓慢,正常服役寿命大于常规同类设备的寿命。申请评价方需提供产品说明书、轴承基本额定寿命检验报告和不少于2项工程实例作为证明文件,评价单位根据上述提供资料进行评分,水泵采用自润滑轴承可得2分,首次大修期≥15 000h可得5分,滚动轴承的基本额定寿命≥15 000h可得3分。

   (3)清水离心泵在用于输配生活饮用水的过程中涂料等将产生一定的污染物和放射性物质,当污染物和放射性物质超过一定的含量会对人体健康造成危害。为保证生活饮用水输配系统中的水质安全,特别规定,用于生活饮用水输配系统的清水离心泵设备,其浸泡试验检测结果应符合现行国家标准GB/T 17219《生活饮用水输配水设备及防护材料卫生安全评价规范》的相关要求,浸泡水中所含有害物质及放射性物质的含量应符合现行国家标准GB5749《生活饮用水卫生标准》的要求。该性能要求是清水离心泵必须满足的。

   (4)水泵噪声对人的身体健康危害是多方面的。据医学专家介绍,轻者,可引起听力损失、精力不能集中、失眠及神经衰弱;严重者,可使血压升高、心脏功能失常,并能诱发其他疾病。噪声还会严重影响人的工作效率,有时甚至引起一些不必要的矛盾和纠纷。在泵的设计过程中,就应注意叶轮叶片数与导叶叶片数的匹配,应互为质数避免共振,以及叶轮和导叶、蜗壳径向的合理间隙,这几个因素控制不当也会成为噪声源。从结构和水力设计上去减少噪声源,具有先天性控制声源的优越性。

   振动对人体亦是非常有害的,可引起脑电图的改变、条件反射潜伏期改变、交感神经功能亢进、血压不稳、心律不稳、皮肤感觉功能降低等不良反应。清水泵产生振动的根本原因在于水泵转子的动、静不平衡。

   因此,“导则”要求水泵噪声应符合现行国家标准GB/T 29529《泵的噪声测量与评价方法》中噪声限定值要求;水泵振动应符合现行国家标准GB/T29531《泵的振动测量与评价方法》中振动限定值要求;如果水泵噪声值低于限定值可得到相应的分值。评价单位根据申请评价方提供的水泵噪声和振动检测报告进行判定。

   (5)随着给水泵房的自动化发展迅速,泵房自动化技术在无线通讯和计算机监控方面得到了广泛应用,二次供水系统水泵的流量、扬程、功率等参数较小,但必须有控制系统调节才能满足使用要求,清水泵控制系统的元器件体积较小,将控制系统嵌入泵头上是节省占地、节约投资的一种途径。

   对于水泵自身集成度较高,按照国家有关节能、监测要求设置检测与监控仪表及装置或预留相关接口,且具有较好的兼容性,易于与数据采集和统计分析软件集成,“导则”做出可得到2分评价分值的规定,目的是鼓励清水泵的管控一体化,推动视频技术在给水泵房的应用,完善系统自诊断功能,使供水系统操作简单、运行方便、易于维护。

2.2 冷却塔

   目前,冷却塔在民用建筑集中空调系统中得到广泛的应用,冷却塔的节水、节能和环保特性也应得到重视,其优劣主要体现在冷却能力、飘水率、耗电比及噪声四个方面。在评价过程中,评价单位会根据申请评价方提供的产品说明书和相应考核指标的检测报告进行达标评价,申请评价方须保证所提交材料与所评价的冷却塔型式相一致。

   (1)“导则”规定冷却塔冷却能力应符合现行国家标准GB/T 18870《节水型产品通用技术条件》的相关要求,这仅是一个入门的基本要求。当冷却塔的冷却能力达到不低于98%时可得到12分评价分值;当不低于100%时可得到14分评价分值。

   (2)“导则”编制组以现行国家标准GB/T18870《节水型产品通用技术条件》为基础,广泛调研了国内外部分冷却塔的飘水情况,确定了“导则”中评分项的飘水率指标:开式冷却塔的飘水率符合表1的要求;闭式冷却塔的飘水率低于现行国家标准GB/T 18870《节水型产品通用技术条件》的规定值。

