建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能改造實(shí)測(cè)研究

時(shí)間:2022-06-22 04:24:26

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建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能改造實(shí)測(cè)研究

摘要:以安順市五棟測(cè)試建筑為研究對(duì)象,改變建筑的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能參數(shù),運(yùn)用DeST-h能耗模擬軟件進(jìn)行模擬計(jì)算,根據(jù)實(shí)測(cè)房間內(nèi)的溫濕度及房間供暖耗電量,計(jì)算得出不同圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能效果。實(shí)驗(yàn)表明,通過降低外墻傳熱系數(shù)測(cè)試建筑的節(jié)能率為29.969%~47.624%,耗電量降低2560.9kW~4757.9kW。模擬計(jì)算及實(shí)驗(yàn)均得出,提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫效果,供暖耗電量減少,居住環(huán)境也相應(yīng)改善。

關(guān)鍵詞:溫和地區(qū),圍護(hù)結(jié)構(gòu),節(jié)能,DeST-h

安順位于貴州省中西部,屬于高原型濕潤(rùn)亞熱帶季風(fēng)氣候,年平均氣溫14℃,年平均相對(duì)濕度80%,年平均風(fēng)速2.4m/s,氣候分區(qū)屬典型的溫和地區(qū)。隨著JGJ475—2019溫和地區(qū)居用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施,溫和地區(qū)開展居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)正式執(zhí)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。本文通過建立在安順的五棟實(shí)驗(yàn)建筑,具有相同建筑面積、窗墻比、朝向,改變建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能,研究不同建筑冬季供暖的節(jié)能效果。

1測(cè)試建筑概況

通過修建的五棟節(jié)能對(duì)比測(cè)試房,開展了建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能效果的實(shí)驗(yàn)研究。對(duì)比測(cè)試房具有相同建筑面積、相同外窗朝向、相同窗墻比,測(cè)試時(shí)設(shè)定相同室溫,通過實(shí)測(cè)不同圍護(hù)結(jié)構(gòu)條件下對(duì)比測(cè)試房冬季供暖耗電量,分析測(cè)試房供暖節(jié)能效果。測(cè)試房如圖1,圖2所示,測(cè)試房外圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工參數(shù)見表1。其中1號(hào)樓結(jié)構(gòu)形式為磚混結(jié)構(gòu),2號(hào)~5號(hào)樓結(jié)構(gòu)形式均為鋼筋混凝土異形柱結(jié)構(gòu)。1號(hào)樓圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用粘土磚加單玻窗,代表20世紀(jì)80年代~90年代普通住宅,稱基礎(chǔ)建筑;2號(hào)樓代表節(jié)能50%住宅;3號(hào)、4號(hào)樓代表節(jié)能65%的不同構(gòu)造形式的住宅,其中3號(hào)樓為加氣混凝土外墻構(gòu)造,4號(hào)樓為自保溫砌塊外墻構(gòu)造;5號(hào)樓代表節(jié)能75%住宅。

2測(cè)試方案

2.1測(cè)試建筑節(jié)能效果模擬計(jì)算。以1號(hào)為基礎(chǔ)建筑,改善圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫效果,運(yùn)用DeST-h軟件分別模擬計(jì)算建筑在不同圍護(hù)結(jié)構(gòu)條件下的能耗值,得出不同圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工參數(shù)條件下全年節(jié)能效果最優(yōu)的方案,最優(yōu)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工參數(shù)及節(jié)能率如表2所示。2.2測(cè)試建筑供熱設(shè)計(jì)。為驗(yàn)證測(cè)試建筑的節(jié)能效果,測(cè)試建筑內(nèi)設(shè)置地板輻射供暖,房間內(nèi)采用加熱電纜地面輻射供暖方式。臥室、客廳室內(nèi)供暖設(shè)計(jì)溫度均為18℃。地暖管敷設(shè)間距為200mm,管徑20。各房間鋪設(shè)加熱電纜安裝功率見表3。冬季供暖運(yùn)行模式設(shè)為自動(dòng)模式,冬季供暖設(shè)定室內(nèi)溫度為18℃,溫控器精度為0.5℃。實(shí)驗(yàn)時(shí),客廳室內(nèi)的燈全天開啟,室內(nèi)無人。2.3測(cè)試相關(guān)儀器實(shí)驗(yàn)過程中采用的儀器及相關(guān)說明如表4所示。

3測(cè)試效果對(duì)比分析

3.1測(cè)試建筑內(nèi)部溫濕度對(duì)比。測(cè)試建筑在11月15日~次年3月15日(合計(jì)120d)的溫濕度記錄數(shù)據(jù)表明:測(cè)試建筑室內(nèi)溫度范圍為18.7℃±1.5℃,相對(duì)濕度范圍為57%±12%。其中1號(hào)建筑室溫在18.2℃±3.4℃之間,相對(duì)濕度在52%±13%之間,相比較而言,室溫比采取節(jié)能措施的四棟測(cè)試建筑略低且溫度波動(dòng)更大,同時(shí)1號(hào)建筑室內(nèi)相對(duì)濕度波動(dòng)也最大。室內(nèi)溫度及相對(duì)濕度變化幅度從2號(hào)~5號(hào)建筑依次減小。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)表明改善建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫性能,室內(nèi)溫濕度會(huì)更均勻。保溫效果越好,室內(nèi)相對(duì)濕度相對(duì)較低。實(shí)測(cè)表明,設(shè)計(jì)相同節(jié)能效果的建筑,采用自保溫砌塊的4號(hào)樓室內(nèi)平均溫度比3號(hào)樓平均溫度高0.3℃,可見,自保溫砌塊相對(duì)空心砌塊加保溫材料方式保溫效果更好。3.2測(cè)試建筑耗電量對(duì)比。由圖3可知,1號(hào)建筑保溫性能最差,在冬季達(dá)到同樣室內(nèi)溫度條件下,供暖用電量也最大,5號(hào)建筑保溫性能最優(yōu),因此供暖耗電量也最低;即保溫效果越好的建筑,供暖期間耗電量越低。同屬于節(jié)能65%的3號(hào)樓和4號(hào)樓,與基礎(chǔ)建筑相比,采用自保溫砌塊的4號(hào)樓比采用加氣混凝土砌塊加保溫的3號(hào)樓節(jié)能率高10.293%,可見自保溫砌塊的保溫性能優(yōu)于砌塊加保溫材料的形式。

4結(jié)語

1)實(shí)測(cè)表明,提高建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能,冬季可減少供暖耗電量。2)模擬與實(shí)測(cè)表明,50%節(jié)能率的住宅其實(shí)際圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能率為29.969%,65%節(jié)能率的住宅圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能率分別為30.885%(3號(hào)建筑)和41.178%(4號(hào)),75%節(jié)能率的住宅圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能率為47.624%。3)實(shí)測(cè)表明采用自保溫砌塊的保溫性能優(yōu)于砌塊加保溫材料的形式。

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作者:郭銳 單位:貴州省建筑設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司