周 盼 馮世成

(1.上海凱創(chuàng)建筑科技有限公司，上海 200000； 2.中核核電工程有限公司鄭州分公司，河南 鄭州 450000)

居住建筑節(jié)能計(jì)算分析

周 盼1馮世成2

(1.上海凱創(chuàng)建筑科技有限公司，上海 200000； 2.中核核電工程有限公司鄭州分公司，河南 鄭州 450000)

闡述了建筑節(jié)能的發(fā)展現(xiàn)狀，分析了節(jié)能計(jì)算中幾個(gè)重要的節(jié)能控制參數(shù)，并結(jié)合工程實(shí)例進(jìn)行了節(jié)能計(jì)算，驗(yàn)證了節(jié)能控制參數(shù)對(duì)建筑節(jié)能的影響，從而達(dá)到以最經(jīng)濟(jì)的手段提高建筑物節(jié)能效率的目的。

建筑節(jié)能，節(jié)能參數(shù)控制，耗熱量計(jì)算

1 建筑節(jié)能現(xiàn)狀與發(fā)展

目前我國(guó)建筑節(jié)能發(fā)展目標(biāo)如下：節(jié)能率現(xiàn)階段總目標(biāo)達(dá)到50%，部分地區(qū)試行65%，爭(zhēng)取2020年建筑能耗達(dá)到發(fā)達(dá)國(guó)家20世紀(jì)末的水平。建筑節(jié)能的核心是減少建筑能耗，提高建筑中的能源效率，當(dāng)今世界各國(guó)普遍關(guān)注建筑節(jié)能問題。

2 建筑節(jié)能參數(shù)控制

建筑節(jié)能是一個(gè)系統(tǒng)工程，需要各環(huán)節(jié)、各專業(yè)密切配合，目前節(jié)能率承擔(dān)分布如下：圍護(hù)結(jié)構(gòu)分擔(dān)節(jié)能率為13%～25%，空調(diào)采暖系統(tǒng)分擔(dān)的節(jié)能率為16%～20%，照明設(shè)備分擔(dān)的節(jié)能率為7%～18%。建筑節(jié)能控制參數(shù)主要有體型系數(shù)、窗墻比、遮陽(yáng)率、熱阻R、熱惰性指標(biāo)、采暖耗熱量指標(biāo)、空調(diào)耗冷量指標(biāo)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)結(jié)露計(jì)算。

3 建筑節(jié)能參數(shù)計(jì)算

3.1 體型系數(shù)

(1)

其中，S為建筑物與室外大氣接觸的表面積；V為建筑物所包圍的體積。

式(1)中計(jì)算時(shí)外表面積為不包括地面、封閉不采暖樓梯間隔墻和戶門的面積，對(duì)封閉陽(yáng)臺(tái)，應(yīng)計(jì)算其內(nèi)隔墻面積，若無內(nèi)隔墻，則按封閉陽(yáng)臺(tái)的外表面計(jì)算建筑物面積和體積，對(duì)有人坡屋頂，則按三棱柱計(jì)算。

3.2 窗墻比

(2)

其中，S1為某一單一朝向上的窗戶洞面積；S2為該朝向的總面積。式(2)中以整個(gè)朝向?yàn)閱挝挥?jì)算，飄窗按窗洞的面積，玻璃門應(yīng)按窗戶進(jìn)行計(jì)算。

3.3 熱阻計(jì)算

圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱計(jì)算：

(3)

其中，Rj為材料層的熱阻，m2·K/W；δj為材料層的厚度，m；λj為材料的導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m·K)；R0min為圍護(hù)結(jié)構(gòu)的最小傳熱阻；ti為冬季室內(nèi)計(jì)算溫度，℃；te為圍護(hù)結(jié)構(gòu)冬季室外計(jì)算溫度；Ri為圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面換熱阻，m2·K/W；K為傳熱系數(shù)。

