摘要：基于西安咸陽(yáng)國(guó)際機(jī)場(chǎng)貨運(yùn)中心空調(diào)系統(tǒng)，利用生命周期理論和層次分析法針對(duì)能源高效利用途徑進(jìn)行了研究。針對(duì)生命周期方法和層次分析法應(yīng)用于建筑能源進(jìn)行了深入分析，結(jié)合實(shí)際案例數(shù)據(jù)進(jìn)行了生命周期清單分析，數(shù)據(jù)來(lái)源與所提模型緊密結(jié)合，基于層次分析法框架性模型，以空調(diào)工程各種資源的消耗值和各種環(huán)境影響潛值分析為例，量化剖析了如何利用全生命周期影響評(píng)價(jià)對(duì)耗能項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)合案例數(shù)據(jù)的生命周期評(píng)價(jià)提出了能源利用評(píng)價(jià)層次模型，并針對(duì)模型給出了從全生命周期角度調(diào)整建立能源利用過(guò)程監(jiān)控與評(píng)價(jià)等建議。

關(guān)鍵詞：大型空調(diào)系統(tǒng)；生命周期；評(píng)價(jià)方法；能源利用；層次分析法

中圖分類(lèi)號(hào)：TU8313；TK018

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：16744764（2015）01004708

能源的開(kāi)發(fā)使用為社會(huì)進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了源源不斷的動(dòng)力，是人類(lèi)一切活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)[1]。但隨著經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)和能源過(guò)度使用[23]，能源資源缺乏[4]、結(jié)構(gòu)不合理、環(huán)境污染嚴(yán)重及能源分配不公等問(wèn)題日益突出。以建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)能耗為例，其消耗的能源約占建筑總能耗的50%左右。因此，制定合理的能源政策、調(diào)整能源結(jié)構(gòu)及能源利用機(jī)制、開(kāi)發(fā)利用可再生能源[5]、采用綜合性的能源評(píng)價(jià)觀代替?zhèn)鹘y(tǒng)單一的能源評(píng)價(jià)觀、機(jī)制與政策受到高度重視[68]。

目前，能源、資源及環(huán)境管理評(píng)價(jià)常用的分析方法有技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析法[9]、層次分析法[10]、情景分析法、價(jià)值分析法、灰色分析法[11]等。作為常用的評(píng)價(jià)方法之一生命周期評(píng)價(jià)理論產(chǎn)生經(jīng)過(guò)了萌芽、探索和迅速發(fā)展3個(gè)階段[1213]，已形成一套完整的理論體系，并逐漸被接受。生命周期評(píng)價(jià)在生物能源利用與評(píng)價(jià)[14]、太陽(yáng)能建筑設(shè)備系統(tǒng)的評(píng)價(jià)[15]、現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)技術(shù)與實(shí)踐[16]等諸多方面都得到了廣泛的研究與應(yīng)用。一些研發(fā)公司也在其產(chǎn)品研發(fā)方面也應(yīng)用生命周期評(píng)價(jià)理論來(lái)進(jìn)行技術(shù)系統(tǒng)評(píng)價(jià)。然而，具有針對(duì)性的生命周期方法和層次分析法應(yīng)用于建筑能源分析，特別是結(jié)合實(shí)際案例數(shù)據(jù)進(jìn)行生命周期分析尚有待于進(jìn)一步研究。有鑒于此，作者基于層次分析法提出的框架性模型，以空調(diào)工程各種資源的消耗值和各種環(huán)境影響潛值分析為例，量化剖析了利用全生命周期影響評(píng)價(jià)對(duì)耗能項(xiàng)目的評(píng)價(jià)過(guò)程。通過(guò)西咸國(guó)際機(jī)場(chǎng)貨運(yùn)中心空調(diào)工程的資源耗竭系數(shù)和環(huán)境影響負(fù)荷的計(jì)算，深入例剖析如何利用全生命周期影響評(píng)價(jià)對(duì)耗能項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)價(jià)，并運(yùn)用層次分析法構(gòu)建能源利用評(píng)價(jià)層次模型。

