《城市供暖热源环境影响评价.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《城市供暖热源环境影响评价.pdf(3页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、城市供暖热源环境影响评价 王伟1, 张志宏2, 盛晓文1 (1. 哈尔滨工业大学市政环境工程学院, 哈尔滨150090; 2. 哈尔滨牧工商建筑有限责任公司, 哈尔滨150080) 【摘要】 运用模糊多目标综合评判方法, 以哈尔滨地区六种供暖系统为对比方案, 将各方案对大气环境的 影响进行了评价, 为供暖方案的综合评价提供了有力补充。 【关键词】 供暖热源; 环境影响; 综合评价 【中图分类号】 TU833.3【文献标识码】 A 【文章编号】 1001 - 6864 (2004) 04 - 0081 - 03 EVALUATION OF INFLUENCE OF THE URBAN HEATI
2、N SOURCE ON THE ENVIRONMENT WANG Wei1,ZHANG Zhi-hong2,SHENG Xiao-wen1 (1.School of Municipal and Environmental Engineering, HIT, Harbin 150090, China; 2.Harbin Mugongshang Construction Co.Ltd., Harbin 150080, China) Abstract:By using the fuzzy approach, six kinds of heating source in Harbin were com
3、pared, and the in- fluence of the heating source on the environment was evaluated, which is a necessary supplement of the compre- hensive evaluation of heating sources. Key wor s:heating source; influence on environment; comprehensive evaluation 0引言 目前, 对城市供暖热源优化选择的研究多集中于各种供 暖方案技术经济方面的评价, 不同供暖热源对环境影
4、响的评 价却极为有限。然而, 随着人们环保意识的增强, 在对城市 供暖热源进行选择时, 环境因素已成为专家评议的一项重要 内容。文献 1 采用模糊综合评价的方法对北京地区不同供 暖热源采暖期内对环境产生的影响进行了评价, 本文同样采 用此方法对哈尔滨地区集中燃煤锅炉供暖系统、 热电联产、 集中燃气锅炉供暖系统、 分散燃气锅炉供暖系统、 集中燃油 锅炉供暖系统以及电供暖系统 (包括水电、 火电) 对环境的影 响进行了评价, 为工程实际提供一定的参考。 1数学模型的建立 1.1目标函数的建立 为了对各种供暖热源对环境影响定量化分析, 并最终得 到各方案排序, 引入环境优度的概念, 优度为 1, 表
5、示为最优 方案; 优度为 0, 表示该方案无优点。目标函数如下式所示: MEj= Fj+! n j = 1 Fj Fj= ! m k = 1 WkUjk ! n j = 1 MEj= 1 式中: MEj第 j 种供热模式环境影响优度; Fj第 j 种供热模式环境影响因素总评价值; Wk第 k 个环境因素的权值; Ujk第 j 种供热模式环境中第 k 个因素的评价值。 1.2环境评价评语集 确定 Fj的具体作法为 23 : 构造一个影响环境的各定 性因素的评语集 V, 其论域为 V = 优、 良、 中等、 轻微、 较重 污染 , 按百分制打分, 给评语集赋值 O = 90, 80, 70, 60
6、, 50 。 反映环境评价的二级因素分别为 CO2、 CO、 SO2, 烟尘和 NOX。 再建立各定性因素的评语集隶属度的模糊子集 R =R1 , R 2, R3 , R 4 , R 5 , 则 Uj= RkOT。根据实践和逻辑推理建立了各定 性因素的评语集隶属度的模糊子集 R, 如表 1 所示。 表 1 评语等级及隶属度子集 评语 等级 0.90.80.70.60.5 隶属度的 模糊子集 优0.670.33000R1 良0.250.500.2500R2 中等00.250.500.250R3 轻微污染000.250.500.25R4 较重污染0000.330.67R5 由此可得表 2。 表 2
