【摘 要】結(jié)合重慶市的氣候特點(diǎn)，建立模型給出了重慶市既有建筑外墻節(jié)能改造選擇外保溫形式比較好，保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)越小保溫效果越好。

【關(guān)鍵詞】既有建筑；節(jié)能改造；外保溫

隨著世界人口增長和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，建筑及其運(yùn)行的資源消耗和環(huán)境效應(yīng)，對全球資源環(huán)境的影響日益顯著。減少建筑能耗和污染排放，節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)建筑與自然和諧共存，是全球面臨的共同課題。自20世紀(jì)70年代發(fā)生全球性的能源危機(jī)后，世界各國政府開始認(rèn)識(shí)到建筑能耗是能源消耗的一個(gè)重要組成部分，紛紛建立了自己的建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。如加拿大在1972年頒布了《新建筑節(jié)能法》；瑞典在1967年就制定了《住宅標(biāo)準(zhǔn)法》，并規(guī)定使用按照瑞典國家標(biāo)準(zhǔn)制造的材料配件來建造的住宅項(xiàng)目將獲得政府的貸款；日本早在1979年就頒布了住宅建筑保溫隔熱標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了建筑部分熱阻，并對所用的各種保溫材料規(guī)定了最小的限度。發(fā)達(dá)國家節(jié)能經(jīng)驗(yàn)表明，既有建筑物要比新建建筑物多得多，要使建筑節(jié)能取得較大實(shí)效就必須大力推動(dòng)既有建筑的節(jié)能改造，也就是重視建筑節(jié)能改造。

到1999年底，我國北方地區(qū)累計(jì)建成節(jié)能建筑1.3億平方米，其中達(dá)到節(jié)能率為50%標(biāo)準(zhǔn)的節(jié)能建筑為2215萬平方米，累計(jì)可節(jié)約能源675萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤。僅在1998年和1999年建成節(jié)能建筑2100萬平方米和3484萬平方米，但仍只占同期城市新建住宅的5.28%和7.92%。2001年，建設(shè)部頒布了《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ134-2001)，對我國夏熱冬冷地區(qū)的居住建筑，在建筑、熱工和暖通空調(diào)方面提出了節(jié)能措施，對采暖和空調(diào)能耗規(guī)定了控制指標(biāo)。2003年我國頒布了《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50019-2003)，根據(jù)我國建筑節(jié)能“十五”計(jì)劃和2015年規(guī)劃，到2010年，要在節(jié)能50%的節(jié)能建筑的基礎(chǔ)上，再節(jié)能25%，實(shí)現(xiàn)累計(jì)節(jié)能1.7億噸標(biāo)煤。我國的節(jié)能建筑正在由住宅建筑向民用建筑、公用建筑和工業(yè)建筑發(fā)展，由嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)向夏熱冬冷地區(qū)擴(kuò)展，還要由城市向鄉(xiāng)鎮(zhèn)拓展，更要由節(jié)能的低水平向高水平邁進(jìn)。要在我國很好地執(zhí)行上述國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)我國的建筑節(jié)能“十五”計(jì)劃和2015年規(guī)劃，就必須廣泛采用新型建筑材料和保溫節(jié)能材料，才能順利達(dá)到預(yù)期目的。

根據(jù)重慶市現(xiàn)有的城鎮(zhèn)化發(fā)展速度，每年將新增4000萬平方米建筑，如果按照新建建筑全面實(shí)施節(jié)能50%的標(biāo)準(zhǔn)，已建建筑總量25%的既有建筑實(shí)現(xiàn)節(jié)能50%的目標(biāo)計(jì)算，到2012末，每年就可節(jié)約電量26.32億千瓦時(shí)左右，折合標(biāo)煤約33萬噸左右，減少排出當(dāng)量CO2 318萬噸、SO2 2.41萬噸，NO2 1.01萬噸，使城鎮(zhèn)高峰用電負(fù)荷增長削減約45萬千瓦。由此可見，實(shí)施建筑節(jié)能帶來的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益都將十分明顯。

據(jù)2006年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，重慶市的房屋建筑面積已達(dá)3.38億平方米（不包括農(nóng)村居民自建房），但由于受認(rèn)識(shí)、機(jī)制、體制、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平等諸多方面的影響，95%以上的既有建筑未進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)，屬于高能耗建筑，室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量達(dá)不到最低的舒適度要求。隨著生活水平的提高，居民普遍采用空調(diào)降溫，電暖器采暖，能效比極低，能源浪費(fèi)很大，造成建筑能耗急劇增長。由2006年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)看出僅住宅及公共建筑的供暖空調(diào)能耗就達(dá)66.44億千瓦時(shí)左右，占重慶市全年總用電量的26%左右，在冬夏季節(jié)供熱和空調(diào)使用高峰期其用電量高達(dá)全市用電量的40%左右。在夏熱冬冷地區(qū)，住宅建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱量約占建筑物總能耗量的20%－30%，對于多層住宅建筑，外墻面積一般約占圍護(hù)結(jié)構(gòu)總面積的44%，因此減少外墻的能耗是降低建筑能耗的重要途徑之一。

重慶地處我國夏熱冬冷地區(qū)，其氣候特點(diǎn)是夏季高溫悶熱，冬季潮濕陰冷，居住舒適度差。最熱月平均溫度26－30℃，最冷月平均溫度4－8℃。重慶夏季以“火爐”著稱，極端最高氣溫38－40℃，部分地區(qū)甚至高達(dá)42、43℃，全市沿長江、嘉陵江和烏江兩岸海拔較低地區(qū)的高溫日數(shù)平均為30－40天，反映出重慶炎熱不僅強(qiáng)度大，而且持續(xù)時(shí)間長。盛夏7、8月是全年光照最強(qiáng)的季節(jié)，日照時(shí)數(shù)約占全年的40%左右，日照百分率達(dá)到50%。冬季的日照時(shí)數(shù)在全國日照分布圖上處于最少地區(qū)，1月日照時(shí)數(shù)僅30－50小時(shí)，不到可照時(shí)數(shù)的15%，12月（或1月）的陰天平均達(dá)20－23天。

重慶市的氣候特點(diǎn)對外墻體的節(jié)能改造提出了較高的要求，不僅要在冬季達(dá)到一定的保溫要求，又要在夏季能良好地隔熱，晚上利于散熱，以減少內(nèi)表面對室內(nèi)的熱輻射。外墻的節(jié)能改造一般來講有兩種方法:一是嚴(yán)格控制體型系數(shù)，減少傳熱面積；第二是增強(qiáng)外墻體的保溫、隔熱性能。對于重慶這種夏熱冬冷地區(qū)的既有住宅建筑來說，建筑物的體型系數(shù)、窗墻比、朝向等影響能耗的因素都已成定局，無法再重新設(shè)計(jì)。因此只能采用第二種方法。希望通過下面的模型選擇出合適的保溫形式：內(nèi)保溫、外保溫、內(nèi)外混合保溫（將保溫層分為兩個(gè)部分分別至于墻體的內(nèi)外兩側(cè)）。

1 假設(shè)與符號(hào)說明

假設(shè)既有的外墻體均勻，各點(diǎn)的傳熱系