王豆豆，等：大型空調(diào)系統(tǒng)生命周期評(píng)價(jià)與能源利用評(píng)價(jià)模型

1生命周期評(píng)價(jià)模式

國(guó)際環(huán)境毒理與環(huán)境化學(xué)學(xué)會(huì)（SETAC）和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）的定義[17]，生命周期評(píng)價(jià)的對(duì)象可以是一個(gè)產(chǎn)品、處理過(guò)程或活動(dòng)，并且范圍涵蓋了評(píng)估對(duì)象的整個(gè)生命周期；其核心要素是對(duì)產(chǎn)品（廣義“產(chǎn)品”）從原材料采集、生產(chǎn)、使用、產(chǎn)品制造直至報(bào)廢棄用的全生命周期過(guò)程中的資源（包括能源）的消耗情況及對(duì)各類(lèi)環(huán)境因素可能造成影響進(jìn)行清單式分析，評(píng)判預(yù)測(cè)結(jié)果，提出結(jié)論性意見(jiàn)，進(jìn)而為工業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、耗能及能源系統(tǒng)的優(yōu)化提供改進(jìn)理論依據(jù)。以ISO14040、ISO14041以及ISO14042等標(biāo)準(zhǔn)為例，生命周期評(píng)價(jià)（LCA）方法將其分為4步：

1）目標(biāo)與研究范圍定義（Goal and Scope Definition）；

2）能源及排放清單分析（Life Cycle Inventory Analysis， LCI）；

3）生命周期影響評(píng)價(jià)（Life Cycle Impact Assessment， LCIA）；

4）結(jié)果解釋與改善評(píng)價(jià)（Life Cycle Interpretation），其內(nèi)涵關(guān)系如圖1[12，18]。

依據(jù)SETAC和各類(lèi)ISO中的框架，生命周期評(píng)價(jià)模型包括循序漸進(jìn)的4個(gè)技術(shù)步驟[12]：

1）科學(xué)目標(biāo)和范圍定義，對(duì)計(jì)算資源能源消耗及環(huán)境排放潛值進(jìn)行；

2）清單歸類(lèi)分析，對(duì)計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化；

3）標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)的加權(quán)。根據(jù)重要性分級(jí)，對(duì)各項(xiàng)潛值賦權(quán)，評(píng)價(jià)其綜合大??；

4）以“人當(dāng)量”為單位對(duì)賦權(quán)結(jié)果計(jì)算資源耗竭系數(shù)和環(huán)境影響負(fù)荷及其效果分析。

圖1LCA技術(shù)框架圖

Fig.1ICA technology frame

2研究對(duì)象與范圍界定

21研究對(duì)象

為深入探討生命周期評(píng)價(jià)（LCA）理論方法、生命周期評(píng)價(jià)模型研究更具有典型性，以西安市的典型能源利用重大項(xiàng)目——西咸國(guó)際機(jī)場(chǎng)貨運(yùn)中心空調(diào)工程作為范例進(jìn)行生命周期的清單分析。該貨運(yùn)中心建筑總面積為18 700 m2，其中有15 000 m2為空調(diào)面積，該空調(diào)系統(tǒng)中，冷源由兩臺(tái)螺桿制冷機(jī)組成的蓄冰系統(tǒng)集中供給，熱源采用鍋爐房蒸汽，經(jīng)過(guò)減壓換熱最終形成60/50 ℃的熱水[19]。

22數(shù)據(jù)來(lái)源

生命周期清單分析是基于西咸國(guó)際機(jī)場(chǎng)貨運(yùn)中心空調(diào)工程的實(shí)際狀況、空調(diào)系統(tǒng)機(jī)組部分運(yùn)行及能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行[19]。管道耗材與環(huán)境排放的數(shù)據(jù)來(lái)源于國(guó)家環(huán)保局編制的工業(yè)污染物產(chǎn)生和排放系數(shù)手冊(cè)和中國(guó)鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)編制的《中國(guó)鋼鐵工業(yè)年鑒》[2023]?？紤]西咸國(guó)際機(jī)場(chǎng)貨運(yùn)中心空調(diào)工程能源實(shí)際使用情況，所有電能的產(chǎn)生方式均為火力發(fā)電。實(shí)際工程建設(shè)表明，生產(chǎn)工藝過(guò)程中產(chǎn)生的邊角料和各種廢棄物在生產(chǎn)以外的回收再利用的經(jīng)濟(jì)價(jià)值以及對(duì)于資源能源消耗總量的影響所占比例不高，可忽略不計(jì)。按照集中空調(diào)系統(tǒng)生產(chǎn)、使用規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合西咸國(guó)際機(jī)場(chǎng)貨運(yùn)中心空調(diào)實(shí)際案例數(shù)據(jù)進(jìn)行生命周期分析。本文所用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)都來(lái)源于工業(yè)和能源方面常用的手冊(cè)和資料，工程數(shù)據(jù)來(lái)源于西咸國(guó)際機(jī)場(chǎng)貨運(yùn)中心空調(diào)系統(tǒng)實(shí)際案例。

