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石油天然气长输管道站场设计的绿色趋势-论文_图文

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石油天然气 管道 设计 绿色 趋势 论文 图文
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石油天然气长输管道站场设计的绿色趋势 严 欢 (四川石油天然气建设工程有限责任公司,四川成都610213) 【摘要】 为了满足国家对能源行业提出走“绿色和可持续发展的道路”的要求,石油天然气长输管道 站场应从设计之初就注重节约能源,并给员工提供更加健康、安全、环保的工作环境。文章旨在立足现有工 程设计基础上,从室外环境选址到建筑单体设计,再到室内装修环境改善等各方面充分考虑如太阳能、种植 屋面、地源热泵等绿色技术在石油天然气长输管道站场总图与建筑设计中应用的新思路,除此之外,通过新 技术在日常生产生活中的应用使员工在使用过程中逐步培养环保意识。希望从设计入手,为长输管道站场 的可持续发展奠定基础。 【关键词】 站场建筑; 节能设计; 绿色趋势; 太阳能 【中图分类号】3 近年来为满足广大人民群众日益增长的物质文化需要, 国家对能源基础设施投入不断加大,相继兴建了西气东输一 线、二线、三线、中哈管线、中缅管线等石油天然气长输管道 工程。石油天然气长输管道由于涉及范围广,社会影响深远 的特殊性,在其工程设计过程中必须坚持“环保优先,安全第 一,质量至上,以人为本”的理念,同时采取相应措施适应不 同地区的气候环境变化,降低生产作业过程中的温室气体排 放,合理利用现有资源实现可持续发展。 长输管道站场总图和建筑属于管线工程设计的重要组 成部分,它关系到石油企业和油气管道工程的使用效率、运 营成本和对外形象,因此,必须从初始设计阶段就注重其能 源利用的可持续性。建设部在2006年发布了《绿色建筑评 价标准》,紧接着又在2007年发布了《绿色建筑评价技术细 则》,并在之后两年先后发布了上述细则的规划设计与运行 使用部分细则。根据这个标准,绿色建筑指“在建筑全寿命 周期内,最大限度地节约资源、保护环境和减少污染,为人们 提供健康、适用和高效的使用空间,与自然和谐共生的建 筑”。笔者曾有幸参与中缅原油/天然气管线、中贵天然气管 线、兰成原油管线等工程的站场设计工作,希望通过本文的 分析介绍,提供可持续性设计理念的一些思路。 1节地与室外环境 1.1站场选址 站场选址当以不破坏当地文物、自然水系、湿地、基本农 田、森林和其他保护区域为原则,并尽量避免山体滑坡、泥石 流、洪水等自然灾害的威胁。 由于长输管道站场作业需要用地大小不一,在前期选址 时就必须进行各项分析权衡,最大限度协调站场与周边环境 的空问关系,努力符合绿色建筑要求的“节地”原则。员工常 驻办公和生活的建筑(如门卫、综合值班室等)要在位置摆放 上争取更多的日照。此外,如果选址位于城市规划范围内, 还应该注意满足当地规划要求。 1.2室外绿化 由于站场绿地范围很小,基本被建(构)筑物、硬化场地 56 【文献标志码】A 及管线填充,要达到绿化位置合理,效果明显,平面布置又紧 凑,就要综合考虑建(构)筑物、管线、绿化三者的均衡性,进 行综合布置。建议站场景观设计采用复层绿化,优化乔、灌 木的种植位置及灵活搭配,因地制宜选择当地乡土植物作为 主要绿化物种,适当种植宿根花卉及草坪。站场办公区域花 坛可采用下凹式种植土,使其表面高度低于主路面,便于路 面雨水直接流人。 