Báo cáo nghiên cứu khoa học: "PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ NĂNG LƯỢNG ĐỐI VỚI CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG DÂN DỤNG "

Chia sẻ: Nguyễn Phương Hà Linh Halinh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:8

Thêm vào BST

Báo xấu

85
lượt xem 12
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài báo này giới thiệu phương pháp đánh giá hiệu quả năng lượng theo thang bậc phân loại hiệu quả năng lượng cho các công trình xây dựng. Phương pháp này được dùng để đánh giá hiệu quả năng lượng cho tất cả các công trình hiện hữu và các dự án cải tạo về năng lượng cho các công trình trên.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Báo cáo nghiên cứu khoa học: "PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ NĂNG LƯỢNG ĐỐI VỚI CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG DÂN DỤNG "

PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ NĂNG LƯỢNG ĐỐI VỚI CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG DÂN DỤNG ThS. NGUYỄN SƠN LÂM Viện KHCN Xây dựng T óm tắt: B ài báo này giới thiệu phương pháp đánh giá hiệu quả năng lư ợng theo thang bậc phân lo ại hiệu quả năng lư ợng cho các công trình xây d ựng. Ph ương pháp này đư ợc d ùng đ ể đánh giá hiệu qu ả năng l ượng cho tất cả các công trình hiện hữu v à các dự án cải tạo về năng lư ợng cho các công trình trên. C ác thành phần năng lượng của toà nhà đư ợc đánh giá trong phương pháp này g ồm có: Hiệu suất nhi ệt của hệ thống tường bao che, hệ thống HVAC, hệ thống chiếu sáng v à sử dụng nguồn năng lư ợng tái tạo. Việc đánh giá hiệu quả năng lượng của các toà nhà hi ện hữu, các dự án cải tạo về năng lượng không chỉ cần tuân theo phương pháp này mà c òn ph ải tuân t heo quy định khác có liên quan. 1. Mở đầu An ninh năng lư ợng đang là vấn đề thời sự mang tính to àn cầu và là m ột trong những mối quan tâm hàng đầu của tất cả các nư ớc trên thế giới. Theo thống kê của Liên H ợp Quốc, Ngành Xây dựng trên thế giới ti êu th ụ 17% l ư ợng n ư ớc ngọt, 25% l ư ợng gỗ khai thác, các công tr ình xây dựng sử dụng 30- 40% năng lư ợng trong tổng năng lư ợng sử dụng, sử dụng 40- 50% nguyên vật liệu thô, chiếm 33% tổng lư ợng phát thải CO2 toàn thế giới. Do vậy cần phải có ph ương pháp, công c ụ đánh giá hiệu quả sử dụng năng lư ợng của các công tr ình dân d ụng nhằm mục ti êu gi ảm mức ti êu thụ năng lư ợng và phát thải khí nhà kính. Vi ệc đánh giá hiệu quả năng lư ợng các công tr ình dân d ụng bao gồm công tác thu thập thông tin, lấy mẫu v à kiểm tra tại hiện trư ờng cũng nh ư tính toán sử dụng năng lư ợng của các t òa nhà. Phương pháp đánh giá c ần đ ư ợc áp dụng thống nhất để đánh giá về hiệu quả năng l ư ợng cho các công tr ình dân dụng hiện hữu tr ư ớc và sau khi cải tạo. Phương pháp đánh giá đư ợc giới thiệu bao gồm các hạng m ục: thu thập thông tin, tài liệu, quy tr ình đánh giá, tính toán chỉ số đặc trưng năng lư ợng công tr ình, áp d ụng thang phân loại sử dụng năng lư ợng, thang phân loại sử dụng nguồn năng l ư ợng t ái tạo, thiết bị sử dụng, nội dung thông tin của báo cáo đánh giá hi ệu quả năng l ư ợng. 2. Phương pháp đánh giá hiệu quả năng lượng 2.1. Thu thập thông tin, t ài li ệu C ơ s ở để đánh giá đặc tr ưng năng lư ợng cho các công tr ình dân dụng bao gồm các thông tin c ơ bản về công tr ình và kết