23研究范圍

鑒于研究大樣本數(shù)據(jù)數(shù)量獲得的困難性，為了方便模型建立及分析，往往將這一復(fù)雜系統(tǒng)做科學(xué)、合理的簡(jiǎn)化或假設(shè)。在本研究中，計(jì)算及分析時(shí)將空調(diào)系統(tǒng)劃分成有單獨(dú)邊界的兩個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)——機(jī)組系統(tǒng)（即產(chǎn)能系統(tǒng)）和管道系統(tǒng)（即輸配系統(tǒng)及用能系統(tǒng)），并分別對(duì)其資源能源消耗和環(huán)境影響量值進(jìn)行研究。研究范圍確定以系統(tǒng)邊界的形式給以界定。對(duì)于機(jī)組部分，主要對(duì)系統(tǒng)在使用階段的能源、資源消耗程度及環(huán)境排放量進(jìn)行分析計(jì)算和研究，系統(tǒng)邊界如圖2所示。而管道部分即輸配系統(tǒng)中的各種管件及其部件都屬于生產(chǎn)消耗大于使用及運(yùn)行消耗的情況，對(duì)此主要研究鋼材及管道在生產(chǎn)階段的能源資源消耗和環(huán)境排放量，系統(tǒng)邊界如圖3所示[19]。

圖2大型空調(diào)系統(tǒng)機(jī)組部分系統(tǒng)邊界

Fig.2Systematic boundary of lenit system on large air conditioning system

圖3大型空調(diào)系統(tǒng)管道部分生命周期的系統(tǒng)邊界

Fig.3Systematic boundary of piping system life cycle on large air conditioning sytem

3能耗及環(huán)境排放清單分析

31機(jī)組部分

311能耗調(diào)研能耗分析清單應(yīng)逐項(xiàng)進(jìn)行。西咸國(guó)際機(jī)場(chǎng)貨運(yùn)中心空調(diào)工程清單主要分兩部分：1）空調(diào)系統(tǒng)中所有耗能設(shè)備的型號(hào)、功率以及全年運(yùn)行情況等基本資料。2）機(jī)組全年各項(xiàng)能耗。結(jié)果見(jiàn)表1。

表1能耗調(diào)查表

Table 1Survey of energy consumption

調(diào)查項(xiàng)目相關(guān)參數(shù)及調(diào)查數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果

冰蓄冷系統(tǒng)設(shè)備功率共計(jì)23臺(tái)設(shè)備總功率為3465 kW

全年運(yùn)行情況系統(tǒng)及機(jī)房夏季運(yùn)行132 d，冬季運(yùn)行121 d，每天8 h。

冰蓄冷用電統(tǒng)計(jì)[11]峰時(shí)92 550 kW·h；谷時(shí)140 400 kW·h；正常167 700 kW·h共計(jì)耗電400 650 kW·h

冬季采暖熱源能耗市政熱網(wǎng)，平均蒸汽消耗量為1 426 t，換算為標(biāo)準(zhǔn)煤熱量共計(jì)能耗4 537 17895 MJ

冬季采暖水泵耗電量水泵日均耗電量855 kW·h，年運(yùn)行121 d共計(jì)耗電103 455 kW·h

空調(diào)末端耗電量末端設(shè)備日均耗電238664 kW·h，冬季運(yùn)行86 d，夏季運(yùn)行88 d共計(jì)耗電41 52754 kW·h

合計(jì)（全年）空調(diào)系統(tǒng)耗電量合計(jì)為545 633 kW·h，熱源能耗為4 537 17895 MJ

312清單分析根據(jù)西咸國(guó)際機(jī)場(chǎng)貨運(yùn)中心空調(diào)系統(tǒng)全年耗電量進(jìn)行清單分析?？照{(diào)機(jī)組系統(tǒng)使用階段能源消耗及主要環(huán)境排放物清單以及所研究的機(jī)組部分的能耗和環(huán)境總排放列于表2中[12]。