有条件的区域可弓}人市政中水管,以供建筑的冲厕、绿 化用水。引入中水管后,场地绿化用水可选用滴灌的方式, 在绿地内设置阀门井,并沿绿地敷设滴灌管以达到浇洒目 的。这种做法既可达到节水目的,又能防止中水在空气中 弥散。 2建筑节能设计 2.1屋面 目前,所有根据《油气储运项目设计规定(—站 场建筑及总图标准图集规定》设计的油气站场中建筑屋面均 采用坡屋面造型,常用做法为钢筋混凝土平屋顶上盖彩钢坡 屋顶,并没有将屋顶面积进行有效利用。 2.1.1太阳能光伏发电 当管线站场位于太阳能资源较为丰富的地区(如新疆、 陕西、甘肃等地),可采用太阳能热水器、光电、地源热泵建筑 一体化系统(表1)。目前,我国已制订了可再生能源在建筑 中应用的相关法规和激励政策。据不完全统计,目前全世界 太阳能热水器的总保有量接近1.5×10 m ,而仅我国的保 有量就约占全世界总量的60%一70%,太阳能热水器在建 筑中的应用每年以30%的速度增加。 太阳能热水器:在屋顶设置太阳能集热板,集热器采用 金属——玻璃真空管型,屋顶水箱内设置热水箱及太阳能循 [定稿日期]2013—12—19 [作者简介]严欢(1983一),女,硕士,工程师,主要从事 油气管道工程建筑设计工作。 四川8 环泵,太阳能系统设置温度传感器。冷水首先进入水箱,经 循环泵流入太阳能集热器,强制循环,达到设定温度后停止 循环,并同时供应用水点热水。水箱内设电辅助加热设备以 备用。 表1 全国地区太阳能资源统计 区域 丰富区 较丰 可利 贫乏区 划分 富区 用区 年口照 大于3000 24000 1600~2400 少于1600 时间/h 新疆北部、 东北、内蒙 东北北段、 内蒙西部、 东部、华北、 内蒙呼盟、 重庆、四 甘肃西部、 陕北、宁夏、 长江下游、 州、 地域 两广、福建、 广西、江 新疆南部、 甘肃部分、 贵州部分 西部分 青藏高原 青藏高原 地区、云南、 地区 东侧、海南、 河南、陕西 台湾 小于40% 年臼照 大于75% 6O%~ 40%~ (不建议使 日分率 75% 60% 用太阳能 的地区) 连续阴雨天 2 3 7 15 太阳能光伏发电:在屋顶安装太阳能光伏电池与建筑一 体化组件,系统输出交流220/380指定位置与站场 低压配电系统并网。白天,光电系统将太阳能电池组件产生 的电能经处理后直接汇流人低压配电母线,供给建筑日常负 荷。晚间太阳能电池组件无法工作时,完全由电网供电。 地源热泵系统:地源热泵主要承担房间夏季的显热负荷 及冬季围护结构的热负荷。它一般采用垂直埋管系统,将热 交换器埋于室外地面以下,通过水在流动,从而达到与土壤进行冷热交换的目的。与传统燃油 或燃气的锅炉相比,地源热泵所消耗的能源大大降低。同时 它不但自身无污染物排放,而且节省了建筑空间,省去了锅 炉房、冷却塔所占用的建筑面积,改善了建筑外部形象。 2.1.2屋顶绿化设计 当管线站场位于不适宜使用太阳能的区域,可考虑采用 种植屋面的工程做法以提高站场绿化覆盖率,并通过植物的 蒸腾作用有效缓解建筑的热辐射。种植的植物应选择适应 性较强、耐瘠薄的花、草、藤本和小乔木等当地乡土植物,这 样~方面植物对于生存环境要求较低,养护成本低廉,另~ 方面楼板荷重小,可以减轻建筑结构的荷载,有利于节约工 程造价(表2)。 表2种植与非种植屋面及室内温度比较 屋面外表 屋面内表 类别 室内温度 面温度/~C 面温度/℃ 种植屋面 32.6 3O.1 28.O 非种植屋面 40.1 36.2 32.5 种植屋面与非种 7.5 6.1 4.5 植屋面温差 2.2墙体 改进建筑围护结构形式以改善建筑物热工性能,是建筑 能的重要手段之一。