   表1 开式冷却塔飘水率评价指标值   

表1 开式冷却塔飘水率评价指标值

   (3)冷却塔风机是循环水系统的核心设备,耗电比是冷却塔效率的重要衡量指标,它与冷却塔的构造有很大的关系,单位流量下构造不同会导致耗电比的不同。编制组广泛调研了国内外部分冷却塔的耗电比情况,确定了“导则”中评分项的耗电比指标:开式冷却塔的风机耗电比符合表2的要求;闭式冷却塔风机电动机耗电比不大于0.07kW/(m3/h),水泵电动机耗电比不大于0.035kW/(m3/h),可得12分。

   表2 冷却塔耗电比评价指标值   

表2 冷却塔耗电比评价指标值

   如果说冷却塔耗电比对节能来说是被动指标,那么,选择冷却塔的电动机就是一个主动指标。“导则”对冷却塔所采用电动机的能效做出了明确要求:当冷却塔的电动机能效达到现行国家标准GB18613《中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级》中节能评价值要求时得3分,当电动机的能效达到1级能效要求时得6分。

   (4)噪声大小是衡量绿色建筑设备的重要指标,有关噪声对人体的害处在本文2.1节已有叙述。冷却塔噪声源包括风机的进排气和减速噪声、淋水噪声及电动机在运行时水泵、配管、阀门、塔体向外辐射的噪声。GB/T 7190.1《玻璃纤维增强塑料冷却塔第1部分:中小型玻璃纤维增强塑料冷却塔》和GB/T 7190.2《玻璃纤维增强塑料冷却塔第2部分:大型玻璃纤维增强塑料冷却塔》对冷却塔的噪声值和检测方法均提出了要求。在保证冷却塔效果的前提下,降低冷却塔自身的运行噪声是很难的事情,它属于解决声源噪声,是一个综合性技术问题,因此“导则”中根据冷却塔运行噪声低于上述标准中噪声规定值的程度,给出了不同得分。

   (5)冷却塔是热量及质量交换设备,冷却塔的性能优劣不仅取决于构造、布局的合理性,更重要的是取决于填料性能的好坏。冷却塔填料是冷却塔热力的最主要部分,将入塔热水尽可能分散成细小水滴或薄的水膜,增加水和空气接触的面积和时间,从而使水和空气进行有效的热交换。因此填料的寿命是冷却塔优劣的考量指标之一,“导则”规定冷却塔所采用填料使用寿命不小于10年,评价分值为6分。对于填料使用寿命的评价采取查阅实际工程使用情况的方式,申请评价方提供的工程案例应不少于2项。

3循环再利用的要求

   (1)“导则”明确要求绿色建筑设备应满足达到使用年限后可拆解、材料可分类回收、可再次利用的要求。生产企业在设计生产设备过程中,应充分考虑到设备废弃后的回收利用,在不影响设备性能的前提下,使得设备具有易于拆卸,易于被回收利用的条件。

   (2)“导则”要求设备生产企业有完善的售后服务机制,建立相应的设备追溯制度。对设备主要配件的使用寿命及性能有相关的记录和相关说明,引导设备的回收和循环利用,降低相关污染物及废弃物的排放。建立以旧换新的机制,回收利用,提供产品回收和再生利用的相关信息,能够保证消费者知道设备废弃后采用正确的处理方法和途径。

   (3)“导则”要求设备生产企业有完善的回收机制,对不可再利用废品施行安全废弃,废弃物易于降解或销毁,不产生二次污染。回收处置方案应在产品说明有所表述。

   (4)“导则”鼓励设备生产企业建立设备再利用机制,开展设备再制造,与其他相关企业建立合作,构成了产业循环经济链。设备服役期后回收的金属等材料,部分构件仍具有较大的使用性能,可权衡其在再制造的成本,或降低型号用于相应较低要求的设备或配件,降低原始材料的加工成本,推动行业的清洁生产,利于行业创建循环经济发展的模式。

4 结语

  

   《天津市绿色建筑设备评价技术导则》是目前国内第一部评价绿色建筑设备的标准,没有实践经验积累,如何将绿色建筑设备的评价与绿色材料选择、绿色采购、绿色生产计划、绿色包装、绿色仓储、绿色运输、绿色分销和回收处理等这些过程有机地集成起来,形成绿色供应链,追求经济利益和环境利益双丰收,达到社会的可持续发展,是今后一段时间努力工作的目标。

    

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