32管道部分

為統(tǒng)計(jì)空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)管、水管用量，結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙實(shí)地考察，結(jié)果如表3[18]。

321能源消耗清單能源消耗清單應(yīng)考慮生產(chǎn)過(guò)程涉及的幾個(gè)部分。該空調(diào)系統(tǒng)管道部分全生命周期中的能源消耗分為鋼材生產(chǎn)和管道制作兩個(gè)過(guò)程。鋼材生產(chǎn)主要依靠的是電、燃油和煤等的消耗。風(fēng)管、水管制作過(guò)程主要消耗的是電能。中國(guó)生產(chǎn)1 kg普通鋼材的能耗、風(fēng)管生產(chǎn)過(guò)程能耗（以長(zhǎng)2 m、橫截面積為800 mm×630 mm規(guī)格，厚度為075 mm的風(fēng)管作為標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)管），分項(xiàng)統(tǒng)計(jì)匯總換算得到總能耗為160632 MJ/根[12]。水管生產(chǎn)過(guò)程能耗參照文獻(xiàn)[20]?？偰芎那鍐我?jiàn)表4。

表2機(jī)組部分能源消耗及總排放量清單

Table 2Energy consumption and total emissions list of unit system

能源類(lèi)型1MJ電力的能耗/MJ電的消耗量/MJ總能耗/MJ環(huán)境排放物分類(lèi)1MJ電力的排放/g總排放/kg

原煤03271 964 2788642 31917 粉塵2 6525 20927

洗煤0811 964 27881 591 06583 CO2317 000622 67638

燃油0006 981 964 278813 71067 SO22 8655 62766

原油0002 11 964 27884 12499 NOx1 4492 84624

柴油0009 61 964 278818 85708 CO7701 51249

焦?fàn)t氣0012 81 964 278825 14277 COD86361696

天然氣0000 1641 964 278832214 灰000815 71423

標(biāo)準(zhǔn)煤4 537 17895渣0004 729 27140

合計(jì)6 832 72158 662 8746

表3管道用量統(tǒng)計(jì)表

Table 3Statistics pipeline amount

管道類(lèi)型長(zhǎng)度/m尺寸/mm體積/m3用量/kg表面積/m2

風(fēng)管1 802901厚度12～05290222 8401113 727385

水管3 217214口徑15～20017 854663 24

合計(jì)5 02011540 695

注：表中薄鋼板的容重按7 870 kg/m3

表4管道部分能源消耗清單

Table 4Energy consumption list of pipeline

能源類(lèi)型生產(chǎn)1 kg普通鋼材能耗/MJ風(fēng)管制作總能耗（MJ·根-1）水管制作總能耗/MJ管材消耗量/kg能耗合計(jì)/MJ

電1528113 0616145 433風(fēng)管22 840；水管17 855880 3142

燃油337137 14215

煤37991 546 0031

合計(jì)566440 6952 563 4594

從各項(xiàng)能源的消耗上看，消耗最多的是煤炭，這也符合中國(guó)的能源結(jié)構(gòu)。

322材料消耗清單西咸國(guó)際機(jī)場(chǎng)貨運(yùn)中心空調(diào)系統(tǒng)管道部分的資源消耗主要是生產(chǎn)過(guò)程中的各類(lèi)鋼材的使用。鋼材生產(chǎn)過(guò)程中主要的原材料及輔助用料的消耗見(jiàn)表5（以1 kg普通鋼材為單位），各類(lèi)管道安裝時(shí)需要使用的釘子、法蘭、管接頭等的用量已考慮在內(nèi)[12]。據(jù)此，根據(jù)文獻(xiàn)[18]中的計(jì)算結(jié)果，管道部分資源消耗列于表5。

表5管道部分主要資源消耗清單[18]

Table 5Source consumption list of pipeline

原材料名稱(chēng)單位消耗量/g總消耗量/kg原材料名稱(chēng)單位消耗量/g總消耗量/kg

生鐵1 50061 0425鐵錳礦2497668

石灰石1 70069 1815白云石1456973

氧68027 6726氟石13529035

原油1506 10425水34 0001 383 630

323環(huán)境排放清單西咸國(guó)際機(jī)場(chǎng)貨運(yùn)中心空調(diào)系統(tǒng)環(huán)境排放包括了兩部分，生產(chǎn)管材所用電能在生產(chǎn)過(guò)程中的排放和鋼材生產(chǎn)過(guò)程中的排放。電能在生產(chǎn)過(guò)程中的排放參考表2的數(shù)據(jù)，管道生產(chǎn)過(guò)程電能消耗總量查表4，將兩部分排放量相加列于表6。