7、 对环境各定性因素的定量化结果 评语优良中等轻微污染重度污染 0.8430.8000.7000.6000.533 1.3权向量的确定 评判权重!i的确定是综合评判关键。要素权向量 A 确 定得恰当与否, 直接影响综合评判的结果。A 的确定方法有 很多种, 如二元对比倒数法、 二元对比负数法及综合试探迭 代法等, 本文采用二元对比倒数法。 首先对因素集 U =U1 , U 2, , Um 各要素两两进行比 18 王伟等: 城市供暖热源环境影响评价 较, 就各因素对实现目标的贡献大小, 按照下列意义赋值: !ij =1 表示 ui与uj同等重要;!ij= 2 表示 ui 比 u j略为重要;!ij
8、 =3 表示 ui 比 u j较为重要;!ij= 4 表示 ui 比 u j重要;!ij= 5 表示 ui比 uj重要的多;!ij= 6 表示 ui 比 u j非常重要;!ij= 7 表示 ui比 uj极端重要;!ij= 时, 则取!ij= 1/ , 此方法即为 求权向量 A 的二元对比倒数法。表 3 是评判要素重要性比 较表。 表 3 评判要素重要性比较 序号u1u1um u1 !11!12 !1m u2 !12!22 !2m um !m1!m2 !mm 再用优势积累法 (即求 “行和” 同一行元素之和) 求 得权向量 A: A = (! m j = 1 !1j,! m j = 1 !2j,
9、 ,! m j = 1 !mj) 最后对其进行归一化处理, 得到判断要素权向量: A = (!1, !2, ,!m) !算例分析 !“#对比方案确定 目前, 在我国北方地区常见的供暖热源有: 煤、 天然气、 柴油、 电。据此我们以哈尔滨地区为研究对象, 选取以下几 种系统作为对比方案: 方案 1: 集中式燃煤锅炉房供暖系统; 方案 2: 热电厂集中式供暖系统; 方案 3: 集中式燃气锅炉房供暖系统; 方案 4: 集中式燃油锅炉房供暖系统; 方案 5: 户式燃气炉供暖系统; 方案 6: 电热膜供暖系统 (水电、 火电) 。 !“!计算过程及结果分析 引用文献 4 , 经过对各供暖方案年运行燃料消
10、耗量的 计算, 以及各单位能源污染物的排放 5 , 得到各供暖热源采 暖期内不同污染物排放量, 如表 4 所示。 表 4 各供暖方案污染物排放量g/ (m2 年) 燃料耗量 / (m2 年) - 1 CO2CO烟尘SO2NOX 方案 10.043t 75919.51976.10387.02580.0155.66 方案 20.039t 48660.618.98117.13 2342.67354.52 方案 345.12m3 38144.470.2813.6328.4283.16 方案 40.017t 52015.163.9915.9726.85143.80 方案 547m3 44703.430.
11、3315.9733.3197.46 方案 6 火 电 181kW 1128901.459.4246.33742.84269.83 水 电 181kW 1- 利用以上计算的数据和定性因素的评语集 V = 优, 良, 中等, 轻微污染, 较重污染 , 并参考专家评定意见, 分别对各 供热方案影响环境的污染物给予评价, 得到的具体评判结果 如表 5 所示。 表 5 各方案影响大气环境因素的评价结果 CO2CO烟尘SO2NOX 方案 1 轻微污染 轻微污染 轻微污染 轻微污染 轻微污染 方案 2 中等中等中等轻微污染 较重污染 方案 3 良良良良良 方案 4 中等中等良良中等 方案 5 良良良良中等
12、方案 6 火电 较重污染中等中等中等较重污染 水电优优优优优 以空气质量标准为依据, 烟尘指标是 0.15mg/m3(N) , 二 氧化硫是 0.15mg/m3(N) , 氮氧化物是 0.10mg/m3(N) , 一氧化 碳是 4.0mg/m3(N) 。根据以上因素两两重要性的比值关系, 运用二元对比倒数法建立 5 阶对比矩阵: A = 1 1 2 2 5 2 5 3 1 21 3 4 3 4 1 2 5 2 4 3 11 2 3 5 2 4 3 11 2 3 10 3 2 3 2 3 2 1 由优势积累法, 得二氧化碳、 一氧化碳、 烟尘、 二氧化硫 和氮氧化物之间的权向量: W = (2.
