农村既有居住建筑节能改造能耗模拟

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［摘要］本文采用DeST-h建筑能耗模拟软件，建立成都地区农村既有居住建筑原型建筑、参照建筑和围护结构各单项节能改造后的模型，并进行能耗及节能效率的计算和对比分析，对成都地区农村既有居住建筑节能改造指导具有一定的参考意义。

［关键词］建筑节能；建筑能耗

引言

随着我国经济的迅速增长，人民物质生活水平日益改善，农村既有居住建筑能耗占比越来越高，然而农村既有居住建筑节能利用却很低，对农村既有居住建筑进行节能改造，提高农民生活舒适性显得越来越重要[1]。

1Dest-h软件简介

在DeST的基础上，DeST-h是清华大学专为居住建筑产业单独开发的能耗模拟分析软件[2]。其优点如下：DeST-h采用了“全工况分析”和“分阶段模拟”的概念；房间内扰和系统参数采用房间功能类型来定义；采用被动式的设计方法。对新的构件用户可自由定义；考虑了通风、辐射遮阳等因素。

2成都地区农村既有居住建筑建筑概况

本文通过问卷调查，共调查238户成都周边村落的农村既有居住建筑。从实际调研中，该地区多数建筑结构形式为自建独栋的砖混结构，有少数木结构，设计简单朴实，一层一般布置卧室和堂屋，主体一侧布置卫生间、厨房和猪圈等辅助建筑。二层主要布置主卧室和起居室等。本文采用较普遍的农村既有居住建筑结构形式作为模型的选取，即一栋二层的砖混结构建筑，北南朝向，建筑总面积约为200平方米，建筑长度约为16米，建筑宽度约为8米，层高分别为3.8米、3.2米，内外门为单层实体木制门，墙体为粘土砖加水泥砂浆，窗户尺寸为1.5米*1.5米，为单层玻璃窗，建筑屋顶为平屋顶混凝土结构。

3能耗模拟分析

3.1参数的设定

原型建筑参数指标。根据房间使用功能类型，设置人员、灯光等内扰指标。根据《农村居住建筑节能设计标准》室内计算温度夏季取30℃，冬季取8℃。室外设计参数根据软件计算得出的气象数据设定。参照建筑参数指标。因原型建筑的体形系数不能满足《四川居住建筑节能设计指标》的要求，调整参照建筑的指标满足规定的设置要求[3]。取外墙的传热系数为0.8W/（m2•K），屋面的传热系数为1.0W/（m2•K），外墙和屋面K值分别为1.8和1.0，外窗传热系数为3.2W/（m2•K），SC值为0.5。

3.2模拟计算结果分析

原型建筑模拟结果：全年累计负荷指标为88.22kw•h/m2，全年累计热负荷指标和冷负荷指标分别为73.45kw•h/m2和14.77kw•h/m2。参照建筑模拟结果：全年累计负荷指标为49.25kw•h/m2，全年累计热负荷指标和冷负荷指标分别为39.01kw•h/m2和10.24kw•h/m2。分析可知：从建筑能耗值对比上，原型建筑比参照建筑的能耗高很多，室内舒适度对比参照建筑较差。

3.3原型建筑改造模拟结果及分析

在原型建筑的基础上进行改进，其改进做法如下：屋顶（W1）：20mm水泥砂浆（外抹）+50mm膨胀聚苯板+20mm水泥砂浆+5mm沥青油毡+100mm钢筋混凝土屋面+20mm混合砂浆（内抹），传热系数0.729W/（m2•K）。屋顶（W2）：20mm水泥砂浆（外抹）+5mm沥青油毡+100mm钢筋混凝土屋面+20mm混合砂浆（内抹）+300mm空气+20mm木屑板，传热系数0.076W/（m2•K）。屋顶（W3）：40mm钢筋混凝土板+180mm通风空气间层20mm水泥砂浆（外抹）+5mm沥青油毡+100mm钢筋混凝土屋面+20mm混合砂浆（内抹），传热系数0.128W/（m2•K）。外墙（Q1）：20mm水泥砂浆（外抹）+30mm聚苯颗粒保温砂浆+20mm水泥砂浆+240mm粘土砖+20mm水泥砂浆，传热系数0.823W/（m2•K）。外墙（Q2）：120mm粘土砖+300mm空气+20mm水泥砂浆+240mm粘土砖+20mm水泥砂浆（仅东西向），传热系数0.074W/（m2•K）。外窗（C1）：Low-e中空玻璃（6+9+6），传热系数2.40W/（m2•K）。外窗（C2）：普通中空玻璃（6+12+6）传热系数3.11W/（m2•K）。外窗（C3）：粘贴透明聚酯薄膜（薄膜与窗玻璃形成15～20的空气隔层）窗框加密封条。遮阳（Z1）：南向设置窗口活动遮阳，出挑500mm，顶边距为0。在全年采暖空调能耗上，在屋顶改造中，空气层吊顶效果最好。在墙体改造中，外墙外保温和东西双向加120墙体节能效果较好。在窗户改造中，因农村既有居住建筑的窗户面积较大，外窗的热量交换量大，改进窗户的热工性能能有效的提高节能水平。从图6可知，在屋顶改造上，空气层吊顶屋面的空气处于密封，热阻值大，空气层吊顶屋面效果较好。在采暖能耗上，因建筑屋面和外墙的表面积较大，对天空的辐射散热敏感，屋面和墙面导热迅速，从而改造屋面和墙面后能显著提升节能效果。在空调能耗上，在屋顶改造中，通风隔热屋面的节能效果最好，因室外与通风隔热屋面空气流通，减少了屋面热量的累计。从图8可知，外围护结构单项改造中，外墙外保温和Low-e窗改造后的节能效果相对较好，遮阳改造后的节能效果最差。建筑各项围护结构改进后的全年采暖空调节能效果有限。

4结论

本文根据围护结构节能改造技术理论，采用DeST-h建筑能耗模拟软件，建立成都地区农村既有居住建筑原型建筑、参照建筑和围护结构各单项节能改造后的模型，进行能耗及节能效率的计算对比，分析其各自的优缺点，对成都地区农村既有居住建筑节能改造指导具有一定的参考意义。

参考文献

[1]中国建筑科学设计院.GBT50824-2013.农村居住建筑节能设计标准.[s].北京：中国建筑工业出版社，2012.

[2]清华大学DeST开发组.建筑环境系统模拟分析方法——DeST.[M].北京：中国建筑工业出版社，2005.

[3]王雪松，李荣.2010.重庆农村住宅外围护体系节能设计与改造的模拟分析.“低碳城市与建筑”首届中英高端论坛.2010.

[4]中国建筑科学设计院.DB51/5027-2012.四川省居住建筑节能设计标准.[s].北京：中国建筑工业出版社，2012.

作者:王凌云 岳龙 赵成林 王垚森 单位:西昌学院 中国市政工程中南设计研究总院有限公司 中江县住房和城乡规划建设局 南京知行电动汽车有限公司