表6管道系統(tǒng)總排放量

Table 6Total emissions of piping system

環(huán)境排放物分類(lèi)污染物生產(chǎn)1 kg鋼材排放量/g生產(chǎn)管道鋼材產(chǎn)生的總排放量/kg生產(chǎn)電能產(chǎn)生的總排放量/kg排放量總計(jì)/kg

廢氣排放

CO1104 47645677845 15429

CO28 200333 699279 0596612 7586

SOx512 0754452 52214 597545

NOx16651121 275581 9267

碳?xì)浠衔?977320 577320 5

甲烷18008732836732836

H2S00873540354

HCL08743556735567

排入水體的污染物

懸浮物120544905384 90538

NH40994028840288

COD0282114767619076

BOD0005020350203 5

酚0005020350203 5

Na+0381546415464

固體廢棄物

礦渣3 980161 96610004161 9661

工業(yè)混合固廢87035 4046535 40465

粉塵、灰塵29512 0050252 3345914 33962

通過(guò)分析各排放物來(lái)源，了解到CO2主要來(lái)源于管道系統(tǒng)耗材的生產(chǎn)，占545%，其次是工藝過(guò)程（電能消耗），占455%。其它排放物（如和SOX）也有類(lèi)似情況。因此，降低鋼材生產(chǎn)燃料耗費(fèi)和工藝中電能的消耗是減少CO2、CO等主要廢氣的重要途徑，即需要通過(guò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面的改進(jìn)和生產(chǎn)工藝技術(shù)的改進(jìn)，使得管道耗材量和生產(chǎn)耗電量降低。水體污染物主要是懸浮物，占所有排入水體污染物的985%，從來(lái)源看，主要來(lái)源于鋼材生產(chǎn)。固體廢棄物量也相當(dāng)大，從來(lái)源看，工藝過(guò)程的礦渣量占固體廢棄物總量的765%，且?guī)缀?00%的礦渣都來(lái)源于鋼材生產(chǎn)過(guò)程。如何控制鋼材生產(chǎn)過(guò)程中礦渣排放以及回收處理和再利用是值得注意的問(wèn)題。

4生命周期影響評(píng)價(jià)

為了直觀表示西咸國(guó)際機(jī)場(chǎng)貨運(yùn)中心空調(diào)系統(tǒng)生命周期內(nèi)對(duì)資源及環(huán)境的影響，要對(duì)清單分析結(jié)果進(jìn)行影響評(píng)價(jià)，得到資源耗竭系數(shù)以及環(huán)境影響負(fù)荷，并分析評(píng)價(jià)結(jié)果。資源與能源的利用主要涉及油及電的消耗，把能源消耗量（電能）合并到資源消耗量中，綜合為資源耗竭系數(shù)，將所有環(huán)境排放物綜合統(tǒng)計(jì)為環(huán)境影響負(fù)荷，根據(jù)本系統(tǒng)特點(diǎn)[12]，該空調(diào)工程生命周期影響類(lèi)型見(jiàn)表7。具體的標(biāo)準(zhǔn)化基準(zhǔn)的選定和單位見(jiàn)表8，影響評(píng)價(jià)計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表9。

計(jì)算參數(shù)基準(zhǔn)化標(biāo)準(zhǔn)[12]權(quán)重確定[12]單位

資源耗竭系數(shù)1990年全球人均消耗量依據(jù)資源可供應(yīng)時(shí)長(zhǎng)和總量確定標(biāo)準(zhǔn)人當(dāng)量

環(huán)境影響負(fù)荷1990年全球總排放量與總?cè)丝跀?shù)之比采用目標(biāo)控制法確定（1990年數(shù)據(jù)與2000年數(shù)據(jù)之比）標(biāo)準(zhǔn)人當(dāng)量

