寒冷地区既有居住建筑节能改造分析论文_韩莹

摘要：以唐山市某一小区住宅改造工程为例，简单分析了北方寒冷地区既有居住建筑节能改造的节能效果。依据实际改造的过程与具体方案，利用DeST-h软件对住宅进行建模并计算，对外墙和屋顶进行了节能改造，分析该建筑改造前、后的节能效果。结果表明：通过对外墙和屋面的保温处理，可以有效地降低建筑物的热负荷，降低供暖的成本，节约资源。

关键词：寒冷地区，围护结构，热负荷，节能改造

1 引言

我国是一个能源消耗大国，消耗的能源量大概占全球总量的11%，位居世界第二位。根据《中华人民共和国2018年国民经济和社会发展公报》统计数据显示，我国2018年全国能源消费总量46.4亿吨标准煤，比上年增长3.3%。我国的建筑能耗从1978年占总能耗的10％，目前已上升到30％左右[1]。

我国目前现存大量既有居住建筑，其中大多数为老旧的高能耗建筑，在建造过程中使用的围护结构保温性能差，在运行过程中供暖热工性能低，诸多原因导致了既有建筑的节能效果差，造成能源的浪费，已经无法满足我国现阶段65%的节能标准[2]。目前仅在北方采暖地区，就有约30亿m2的既有居住建筑急需进行综合节能改造。由此可见，必须全力推动我国既有居住建筑节能改造工作的开展。

2建筑模型的建立

对建筑进行节能改造，主要对其中负荷较大的部分进行改造，主要手段是通过对外墙及屋面加装保温材料减小传热系数，减小冬季室内的热负荷，从而达到对建筑运行阶段节能的目的。在部分研究学者的研究过程中，使用能耗模拟软件对所要改造的建筑进行模型的建立，可以对建筑全年各时段的能耗进行计算，通过模拟的手段对建筑进行改造，对相应部分添加保温材料等，计算改造后的运行能耗，对比研究方案的节能效果[3-4]。

文中模拟的建筑为唐山市某小区住宅，地处气候分区为寒冷A区，本文选取小区其中一栋典型建筑进行模拟分析。该建筑为三层住宅楼，层高为2.8m，每栋三个单元，一梯三户，朝向为正南，该栋总建筑面积为1605.75m，改造前建筑结构为普通砖混结构。该小区住宅为唐山市上世纪末常见户型，包括两个卧室、一个卫生间、一个厨房，每单元三个户型为两个南北通透卧室户型和一个全南面卧室户型。

利用DeST-h绘制住宅的二维模型，对绘制完成的模型进行建筑计算预处理，根据该建筑施工说明中选定的门、窗、外墙等建筑材料型号，设定模型中的门、窗、外墙等结构的具体参数，以保证模型的真实与准确性。对每个房间进行编号，准确设定每个房间的房间职能，进行改造前房间负荷计算，进而对住宅负荷进行改造前分析。

3 项目改造概况

本工程根据唐山市人民政府办公厅唐政办【2018】73号文件已于2019年完成了实际的节能改造。本次改造在不改变原建筑结构体系的前提下，对外围护结构进行节能改造，改善室内热环境，不涉及主体结构，不降低原有建筑的安全度。本次改造主要对住宅建筑的外墙和屋顶进行节能改造，不对外窗进行改造。改造后的建筑能效水平比改造前提升不低于30%。具体的改造方案为：（1）外墙做新保温，采用外墙外保温系统，提升保温性能。外墙采用50mm厚聚苯保温材料 ，燃烧性能为B1级；（2）屋面在不拆除原有防水层及保护层的基础上，直接铺加保温层及防水层，保温材料采用50mm挤塑聚苯板，燃烧性能为B1级。表1示出了围护结构选用保温材料和墙体材料热工性能要求。

4 建筑物全年热负荷模拟计算

4.1 建筑模拟计算

利用DeST-h软件对上述住宅模型建模并进行模拟计算。供暖期根据唐山市实际供暖周期设定，为11月15日到次年的3月15日，共120天。供暖期间，房间室内温度设定为18℃，楼梯间温度设定为16℃。参数设定完成后，进行住宅负荷分析。

4.2 改造前、后节能效果分析

通过对建筑改造前、后供暖期间热负荷的模拟计算，改造前该住宅全年累计热负荷为11690.85kW.h，改造后全年累计热负荷变为7014.49 kW.h，热负荷直接减少了40%，如图1所示。由于外围护结构的节能改造，使节能效果达到了30%以上，符合了节能的要求。

图1 改造前后全年累计热负荷

5 结论

本文以唐山市实际改造案例为基础，运用DeST-h软件对实际建筑建模并进行热负荷的模拟计算。利用保温材料聚苯板和挤塑聚苯板对外墙和屋顶进行了外保温处理，对比改造前、后的节能效果，相比改造前，全年累计热负荷减少了4676.36 kW.h，改造后的建筑节能效果达到了40%，节能效果十分明显。结果表明，外围护结构的改造，是既有居住建筑节能改造的重要环节，对节能效果的影响十分明显。通过对外围护结构的节能改造，可以降低供暖能耗，降低供暖的成本，减少浪费，节约资源。

参考文献：

[1]中华人民共和国2018年国民经济和社会发展统计公报[J].中国统计,2018.

[2]中华人民共和国住房和城乡建设部.JGJ26－86 民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）[s].北京:中国建筑工业出版社,1986.

[3]Xin, Liu, Yan, Ding, Yujia, Tong,等. Research on the evaluation system for heat metering and existing residential building retrofits in northern regions of China for the 12th five-year period[J]. Energy, 77:898-908.

[4]周小慧. 基于DeST-h的东北严寒地区低能耗村镇住宅围护结构优化设计[D].哈尔滨工业大学,2015.

论文作者:韩莹

论文发表刊物:《建筑实践》2019年第38卷第18期

论文发表时间:2020/1/14

标签：建筑论文;  节能论文;  负荷论文;  唐山市论文;  外墙论文;  住宅论文;  结构论文;  《建筑实践》2019年第38卷第18期论文;