引言整体卫浴是随着国内装配式建筑的发展而出现的，是装配式建筑的重要组成部分，是促进我国建筑产业转型升级，实现高能效、高质量发展的关键一环［1］。装修传统卫生间时，需耗用大量的水泥、瓷砖、建筑胶等多种高能耗、高污染材料。而生产整体卫浴所用的SMC（sheet molding compound）构件［2］是一种新型建筑材料，其生产工艺具有操作简便、自动化程度高等优点。因此，整体卫浴在生产过程中可以大量减少传统高能耗及高污染材料的使用，具有显著的节能减排效益［3-4］。但目前，对SMC构件在生产过程中能耗及碳排放的研究并不深入，难以准确量化整体卫浴的节能减排量。因此，通过实际测算确定了苏州某整体卫浴工厂防水盘、壁板以及顶板的生产能耗及碳排放因子，并对影响构件生产能耗的因素以及整体卫浴的节能减排效益进行了分析。1测试1.1测算边界及方法对苏州某整体卫浴工厂SMC构件生产能耗（生产单位面积构件的能耗）及碳排放因子（生产单位面积构件的产生的碳排放）进行了测算。从SMC片料进入工厂开始，直至构件生产完成后运出工厂。在这期间所有参与生产及加工的设备在运行过程中所产生的能耗碳排放量都需要进行测算［5］。SMC构件的生产流程为：锅炉加热导热油，通过油泵将导热油输送至模压机进行换热，使模压机处于高温状态后对SMC片料进行压制，导热油则返回锅炉内再次被加热。对压制成型的构件进行加工处理，达到使用要求后送入仓库。根据构件的生产流程，对该工厂布置了3个测点：（1）燃气锅炉房。该测点用于测量燃气锅炉房用电设备每日的用电量以及燃气锅炉每日的燃气消耗量。（2）模压车间。该测点用于测量模压机每日的耗电量。（3）加工车间。该测点用于测量加工车间内所有设备的用电量。每个测点均配有电表或燃气表可对能源消耗量进行测量。每个测点处的加工生产量及构件参数需人工进行统计。分别在冬季（测试W）和夏季（测试S）对苏州某整体卫浴工厂的生产量、燃气消耗量和电量进行测量，并计算出两次测试中单位面积构件的平均生产能耗及碳排放因子［6］，选取生产能耗最接近平均值的一类构件作为研究对象，将两次测试中该类构件的单位面积生产能耗与生产量、环境温度分别进行对比，分析影响生产能耗的因素。1.2理论计算公式根据实际测量情况，得出SMC构件生产能耗的计算公式［7-8］：E=βd(Pe1+Pe2+Pe3)+βqv (1)式中：E——生产某类SMC构件的能耗量，千克标准煤/m2；Pe1——模压机生产单位面积SMC构件的耗电量，kWh/m2；Pe2——加工设备加工单位面积SMC构件的耗电量，kWh/m2；Pe3——锅炉房用电设备生产单位面积SMC构件的耗电量，kWh/m2；v——燃气锅炉生产单位面积SMC构件的燃气消耗量，m3/m2；βd——电能与标准煤的折算系数，取0.123千克标准煤/kWh；βq——天然气与标准煤的折算系数，取1.330千克标准煤/m3。Pei=Eei/Ai (2)式中：Pei——当日生产单位面积某类SMC构件第i步工艺耗电量，kWh/m2；Eei——当日生产某类SMC构件第i步工艺耗电量，kWh；Ai——当日第i步工艺生产某类SMC构件的面积，m2。v=V/A (3)式中：V——当日锅炉房的燃气总消耗量，m3；A——当日生产SMC构件的总面积，即生产量，m2。碳排放因子的计算：C=Ed(Pe1+Pe2+Pe3)+Eqv (4)式中：C——生产某类SMC构件的碳排放因子，kgCO2/m2；Eq——天然气的碳排放因子，取2.360 kgCO2/m3；Ed——电能的碳排放因子，取0.703 kgCO2/kWh；经计算Pe2的能耗量约占总能耗的0.17%～0.25%，可忽略不计。2结果与分析2.1数据处理结果整体卫浴所使用的SMC构件可分为防水盘、壁板以及顶板3类。两次测试中各类构件的平均能耗数据误差均小于10%，可认为测试数据均准确、有效。两次的测算平均值如表1所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.01.002.T001表1SMC构件的生产能耗及碳排放因子各类构件的测算平均值模压能耗/（千克标准煤/m2）锅炉房用电设备能耗/（千克标准煤/ m2）锅炉能耗/（千克标准煤/ m2）E/（千克标准煤/ m2）C/（kgCO2/m2)防水盘测试W0.1600.0600.4630.6831.844测试S0.1470.0630.4130.6231.681平均值0.1540.0610.4380.6531.762壁板测试W0.1590.0890.7330.9812.649测试S0.1430.0910.6880.9232.493平均值0.1510.0900.7110.9522.571顶板测试W0.1590.0520.4160.6271.694测试S0.1440.0560.3880.5881.587平均值0.1510.0540.4020.6081.640由表1可以看出，燃气锅炉的能耗约占SMC构件单位面积生产总能耗的70%，其次是模压机能耗约占20%，锅炉房用电设备产生的能耗占比最小约10%。