從表9看出，在資源耗竭方面，西咸國(guó)際機(jī)場(chǎng)貨運(yùn)中心空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程占據(jù)了整個(gè)生命周期資源（能源）消耗的798%；在環(huán)境排放方面，空調(diào)運(yùn)行階段占據(jù)了整個(gè)生命周期環(huán)境排放負(fù)荷的945%。因此，在這一類(lèi)典型耗能項(xiàng)目的管理過(guò)程中，除了適當(dāng)改進(jìn)生產(chǎn)及工藝（即管道部分）過(guò)程的技術(shù)手段，降低生產(chǎn)過(guò)程中的能源消耗外，對(duì)于降低資源能源消耗和減少環(huán)境污染排放的需要，還是應(yīng)該考慮使用過(guò)程中階段（機(jī)組部分）的管理方法與技術(shù)的改進(jìn)。

5能源層次評(píng)價(jià)模型

按照層析分析法的思路，以西咸國(guó)際機(jī)場(chǎng)貨運(yùn)中心空調(diào)系統(tǒng)生命周期評(píng)價(jià)為范例，建立全新的能源利用層次評(píng)價(jià)模型，并進(jìn)行一致性檢驗(yàn)及分析。該模型的來(lái)源主要借鑒了機(jī)電產(chǎn)品的評(píng)價(jià)方法和汽車(chē)產(chǎn)品的層次模型結(jié)構(gòu)，所做的改進(jìn)是將生命周期評(píng)價(jià)的結(jié)果——資源耗竭系數(shù)和環(huán)境影響負(fù)荷作為重要的評(píng)定指標(biāo)，結(jié)合能源項(xiàng)目的特點(diǎn)對(duì)模型結(jié)構(gòu)進(jìn)行更新，對(duì)能源利用過(guò)程按照全生命周期進(jìn)行劃分，建立層次結(jié)構(gòu)模型。西咸國(guó)際機(jī)場(chǎng)貨運(yùn)中心空調(diào)系統(tǒng)研發(fā)與評(píng)價(jià)采用層次分析法構(gòu)建一種四層次的評(píng)價(jià)模型[22]。從環(huán)境影響指標(biāo)、技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)三個(gè)角度出發(fā)分析[23]。將西咸國(guó)際機(jī)場(chǎng)貨運(yùn)中心空調(diào)系統(tǒng)能源利用過(guò)程的全生命周期分為產(chǎn)品加工生產(chǎn)、能源利用（實(shí)際工程項(xiàng)目）、工程項(xiàng)目的報(bào)廢階段。目標(biāo)層為能源利用評(píng)價(jià)；準(zhǔn)則層分為環(huán)境屬性、資源能源屬性、經(jīng)濟(jì)屬性和技術(shù)屬性；在子準(zhǔn)則層中將所有環(huán)境屬性合并為環(huán)境影響負(fù)荷（生命周期評(píng)價(jià)結(jié)果），將一部分資源能源屬性合并為資源耗竭系數(shù)（生命周期評(píng)價(jià)結(jié)果）；最底層是方案層，分列各種能源利用方案。具體層次結(jié)構(gòu)劃分如圖4所示。其中需要說(shuō)明的是，模型評(píng)價(jià)指標(biāo)均來(lái)自于對(duì)空調(diào)系統(tǒng)整個(gè)生命周期的資源能源消耗和環(huán)境影響的調(diào)查計(jì)算所得，所選取的指標(biāo)也在環(huán)境屬性、資源能源屬性以及經(jīng)濟(jì)技術(shù)屬性等方面比較有針對(duì)性。例如，環(huán)境影響負(fù)荷這一生命周期參數(shù)主要體現(xiàn)了空調(diào)系統(tǒng)在整個(gè)生命周期內(nèi)對(duì)于環(huán)境造成的影響，可以較為完整的代表環(huán)境屬性；生命周期內(nèi)的設(shè)備利用率是反映空調(diào)系統(tǒng)整個(gè)生命周期內(nèi)所有涉及到的設(shè)備整體的綜合利用情況的參數(shù)，可以體現(xiàn)模型中經(jīng)濟(jì)屬性的部分。其他模型指標(biāo)也類(lèi)似。

建立構(gòu)造各層次所有的判斷矩陣，準(zhǔn)則層B判斷矩陣為A；子準(zhǔn)則層C中，包涵8個(gè)元素，對(duì)應(yīng)其上層元素分別構(gòu)建判斷矩陣。環(huán)境屬性只有一個(gè)元素。資源能源屬性、經(jīng)濟(jì)屬性和技術(shù)屬性都有兩個(gè)以上元素，對(duì)其構(gòu)建比較矩陣為B2、B3、B4，原則還是通過(guò)專(zhuān)家的比較意見(jiàn)以及對(duì)各元素的打分情況。分別計(jì)算判斷矩陣的層次單排列，即計(jì)算判斷矩陣最大特征值對(duì)應(yīng)的歸一化后的特征向量，并進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，得矩陣A、B2、B3、B4的CR均≤01，判斷矩陣的一致性。