quả tính toán các thô ng s ố sử dụng năng lư ợng. Các thông số này bao g ồm hi ệu suất nhiệt của tư ờng bao che tòa nhà (ví dụ: hệ số truyền nhiệt của mái, hệ số truyền nhiệt trung bình c ủa t ư ờng bên ngoài theo tất cả các h ư ớng, hệ số truyền nhiệt và đ ộ kín khít của các cửa sổ b ên ngoài, hệ số truyền nhiệt và đ ộ kín khít của các cửa đi b ên ngoài, ch ủng loại, hệ số dẫn nhiệt và chi ều dày vật liệu cách nhiệt, các khiếm khuyết cách nhiệt của kết cấu bao che,…) v à hiệu suất của các thiết bị sử dụng năng lư ợng (ví dụ: loại nguồn s ư ởi và làm mát c ủa điều h òa không khí, công suất, tổng công suất của hệ thống n ư ớc làm mát trong đi ều hòa không khí, nhi ệt độ của nư ớc cấp và nư ớc hồi lưu, hệ thống cấp nư ớc, các loại đèn chi ếu sáng, c ư ờng độ chiếu sáng,…). M ỗi loại thông số đều bao gồm cả thông s ố cơ bản và các thông s ố bổ sung. Thông số c ơ bản liên quan t ới việc tính toán mức ti êu thụ năng l ư ợng, c òn các thông s ố bổ sung giúp cho kết quả tính toán chính xác hơn khi điều kiện cho phép. Mỗi thông số cần đ ư ợc xác định dựa tr ên việc khảo sát và xuất phát từ dữ liệu có đư ợc nhờ công tác lấy mẫu và kiểm tra tại chỗ. Thông số không thể kiểm tra tại chỗ có thể đư ợc chấp nhận thông qua việc kiểm tra các t ài liệu có liên quan và hồi cứu các dữ liệu lưu trữ. K hi đánh giá các công tr ình dân d ụng đã qua c ải tạo, việc lựa chọn thông số cần nhất quán so với trư ớc khi tiến hành cải tạo công tr ình, h ơn nữa để có đ ư ợc từng thông số, cùng đi ều kiện kiểm tra và phương pháp đánh giá ph ải đư ợc thực hiện với c ùng đi ều kiện sử dụng hoặc vận hành, t ại c ùng vị trí ki ểm tra h oặc cho c ùng loại trang thiết bị công tr ình. Khi thực hiện đánh giá về hiệu quả năng lư ợng công trình thì phải thu thập các tài liệu cần thiết sau đây: - Tài liệu văn bản nghiệm thu và hoàn công công trình ho ặc các tài liệu và các dữ liệu có liên quan; - Báo cáo kiểm tra chất lư ợng công tr ình; - Báo cáo về công tác kiểm tra hiệu suất nhiệt cho từng phần của t ư ờng bao che tòa nhà do c ơ quan đánh giá có liên quan l ập;
- Báo cáo v ề công tác kiểm tra hiệu suất v à hi ệu quả của hệ thống điều h òa không khí, cấp nư ớc và các thiết bị chiếu sáng của c ơ quan th ẩm định có li ên quan; - Các tài liệu về hiệu suất của các bộ phận, thiết bị khác của công tr ình; - Mô tả sử dụng năng l ư ợng tái tạo (nếu có). Ngoài ra, khi thực hiện đánh giá hiệu quả năng lư ợng các công tr ình đã cải tạo, chủ công tr ình cần cung c ấp các tài liệu sau: - Báo cáo thẩm tra/kiểm tra chất lư ợng công tr ình; - Kế hoạch và các bản vẽ cải tạo tiết kiệm năng l ư ợng; - B ản vẽ lắp đặt và dữ liệu về sự ph ù h ợp của dự án sau cải tạo; - Báo cáo kiểm tra v ề sự cách nhiệt và hi ệu quả năng lư ợng của cửa sổ/cửa đi do c ơ quan có thẩm quyền đánh giá; - Báo cáo về hiệu quả của việc cải tạo hoặc thay thế thiết bị; - Dữ liệu về vật liệu và thiết bị khác; - Báo cáo công bố sử dụng năng lư ợng tái tạo trong dự á n. 2.2. Quy trình đánh giá hi ệu quả năng l ượng Quy trình đánh giá hiệu quả năng lư ợng cho các công tr ình dân d ụng hiện hữu đư ợc thực hiện tuân theo sơ đ ồ hình 1 và đánh giá hiệu quả năng lư ợng sau khi cải tạo công tr ình đư ợc thực hiện theo s ơ đồ hình 2. C ông tác đánh giá hiệu quả năng lư ợng sẽ đư ợc thực hiện sau khi đã có các báo cáo về ki ểm tra