13、6, 5, 6.5, 6.5, 9.3) 再进行归一化处理得到: W = (0.087, 0.1672, 0.2174, 0.2174, 0.311) 根据以上计算数据, 并结合前文中对环境各定性因素的 定量化结果, 可以得到各方案的环境影响评价结果, 见表 6。 表 6 各方案的环境评价结果 CO2CO烟尘SO2NOX评价值优度排名 方案 10.60.6 0.60.60.60.60.1196354237 方案 20.70.7 0.70.6 0.533 0.626323 0.1248840286 方案 30.80.8 0.80.80.80.80.1595138972 方案 40.70.7 0.
14、80.80.70.743480.1482442414 方案 50.80.8 0.80.80.70.76890.1533127953 方 案 6 火电 0.533 0.70.70.7 0.533 0.633534 0.126321847 5 水电 0.843 0.843 0.843 0.843 0.8430.8430.1680877691 由表 6 可以看出, 电能对环境的影响受到发电形式的控 制, 若为水力发电, 则电能毫无疑问是一种清洁能源, 对环境 的影响最小, 排名第一, 但若为普通火力发电, 由于电厂发电 效率不及集中燃煤锅炉房高, 供应相同热量时, 反而比集中 燃煤锅炉房供暖系统消耗
15、更多的燃料, 即使热电厂处设置高 效的除尘、 净化装置, 其对环境的影响仍很严重, 排名第五。 燃气供暖系统对环境的影响较小, 集中供暖系统要比单户供 暖系统更好,分别排名二、三。燃煤供暖系统对环境的影响 28 低温建筑技术2004 年第 4 期 (总第 100 期) ! 十分严重, 热电联产要强于区域锅炉房, 分别排名六、 七。燃 油供暖系统对环境的影响仅次于燃气供暖系统, 属于中等水 平, 排名第四。 3结语 以上计算结果表明, 在哈尔滨地区采用传统燃煤锅炉供 暖系统对大气环境的污染较为严重, 热电联产要强于集中燃 煤供暖系统; 燃气是一种非常理想的清洁能源, 且集中燃气 锅炉供暖系统要强
16、于分散系统; 集中燃油锅炉作为供暖热 源, 对环境的影响仅次于燃气系统, 也属清洁能源; 电能作为 供暖热源, 对环境的影响主要取决于发电形式, 火力发电对 大气环境的污染不亚于集中燃煤锅炉供暖系统, 但由于电厂 锅炉远离热用户, 人们感受不到其直接危害, 因此将其视为 清洁能源, 这是一个错误概念; 水力发电得到的电能才是真 正的清洁能源。太阳能、 地热能、 风能等自然能作为供暖热 源, 能够得到节能、 环保的效果, 是供暖热源发展的方向。 参考文献 1 曹勇, 许文发, 赵鑫 . 供热方式环境评价方法的研究 J . 建筑 热能通风空调, 2002,(2) : 6 - 7. 2 郑祖义, 彦
17、启森, 江亿 . 热经济工程模糊经济分析 J . 清华大 学学报 (自然科学版) , 1996, 36 (4) : 19 - 22. 3 吴智超.模糊综合评判在房地产估价中的应用 J . 武汉城市建 设学院学报, 1997, 12 (4) : 57 - 60. 4 陈广孚 . 城市多种热源供暖方式经济性评价 D . 哈尔滨: 哈尔 滨工业大学, 2002, 3. 收稿日期 2004 - 03 - 28 作者简介 王伟 (1977 - ) , 男, 哈尔滨人, 在读博士研究生, 现从事暖通空调专业。 太阳能技术对建筑设计的要求与建议 王姣阳1, 赵欣2, 陈宇3 (1. 中国联合工程公司, 浙江