基于西咸國(guó)際機(jī)場(chǎng)貨運(yùn)中心空調(diào)系統(tǒng)這一典型能源消耗工程全生命周期評(píng)價(jià)的剖析過(guò)程，從全生命周期的角度出發(fā)，按照層次分析法對(duì)能源利用過(guò)程的諸多因素進(jìn)行了歸類(lèi)分層，在使用過(guò)程中，針對(duì)一種或者一組能源的利用，按照其全生命周期過(guò)程，對(duì)從勘探生產(chǎn)到工程報(bào)廢所有生命周期重要階段均按照該模型層次進(jìn)行評(píng)價(jià)，通過(guò)進(jìn)行生命周期影響評(píng)價(jià)及經(jīng)濟(jì)、技術(shù)評(píng)價(jià)，得到準(zhǔn)則層C的所有指標(biāo)，參考全生命周期的資源耗竭系數(shù)和環(huán)境影響負(fù)荷最終對(duì)類(lèi)似于西咸國(guó)際機(jī)場(chǎng)貨運(yùn)中心空調(diào)系統(tǒng)這樣的能源利用工程隨時(shí)進(jìn)行管理方法與技術(shù)的改進(jìn)，優(yōu)化能源利用項(xiàng)目全生命周期的運(yùn)行，為能源利用的合理性評(píng)價(jià)提供理論依據(jù)。

圖4基于西咸國(guó)際機(jī)場(chǎng)貨運(yùn)中心空調(diào)系統(tǒng)的能源利用層次評(píng)價(jià)模型

Fig.4Hierarchical evaluation model of energy utilization based on central air conditioning system of Xi anXianyang international airport

6結(jié)論

通過(guò)生命周期方法進(jìn)行能源消耗項(xiàng)目——西安咸陽(yáng)國(guó)際機(jī)場(chǎng)貨運(yùn)中心空調(diào)工程案例剖析，建立了新的能源利用層次評(píng)價(jià)模型。通過(guò)空調(diào)工程各種資源消耗值和環(huán)境影響潛值案例分析，明確了利用全生命周期影響評(píng)價(jià)量化剖析耗能項(xiàng)目的方法。并從全生命周期的角度為能源市場(chǎng)和可再生能源政策的制定提出建議。

1）在能源的勘探與開(kāi)采階段，加大模型環(huán)境和技術(shù)屬性的評(píng)判權(quán)重，確保較小的環(huán)境影響負(fù)荷；在資源耗竭系數(shù)方面，針對(duì)每一種能源資源制定長(zhǎng)期（幾十年甚至更遠(yuǎn)）的開(kāi)采計(jì)劃，確保合理的資源耗竭系數(shù)。在能源利用項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程，加大模型中資源能源屬性及經(jīng)濟(jì)屬性的權(quán)重。對(duì)典型的耗能項(xiàng)目按其資源能源屬性及經(jīng)濟(jì)屬性評(píng)估，確立優(yōu)先采用的能源類(lèi)型。在工程報(bào)廢階段，加大模型中環(huán)境、資源能源屬性的權(quán)重。通過(guò)對(duì)環(huán)境影響負(fù)荷等準(zhǔn)則層C中的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算評(píng)估，確定各種耗能項(xiàng)目合理的報(bào)廢年限。

2）某種能源和可再生能源的利用過(guò)程中，不僅看某一過(guò)程是否符合環(huán)境和資源等要求，應(yīng)該按照能源利用層次評(píng)價(jià)模型，從全生命周期角度出發(fā)，建立長(zhǎng)效的監(jiān)控機(jī)制，對(duì)整個(gè)能源生命過(guò)程參照上述工程范例從勘探開(kāi)采、實(shí)施利用以及報(bào)廢的整個(gè)過(guò)程進(jìn)行生命周期影響評(píng)價(jià)，并隨時(shí)進(jìn)行管理方法與技術(shù)的改進(jìn)，優(yōu)化能源利用項(xiàng)目全生命周期的運(yùn)行。

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