3.4 建筑物耗熱指標(biāo)計(jì)算

采暖建筑按照冬季室內(nèi)環(huán)境設(shè)計(jì)和設(shè)定的計(jì)算條件，計(jì)算出單位建筑面積單位時(shí)間內(nèi)消耗掉的需要由采暖設(shè)備提供的熱量。

3.5 建筑物耗冷指標(biāo)計(jì)算

建筑物按照夏季室內(nèi)環(huán)境設(shè)計(jì)和設(shè)定的計(jì)算條件，計(jì)算出單位建筑面積單位時(shí)間內(nèi)消耗掉的需要由空調(diào)設(shè)備提供的冷量。

(4)

其中，qc為空調(diào)運(yùn)行時(shí)，某一時(shí)刻單位建筑面積的冷負(fù)荷，W/m2；qc.t為某時(shí)刻溫差作用下通過外圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳入建筑物的熱量，W/m2；qc.s為某時(shí)刻透過外窗進(jìn)入建筑物的太陽(yáng)輻射熱量，W/m2；qinf為某時(shí)刻由滲透空氣帶入室內(nèi)的熱量，W/m2；qc.I為某時(shí)刻內(nèi)部得熱所帶來的熱量，W/m2；qR為空調(diào)運(yùn)行時(shí)，建筑物耗冷量指標(biāo)，W/m2。

3.6 圍護(hù)結(jié)構(gòu)結(jié)露計(jì)算

計(jì)算出內(nèi)表面溫度然后和露點(diǎn)溫度進(jìn)行對(duì)比，大于露點(diǎn)溫度就不會(huì)結(jié)露，反之就會(huì)結(jié)露。

(5)

4 工程實(shí)例

某建筑熱橋樓板(墻內(nèi)樓板)構(gòu)造類型如下：水泥砂漿(20.0 mm)+鋼絲網(wǎng)架聚苯板(腹絲非穿透型)(70.0 mm)+水泥砂漿(15.0 mm)+鋼筋混凝土(100.0 mm)，查表后代入式(3)得出外墻熱阻：

R0=Ri+∑R+Re=1.54 m2·K/W。

外墻傳熱系數(shù)：

K=1/R0=0.65 W/(m2·K)。

代入式(5)經(jīng)驗(yàn)算得θi=16.37 ℃，故θi≥T露點(diǎn)，熱橋部位不會(huì)發(fā)生結(jié)露。

具體能耗分析如圖1所示。

5 結(jié)語

通過對(duì)節(jié)能控制參數(shù)計(jì)算分析，經(jīng)建筑設(shè)計(jì)分析軟件PBECA能耗分析表明，當(dāng)其余條件不變時(shí)，體型系數(shù)越大，節(jié)能率越小，外墻傳熱系數(shù)K值的減小與能耗指標(biāo)并非按非線性規(guī)律變化，當(dāng)K值降低到一定程度時(shí)，對(duì)降低建筑能耗已無明顯效果。因此在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)，選擇合適的體型系數(shù)，適當(dāng)?shù)臏p小外墻傳熱系數(shù)有助于顯著降低建筑能耗水平，并降低建筑經(jīng)濟(jì)投入。

[1] 宋德萱.建筑設(shè)計(jì)與技術(shù)[M].上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，2010.

[2] DBJ 41/062-2012，河南省居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[S].

[3] GB 50176-93，民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

Calculation analysis on residential building energy saving

ZHOU Pan1FENG Shi-cheng2

(1.ShanghaiKaichuangBuildingScience&TechnologyCo.,Ltd,Shanghai200000,China;2.ZhengzhouBranchCompany,ChinaNuclearNuclear-PowerEngineeringCo.,Ltd,Zhengzhou450000,China)

The article describes the development status of building energy saving, analyzes several important energy saving calculation control parameters, combined with the engineering example of energy saving calculation to attest energy saving control parameters’ influence on building energy saving, so as to achieve the economic means to promote building energy efficiency.

building energy saving, energy saving parameter control, consumption calculation

1009-6825(2014)28-0213-02

2014-08-01

周 盼(1985- )，女，助理工程師； 馮世成(1983- )，男，工程師

TU201.5

A