chất l ư ợng xác nhận sự phù h ợp bảo đảm đủ điều kiện an toàn và chất lư ợng công tr ình. 2.3. Tính toán chỉ số đánh giá đặc tr ưng năng lượng (EP) T uỳ thuộc vào ch ức năng của đặc tr ưng năng lượng c ông trình, có th ể tính c hỉ số đánh giá đặc trưng năng lư ợng t heo công thức (1) và (2) dư ới đây: - N hư là m ột trong số những chỉ tiêu tiêu hao năng lư ợng: EP = P (1) Trong đó: P - C hỉ số tiêu hao năng lư ợng đư ợc xác định theo hồ s ơ thi ết kế hoặc đo đạc thực tế. - N hư là t ổ hợp của những chỉ số kết hợp: EP = SUM(Pi), i=1,2,3…m (2) Trong đó: Pi - chỉ số thứ i; m - tổng số các chỉ số đ ư ợc chọn. Đặc trưng năng lư ợng đư ợc tính với các giá trị ở 2 dạng: năng lư ợng sử dụng và năng lư ợng ban đầu trong tr ư ờng hợp khi thể hiện tiêu hao năng lư ợng năm hoặc tiêu hao năng lư ợng đặc tr ưng năm. Giá trị của đặc tr ưng năng lư ợng nh ư là năng lư ợng sử dụng đư ợc xác định với giá trị năng lư ợng năm cần phải cấp hoặc cần phải đáp ứng cho công tr ình. Giá tr ị của đặc trưng năng lư ợng nh ư là năng lư ợng ban đầu (KWh) đ ư ợc xác định theo công thức (3). m Q   Qi ,h ei (3) i 1 Trong đó: Q - giá trị năng l ư ợng ban đầu (kWh); Qi,h - giá trị năng l ư ợng sử dụng với nguồn năng l ư ợng thứ i (kWh); ei - h ệ số xác định tổn hao năng lư ợng để cung cấp, sản xuất và vận chuyển thuộc th ành phần năng lư ợng thứ i.
Báo cáo kiểm tra chất lượng công trình Có Có vấn đề về chất Bảo trì và sửa chữa lượng hay không Thu thập thông tin Lấy mẫu tại chỗ và tính toán Các tham số cho tính toán HQNL Mô hình tính toán HQNL cho các Mô hình tính toán HQNL cho công trình đã xếp hạng chuẩn các công trình được đánh giá Tính toán liệt kê HQNL, thang bậc HQNL và quy mô sử dụng NL tái tạo Đánh giá HQNL của công trình Cần thiết cải tiến Kiến nghị cải tiến về về sử dụng NL sử dụng NL Có K hông Báo cáo đánh giá HQ NL Hình 1. Quy trình đ ánh giá hiệu quả năng lượng (HQNL) cho các công trình dân d ụng hiện hữu
Thu thập thông tin các cải tiến về sử dụng NL Lấy mẫu tại chỗ và tính toán Các thông số tính toán HQNL Tính toán HQ NL của các công trình đã đánh giá sau khi cải tạo HQNL của công trình Tính toán liệt kê HQNL có định mức chuẩn bậc NLHQ và mức sử dụng NL tái tạo HQNL của công trình Đánh giá HQNLcủa đã đánh giá trước khi công trình cải tạo Báo cáo đánh giá HQNL Hình 2. Quy trình đánh giá hiệu quả năng l ượng (HQNL) cho các công trình dân d ụng sau khi được cải tạo tiết kiệm năng l ượng Hệ số xác định tổn hao năng lư ợng để khai thác/sản xuất và vận chuyển thành ph ần năng lư ợng th ứ i ei đ ư ợc tính theo theo bảng 1. Bảng 1. Hệ số xác định tổn hao năng l ượng để khai thác/ sản xuất v à v ận chuyển thành ph ần năng lượng thứ i e i D ạng nguồn nhiên liệu/năng ei lư ợng - K hí tự nhi ên 1.1 K hí propan - B utan 1.1 T han đá 1.2 C ủi đốt 1.05 T han c ủi 1.25 N ăng lư ợng điện 3