18、杭州310022; 2. 浙江同人建筑设计有限公司, 浙江杭州310007; 3. 浙江省建筑科学设计研究院, 浙江杭州310012) 【摘要】 建筑是一个复杂的系统, 是一个完整的统一体, 应从结构和美学两方面入手, 将太阳能技术融入建 筑设计, 使其成为建筑的组成部分。 【关键词】 太阳能技术应用; 太阳能仿生建筑设计; 设计要求与相关建议 【中图分类号】 TU832.17【文献标识码】 B 【文章编号】 1001 - 6864 (2004) 04 - 0083 - 02 太阳能建筑是节能建筑的一种形式。太阳能建筑的基 本要求就是利用太阳能这种最丰富、 最便捷、 无污染的能源 来进行采暖制
19、冷、 供应热水和进行光电转换, 以满足人们生 活的需要, 同时达到减少和不用矿物燃料的目的。对于建筑 师来讲, 太阳能仿生建筑设计就是要在建筑设计的同时, 考 虑以下两个方面的问题: 一是, 太阳能在建筑上的应用对建 筑物的影响, 包括建筑物的使用功能, 围护结构的特性, 建筑 体型和立面的改变; 二是, 考虑太阳能利用的系统选择, 太阳 能产品与建筑形体的有机结合。 1对方位的要求 方位是住宅设计中关系到景观、 采光、 通风以及太阳能 利用最关键的因素。方位不同时, 建筑表面收到的地面反射 量也不同, 方位的变化对建筑接受地面反射的影响为 32%。 太阳能建筑对方位的要求是为了使尽量多和快的
20、得到太阳 能辐射热, 在冬季, 太阳能辐射热在 9: 00 15: 00 是全天辐射 热的 90%左右, 因此, 在这段时间内要保证足够的日照时间 是非常重要的, 为了充分发挥太阳能辐射热的效能, 可根据 太阳能建筑的特征进行方位调整。例如: 学校的教室上午希 望室温尽快上升, 而夜间室内无人, 可将方位角南偏东 5 15 ; 居住建筑由于夜间住人, 下午尽量使太阳能辐射热进入 室内, 可将方位角南偏西 5 15 。 2对建筑表面积与体型的要求 从利用太阳能的角度考虑, 应使南墙面吸收较多的太阳 能辐射热, 且尽可能的大于其它向外散失的热量, 以将这部 分热量用于补偿建筑的净负荷。如果使除南墙
21、面之外的其 它墙面的热工质量是相同的, 则不难看出, 建筑的净负荷是 与面积的大小成正比的。因此, 从节能建筑的角度考虑, 对 建筑节能的效果以外围护结构总面积越小越好这一标准来 评价是不够的, 而应以南墙面足够大, 其他外表面尽可能小 为标准来评价, 即表面面积系数 (建筑物其它外表面面积之 和与南墙面积之比) , 这就是被动式太阳能建筑对围护结构 面积的要求。除此之外, 还要用建筑物的表面面积系数来研 究建筑体型对节能的影响, 从获得更多的太阳能辐射热, 降 低能耗的观点来看, 长轴朝向东西的长方体体型最好, 正方 形次之, 长轴朝向南北的长方体体型的建筑节能效果最差。 3对围护结构材料与构造的要求 我国第一栋被动式太阳房建成于 1977 年, 地点在甘肃 省民勤县, 是一栋南窗直接受益结合实体集热蓄热墙组合式 太阳房。截至 1997 年底, 全国已经建成 740 万 m2的太阳房, 主要分布在山东、 青海和西藏等地的农村地区, 总面积达 50 万 m2。这些太阳房的建筑类型, 大部分为农村和城市住宅 等。在 “六五” 、“七五” 、“八五” 期间, 国家科技攻关计划中都 38 王姣阳等: 太阳能技术对建筑设计的要求与建议
链接地址:https://www.31doc.com/p-5182196.html