外墙是建筑物外围护结构中所占面 积比例最大的部分,它的隔热保温可以通过多种途径来 实现。 墙体材料可以因地制宜采用自保温砌块材料。从资源 利用环节看,我国西南地区(如云贵川岩资源丰富, 适宜发展烧结制品,且可以大量利用粉煤灰、煤干石、炉渣等 废弃材料,降低能耗。而从自保温墙体材料的使用效果来 看,其优良的毛细管传导能力赋予了墙体很好的呼吸功能, 使其在热惰性、隔声性能方面都具有明显的优势。 以砂加气混凝土砌块这种新型建筑材料为例,它不仅具 有传统墙体材料的基本功能,更兼具节能、轻质、防火、隔音、 环保、施工便捷、节省投资等诸多优点。同时由于其主要原 料来自于平板玻璃生产提取过程中产生的废弃物——硅矿 尾矿砂,在砌块烧结过程中将矿砂掺加入内进行再生产。硅 砂尾矿用量占整个砂加气原材料用量的30%以上,这样大 大提高了产品的强度。当建筑墙体整体采用200—350 的砂加气砌块保温墙时,外墙平均导热系数9 W/(m ·K)。 3室内装修设计 3.1选用节水型洁具 在洁具采购指定时要求选用节水型水龙头和节水型便 器,比同类产品节水25%。在中卫一贵阳天然气管线工程 和中缅原油/天然气管线工程站场施工图设计统一技术规定 中,曾要求水龙头和小便器均采用感应式以达到节水目的。 但在实际过程中发现,感应器易损坏,多次返修不但给员工 造成使用不便而且也增加了企业的运营成本。目前,在生态 建筑中开始使用的洗手池与冲水马桶结合的洁具,将洗手水 收集起来冲厕所,它的应用不但可以帮助省水63%也为本 来较小的宿舍卫生间扩大了空间。而如果将普通节水型小 便器换成无水型小便器可减少维修量,只需每年更换一次排 水部分的薄膜套即可。 3.2引入自然采光 位于气候温和与炎热地区的站场,可适当增加办公室和 宿舍的外窗面积以引入自然光并改善室内通风。建筑内部 的走廊可考虑设带形天窗从屋顶上引入阳光,为内部的单元 空间提供额外的采光面。 4从节能设计到增强节能意识 值得注意的是,设计的种种节能措施的最终目的是旨在 通过节能设计培养员工的节能意识,最终形成节能的工作和 生活方式。通过以往的研究表明,建筑运行中的能耗与使用 者的生活习惯存在莫大关系。例如,对一般身体健康的正常 人来说,生理零度大约在28%~29℃,最低也不会低于 25~C。因此,空调房间的温度应该尽量选定在这个温度附近 更有利于人体健康。但实际情况是,多数办公用房和宿舍在 夏季使用时温度低到了20℃,有的甚至低到18%,由此产生 了大量能耗,造成了极大的浪费。目前,我国油气能源对外 依存度已超过50%,全面推进理念节能、机制节能、技术节 能和管理节能刻不容缓。而不断强化节能意识,努力减少能 源在生产过程中的浪费应该成为每位企业员工基本素质 之一。 (下转第6四8 57 河北工业大学;上海1所:上海交通大学;广州1所:广州大 学。位于区域中心城市的有3所。西安:西北工业大学;南 京:南京工业大学。位于国家副省级城市的有2所。杭州: 杭州工业大学;青岛:青岛理工大学。位于一般省会城市的 有5所。太原:太原理工大学;吉林:吉林建筑工程学院;福 州:福州大学;合肥:安徽建筑工业学院;内蒙古:内蒙古工业 大学。位于一般城市的有4所。邯郸:河北工程大学;烟台: 烟台大学;徐州:中国矿业;苏州:苏州科技学院。 通过本科评估的2布于16个城市,位 于老八校所在城市的有9所,位于通过硕士评估院校(含老 八校)所在城市的有11所,位于一般省会城市的5所,位于 一般城市的4所。 4 204所一般本科院校分布特征 一般院校共计204所。位于国家中心城市的有18所。 北京2所;上海3所;天津2所;重庆4所;广州7所。