Đặc trưng năng lư ợng của công tr ình tính theo phát thải CO2, đư ợc xác định theo công thức (4) với hệ số fi qui đổi phát th ải CO2 của nguồn nhi ên liệu/năng lư ợng thứ i (g/kWh) có giá trị đư ợc trình bày trong bảng 2. m  EcP    Qi f i 10 6 (4)  i 1  Trong đó: EcP - k hối lư ợng CO2 (t ấn); Qi - khối lư ợng của nguồn nhi ên li ệu/năng lư ợng thứ i trong tập hợp các dạng năng l ư ợng đư ợc sử dụng; fi - hệ số của hệ số qui đổi phát thải CO 2 của dạng năng l ư ợng thứ i. Bảng 2. Giá trị tương ứ ng của hệ số quy đổi tính theo CO2 c ủa nhiên li ệu năng l ượng D ạng nguồn nhiên liệu/năng fi lư ợng g СО2/kWh K hí tự nhiên 247 K hí propan - B utan 272 T han đá 439 C ủi đốt 6 T han c ủi 43 N ăng lư ợng điện 683 Vi ệc đánh giá hiệu quả năng l ư ợng của công tr ình đư ợc thực hiện thông qua việc so sánh với giá trị thang chuẩn (EPmax). Yêu cầu về sử dụng năng lư ợng hiệu quả đư ợc đáp ứng khi giá trị đặc tr ưng năng lư ợng của công trình nhỏ h ơn hoặc bằng giá trị thang chuẩn (EPmax): EP ≤ E pmax. Khi giá tr ị đặc trưng năng lư ợng chỉ đảm bảo đư ợc với các chỉ số năng l ư ợng trong toà nhà theo tính toán và đo đạc thực tế là các hệ s ố hiệu suất hoạt động của máy sư ởi/máy lạnh hoặc hệ số tác động hiệu quả từ nguồn nhiệt tới n ơi s ử dụng, yêu cầu sử dụng năng lư ợng hiệu quả đư ợc đáp ứng, khi giá tr ị đặc trưng năng lư ợng công tr ình l ớn hơn ho ặc bằng giá trị thang chuẩn: EP > Epmax. C ông trình đ ư ợc phân loại theo nhóm sử dụng năng l ư ợng từ thang A đến G thông qua việc so sánh giá tr ị đặc tr ưng năng lư ợng tích hợp với thang phân loại sử dụng năng l ư ợng. Thang phân loại sử dụng năng lư ợng đư ợc xây dựng tr ên cơ s ở hai giá trị năng lư ợng đặc trưng tích phân: EPmax,r và EPmax,s xác định như năng lư ợng ban đầu, năng lư ợng sử dụng, hoặc lư ợng khí phát thải CO2, trong đó: EPmax,r – là tổng năng lư ợng sử dụng cho sư ởi, làm mát, thông gió, c ấp nư ớc nóng v à chiếu sáng đư ợc tính theo phương pháp n êu trong tiêu chuẩn EN 15217 về đặc tr ưng năng lư ợng của công tr ình. Giá trị đặc trưng năng lư ợng của hệ kết cấu bao che và hi ệu quả đạt đư ợc của chúng c ùng hiệu quả của các hệ thống kỹ thuật (sư ởi, làm mát, thông gió, cấp nư ớc nóng) đư ợc tính trong điều kiện thực tế khi ti ến hành thực hiện đánh giá; E Pmax,s – l à t ổng năng l ư ợng sử dụng cho s ư ởi, l àm mát, thông gió, c ấp nư ớc nóng v à chi ếu s áng tính theo phương pháp nêu trong tiêu chu ẩn EN 15217 về đặc tr ưng năng lư ợng của công trình. Giá tr ị đặc tr ưng năng l ư ợng của hệ kết cấu bao che v à hi ệu quả đạt đ ư ợc của chúng c ùng
hi ệu quả của các hệ thống kỹ thuật (s ư ởi, l àm mát, thông gió, c ấp nư ớc nóng) đ ư ợc tính v ào th ời đi ểm công tr ình đ ư ợc đ ưa vào s ử dụng. Căn c ứ vào giá tr ị EP để thực hiện việc phân loại công t rình căn cứ theo loại nhóm sử dụng năng lư ợng với giới hạn các thang sử dụng năng l ư ợng đư ợc xác định trong bảng 3. Bảng 3. P hân lo ại sử dụng năng lượng trong toà nhà L oại nhóm sử dụng Phân loại sử dụng Gi ới hạn năng lư ợng n ăng lư ợng EP 0,5Epmax,r Hi ệu quả năng lư ợng cao A 0,5Epmax,r
Mức độ s ử dụng năng lư ợng tái tạo đ ư ợc đánh giá dựa trên t ỷ lệ sử dụng năng l ư ợng tái tạo trong công trình đang đư ợc đánh giá. Căn cứ vào tỷ lệ giữa mức năng l ư ợng tái tạo đư ợc sử dụng và tổng m ức tiêu th ụ năng lư ợng thông thư ờng, thang bậc đư ợc chia từ 1 * đến 4 *, các công tr ình không s ử dụng năng l ư ợng tái tạo sẽ không đư ợc phân cấp. T hang b ậc đư ợc trình bày trong bảng 5: Bảng 5. T hang phân lo ại sử dụng năng l ượng tái tạo T hang bậc sử dụng năng l ư ợng tái tạo Ph ạm vi sử dụng năng lư ợng tái tạo (%) 0 < m ức sử dụng năng lư ợng tái tạo ≤ 25 * 25 < m ức sử dụng năng l ư ợng tái tạo ≤ 5 0 ** 50 < m ức sử dụng năng l ư ợng tái tạo ≤ 7 5 *** 75 > m ức sử dụng năng l ư ợng