由于燃气锅炉的能耗占构件生产能耗的比例最大，因此，影响构件单位面积耗气量的因素，也将对构件的生产能耗产生较大影响。2.2生产能耗影响因素选择最接近3类构件生产能耗平均值的防水盘作为研究对象，分析影响防水盘单位面积耗气量的因素。（1）生产量。将两次测试中防水盘的生产量，燃气消耗量以及单位面积耗气量的数据汇总，具体如图1所示。图1不同测试条件下防水盘生产量、总耗气量和单位面积耗气量之间的关系10.3969/j.issn.1004-7948.2021.01.002.F001(a)测试W10.3969/j.issn.1004-7948.2021.01.002.F002(b)测试S由图1 可知，燃气消耗量和防水盘单位面积耗气量均随着生产量的改变而改变。燃气消耗量与生产量的变化趋势一致。生产量的变化范围在50%以内时，防水盘单位面积耗气量与生产量的变化趋势相反。当生产量的变化范围大于50%时，防水盘单位面积耗气量与生产量的变化趋势相同。其原因是：当防水盘的生产量减小时，模压机与导热油之间的总换热量也会随之减小，使导热油的温度降减小，因此，当导热油返回锅炉再次被加热至高温时所需的燃气量也将减小，但生产量的减小范围在50%以内时，锅炉的功率不会改变，所以燃气消耗量的变化并不明显。由式（3）可知，单位面积耗气量会随生产量的减小而增大。当生产量的减小程度大于50%时，锅炉会降低功率，使燃气消耗量产生明显的降低，从而使单位面积耗气量减小。当生产量增大时，防水盘单位面积耗气量的改变与上述情形相反。（2）环境温度。将两次测试中防水盘的单位面积耗气量及环境温度汇总，具体如图2所示。图2不同测试条件下防水盘单位面积耗气量与环境温度的关系10.3969/j.issn.1004-7948.2021.01.002.F003(a)测试W10.3969/j.issn.1004-7948.2021.01.002.F004(b)测试S由图2可知，单位面积耗气量会随着环境温度的升高而降低，并且夏季防水盘单位面积耗气量的平均值比冬季小。其原因是：环境温度越高，将环境温度下的模压机加热到工作温度所需的热量越少，进而燃气的消耗量就越小，由式（3）可知，防水盘单位面积耗气量随着燃气消耗量的降低而减小。在环境温度相同时，防水盘的单位面积耗气量仍会产生较为明显的改变，这说明生产量对构件生产能耗的影响程度要大于环境温度。综合上述对构件生产能耗影响因素的分析可知，构件的生产能耗受生产量及环境温度共同影响且生产量对构件生产能耗的影响程度大于环境温度。若该工厂能够合理安排一年的生产计划，在夏季尽可能地提高生产量，在冬季相应减少生产量，可以最大程度地降低构件生产能耗，提高能源利用效率，达到节能减排的目的。2.3整体卫浴节能减排效益分析以面积为2.8 m2（2.0 m×1.4 m），高2.2 m的卫生间为例，分别计算传统卫生间和整体卫浴在生产过程中的能耗及碳排放。本例中，对于传统卫生间主要计算瓷砖与PVC吊顶在生产过程产生的能耗与碳排放，瓷砖与PVC吊顶的单位产品综合生产能耗分别按《建筑卫生陶瓷单位产品能源消耗限额》［9］和《聚氯乙烯树脂单位产品能源消耗限额》［10］中的能耗先进值进行计算，整体卫浴的能耗碳排放以构件生产能耗与碳排放因子为标准进行计算，计算结果汇总如表2所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.01.002.T002表2整体卫浴与传统卫生间的能耗碳排放卫生间种类能耗/千克标准煤碳排放/kgCO2整体卫浴16.9845.85传统卫生间58.24157.25计算结果表明：与装修传统卫生间相比，生产整体卫浴可减少能耗41.26 千克标准煤，降低碳排放111.40 kgCO2，节能减排量约为70%。3结语（1）苏州某整体卫浴工厂生产单位面积的防水盘、壁板以及顶板的能耗分别为：0.653 千克标准煤/m2、0.952 千克标准煤/m2、0.608 千克标准煤/m2；碳排放因子为：1.762 kgCO2/m2、2.571 kgCO2/m2、1.640 kgCO2/m2。锅炉的能耗约占SMC构件生产能耗的70%，其次是模压机能耗约占20%，锅炉房用电设备的能耗占比最小约10%。（2）SMC构件的生产能耗受生产量及环境温度共同影响且生产量对构件生产能耗的影响程度大于环境温度。（3）以面积2.8 m2、高2.2 m的卫生间为例，与装修传统卫生间相比，生产整体卫浴可减少能耗41.26 千克标准煤，降低碳排放111.40 kgCO2，节能减排量约为70%。