位于区 域中心城市的有30所。西安8所;南京6所;武汉6所;成都 5所;沈阳5所。位于副省级城市的有35所。哈尔滨6所; 厦门3所;杭州7所;大连3所;济南3所;青岛3所;长春4 所;宁波6所。位于一般省会城市的有17所。长沙2所;合 肥2所;昆明3所;郑州6所;福州2所;太原1所;呼和浩特 1所。其余省会城市拉萨、乌鲁木齐、海口、银川 石家庄均只 有1所;西宁、兰州有2所;贵阳、南宁有3所;南昌有8所。 有3所建筑院校的城市:苏州、湘潭、衡阳、嘉兴。其余73所 一般院校分布在全国的63个城市。 从数量上看,全国每个省会城市至少有1所建筑院校, 每个直辖市至少有5所建筑院校。从通过专业评估的院校 数量上看,位于国家中心城市、区域中心城市、副省级城市和 7个省会城市的建筑院校包括了老八校8所,占老八校的 100%;通过硕士评估的20所,占100%;通过本科教学评估 院校有8O%;一般院校100所,占一般院校总数的 49.0%;建筑院校共计144所,占全国总数的57.1% 5结论 (1)建筑院校的城市分布特征。国家中心城市建筑院校 数量不多,但学校办学层次较高;区域中心城市建筑院校数 量较多,6~11所,通过评估的院校数量也较多;副省级城市 中仅宁波无通过的专业评估院校,青岛、长春无通过的硕士 评估院校,其余至少有1所通过的硕士评估院校;西安和武 汉建筑院校数量多,每个市有3所建筑院校通过评估;其余 的15个省会城市中有7个至少有1所建筑学评估的院校。 一般城市中有4个城市各有1所通过建筑学本科专业评估 的院校。 (2)建筑院校的省市分布特征。四个直辖市建筑院校有 23所:北京8所;上海、天津、重庆均5所。建筑院校总数超 过江2苏2南16所、 广东北15所、山东南宁13所、陕 西12所、安徽10所。上述建筑院校共计173所,占总数的 68.7%,其中通过专业评估院校39所,占通过评估院校的 83.0% 参考文献 [1]朱文一.当代中国建筑教育考察[J].建筑学报,2010,(10) [2]孔宇航.当代中国建筑教育印象[J].城市建筑,2012,(12) [3]单踊.图说中国早期高等建筑教育史·上·时空篇[J].建筑 与文化,2012,(9) [4]焦金波.建国初期我国院系调整的历史启示[J].洛阳师范学 院学报,2005,(4):137 , 、’ 、、 甜 甜f ’ g ~ f 心e 窖 靠 e e e 幺 e ‘ ‘ (上接第57页) 5结束语 我国现代化能源建设总方针是:“能源开发和节约并 重,近期要把节能放在优先地位,大力开展以节能为中心 的技术改造和结构改革。”为了更好地贯彻国家的能源方 针,也为了给企业员工提供更加健康、安全、环保的工作 环境,长输管道站场设计向可持续性方向探索势在必行。 而笔者也希望通过不断的工程实践与运营管理过程中积累 与跟踪的科研数据,使得节能技术更具实用意义,节能意 识也更加深入人心。 参考文献 [1]张帆,李和庆,王永.长输管道站场建筑模块化设计与应用 [J].油气储运,2012,(10) [2]—009站场建筑及总图标准化图集 (管道篇)[s] [3] 比尔·邓斯特,陈硕.建筑零能耗技术的运用[J].建筑创作, 2010,(4) [4]吴正旺,栗德祥.设计结合分布式能源[J].建筑学报,2011,(3) [5] 50378—2006绿色建筑评价标准[s] [6]绿色建筑评价技术与细则补充说明(规划设计部分)[s] 四川建筑第34卷4期2014.08
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