tái tạo **** 2.5. Thi ết bị sử dụng Các thi ết bị sử dụng để đánh giá hiệu quả năng lư ợng c ủa công tr ình xây dựng đư ợc trình b ày trong bảng 6. Bảng 6. D anh m ục thiết bị T ên thi ết bị STT T hiết bị đo ánh sáng – Hand - held Luxmeter 1 T hiết bị đo nhiệt độ, độ ẩm và t ốc độc gió Anemometer with 2 t elescopic probe T hiết bị đo nhiệt độ từ xa - I nfrared Thermometer 3 L aboratory thermometer 4 - S urface probe for contact measurment - I mmersion /penetration probe T hiết bị phân tích khí - C ombustion Analyser 5 T hiết bị đo nhiệt độ bề mặt S urface Temp Meter 6 T hiết bị đo khoảng cách bằng hồng ngoại - Hand- held laser meter 7 T hiết bị đo công suất điện K W meter 8 T hiết bị đo tốc độ v òng quay động c ơ 9 T hiết bị đo điện tổng hợp (hiệu điện thế v à cư ờng độ dòng đi ện) 10 P ince multimeter (A, V, Ω) 11 12 T hermometer (12 channels) consort 13 T hermal Diffusity – T hermal Conductivity 14 Differential Scanning Calorimeter 15 Infrared Camera FLIR P - Serie Báo cáo đánh giá hi ệu quả năng lư ợng của công tr ình xây d ựng đ ư ợc lập bao g ồm các thông tin dư ới đây: - T hông tin cơ bản của công tr ình và các thông s ố tính toán năng lư ợng của các công tr ình đư ợc đánh giá c ũng như của công tr ình tham chi ếu; - Các chỉ số sử dụng năng l ư ợng của công tr ình đư ợc đánh giá và công trình tham chiếu; - Kết luận đánh giá năng l ư ợng hiệu quả; - Đề nghị cải tạo xét về mặt tiết kiệm năng l ư ợng (chỉ cần khi p hải cải tạo về năng l ư ợng); - Các thiết bị đánh giá; - Các t ài liệu, tiêu chuẩn v à danh sách thông tin tham khảo; - C hữ ký v à đóng dấu của t ổ chức/cá nhân t hực hiện. 3. Kết luận
Để phát triển bền vững, sử dụng tiết kiệm v à hiệu quả năng lư ợng, cụ thể hơn đ ể giảm phát thải C O2, Ngành Xây dựng đóng vai tr ò rất quan trọng. Trong đó lĩnh vực công tr ình nhà ở là đối tư ợng quan tr ọng nhất để giảm khí thải nh à kính. Do vậy việc thực hiện đánh giá v à xếp loại công tr ình theo thang b ậc hiệu quả năng lư ợng sẽ góp phần giúp nâng cao hi ệu quả sử dụng năng lư ợng của công trình xây dựng hiện hữu, cải tạo cũng như công tr ình xây m ới đồng thời góp phần ngày càng hoàn thi ện hơn hệ thống pháp lý, quy chuẩn, tiêu chuẩn kỹ thuật đối với công tr ình xây dựng về sử dụng tiết kiệm năng l ư ợng v à hiệ u qu ả. Phương pháp đánh giá hiệu quả năng lư ợng đối với công tr ình xây dựng sẽ là công c ụ hữu ích giúp đạt đư ợc các mục tiêu trên. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Báo cáo tổng kết nhiệm vụ hợp tác quốc tế về khoa học công nghệ theo Nghị định th ư Vi ệt Nam - B ungari: N ghiên c ứu xây dựng giải pháp tiết kiệm v à hiệu quả năng l ư ợng cho các to à nhà trong đi ều kiện khí hậu tại Việt Nam. Mã s ố 31/2008/HĐ- NĐT. Vi ện Khoa học công nghệ xây dựng, H à Nội, tháng 4/2011. 2. E N 15217 Energy performance of buildings - M ethods for expressing energy performance and for energy certification of buildings; 3. Shanghai construction standard: Evaluation standard of energy efficiency for existing buildings - dg/tj 08- 203 - 2008; 4. Detailed report on procedure for energy performance charact erisation concerted action supporting transposition and implementation of the directive 2002/91/ec ca - epbd (2005- 2007). 5. E U Implementation of Energy Performance of Building Directive - C ountry Reports 2008.