秦　力，趙　娜，孫東風(fēng)

(1.東北電力大學(xué)建筑工程學(xué)院，吉林 吉林 132012；2.國網(wǎng)菏澤供電公司，山東 菏澤 274000)

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嚴寒地區(qū)居住建筑采暖能耗實測結(jié)果分析

秦力1，趙娜1，孫東風(fēng)2

(1.東北電力大學(xué)建筑工程學(xué)院，吉林 吉林 132012；2.國網(wǎng)菏澤供電公司，山東 菏澤 274000)

摘要：隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，居民生活水平逐步提高，以居住建筑為主的房地產(chǎn)成為最大消費品，居住建筑節(jié)能成為我國建筑節(jié)能工作的重要組成部分。對于嚴寒地區(qū)采暖能耗占建筑總能耗的比例很高，而節(jié)能建筑能耗實測分析對建筑節(jié)能有著切實的重要意義。因此，對嚴寒地區(qū)既有建筑進行能耗實測，評估其能耗狀況，為進一步節(jié)能改造提供依據(jù)和參考。本文針對吉林省吉林市某小區(qū)居住建筑，提出測試方案，在建筑采暖期內(nèi)選擇一個周期，采用溫度自計儀和超聲波熱量表進行了逐時溫度與建筑耗熱量的能耗實測。測試結(jié)果表明，在建筑耗熱量基本滿足標(biāo)準要求的情況下，有80%的房間平均溫度均未達到標(biāo)準設(shè)計要求，本文針對這一現(xiàn)狀提出了幾點降低建筑采暖能耗、提高建筑室溫的做法。

關(guān)鍵詞：嚴寒地區(qū)；能耗實測；評估；能耗狀況

隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，居民生活水平逐步提高，以居住建筑為主的房地產(chǎn)成為最大消費品，居住建筑節(jié)能成為我國建筑節(jié)能工作的重要組成部分。我國居住建筑的能源利用率及土地資源利用率等遠遠低于發(fā)達國家，建筑設(shè)計中缺乏優(yōu)化物理環(huán)境的措施及定量化指導(dǎo)方法，致使其基礎(chǔ)熱環(huán)境很差，完全依靠采暖空調(diào)設(shè)備來維持室內(nèi)熱環(huán)境，會降低人體對氣候變化的適應(yīng)能力，且存在不良通風(fēng)造成的室內(nèi)空氣品質(zhì)問題，不利于人體健康，居住建筑能耗及環(huán)境問題已成為人們關(guān)注的焦點[1]。我國既有建筑中，90%以上均為高能耗建筑，單位面積采暖能耗為發(fā)達國家的3倍以上[2]。可見，建筑節(jié)能有著巨大的潛力。因此，建筑節(jié)能必將成為影響能源安全、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、提高能源利用效率的關(guān)鍵因素，是貫徹資源和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分。

在國外，美國、英國等國家率先開發(fā)新能源、新技術(shù)，提倡綠色節(jié)能建筑[3-4]；瑞典學(xué)者Mari-Louise Persson利用能耗模擬軟件研究了開窗面積對建筑能耗的影響[5]；新加坡學(xué)者Wong N H等人提出對屋面進行特殊處理從而降低空調(diào)負荷[6]；丹麥學(xué)者Tommerup H等人對采取節(jié)能措施的房屋的內(nèi)部供熱設(shè)備能耗、房屋的氣密性、室內(nèi)濕熱參數(shù)進行詳細的測量并以能耗多少進行分類[7]。國內(nèi)王振、王隨林、孫金城、周振等人在建筑熱工參數(shù)、圍護結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)、房間氣密性等實測、空調(diào)能耗實測等方面都做了詳細研究，并提出了一系列改進措施[8-11]。但是，在針對嚴寒地區(qū)采暖能耗的實測方面研究不夠充分，沒有定量地對建筑耗熱與室內(nèi)溫度進行分析。

因此，本文對嚴寒地區(qū)既有建筑進行采暖能耗實測，評估其能耗狀況，為進一步節(jié)能改造提供依據(jù)和參考。

1基本概況

2014～2015年采暖季，結(jié)合吉林市實際情況，選定某住宅小區(qū)進行了連續(xù)16天的能耗測試，并對建筑能耗狀況進行簡單評估。圖1為該建筑標(biāo)準層的二層建筑平面圖。

圖1　標(biāo)準層建筑平面圖

1.1氣候條件

吉林市位于北緯43°48′東經(jīng)126°36′，年平均溫度為3.9℃，屬于溫帶季風(fēng)氣候，夏季高溫多雨，冬季寒冷干燥。氣溫最冷月為1月份，最冷月平均氣溫，極限最低氣溫，采暖期室外計算溫度為-6.7 ℃，采暖期室外平均氣溫為-12.6 ℃，供暖天數(shù)為166天[12]。

1.2建筑概況

該住宅位于吉林市船營區(qū)，自東向西一共7個單元，共六層，一梯兩戶，共84戶，均為南北朝向。本次測試選擇二期工程中的四個單元，建于2004年，無地下室，建筑面積為4 920.04 m2，總高18 m，建筑體形系數(shù)為0.325，綜合窗墻比0.2，其中南向窗墻比0.34，北向窗墻比0.22。

該建筑為磚混結(jié)構(gòu)體系，采用370紅磚外墻，240紅磚內(nèi)墻，外墻均采用聚苯乙烯板保溫墻體，碎石混凝土樓地面，加氣混凝土保溫屋面，混凝土窗戶為雙層塑鋼平開窗。建筑供暖系統(tǒng)采用懸掛式暖氣片供暖。

2能耗測試

2.1測試對象

為了評估既有建筑的能耗狀況，分析其節(jié)能潛力，必須對建筑進行能耗測試。結(jié)合建筑布局，該住宅樓共48戶，選擇其中5戶作為測試對象，以7～10天為一個周期進行測試[7]。

2.2測試內(nèi)容

測試內(nèi)容主要包括室內(nèi)溫度和建筑物耗熱量兩個指標(biāo)，同時還記錄了室外溫度的變化。室內(nèi)溫度測試選取了10個測點，耗熱量選取了兩個較具有代表性的房間。

(a)RHLOG溫度自記儀　　　(b)SH612智能數(shù)字測溫儀圖2　溫度自記儀

圖3　超聲波熱量表

2.2.1室內(nèi)溫度

室內(nèi)溫度是衡量建筑舒適度和熱環(huán)境的直接指標(biāo)，為了使房間具有代表性，選擇底層、頂層和中間層等不同樓層，在每個樓層中分別選擇靠近山墻以及中間的不同住戶，在每個住戶的南向和北向有代表性的房間各布置一個測溫點，共10個測溫點[8]。

室內(nèi)溫度測試采用清華同方研發(fā)中心開發(fā)生產(chǎn)的RHLOG型溫度自記儀和北京中晟弘科技有限公司生產(chǎn)的SH612智能數(shù)字測溫儀(圖2)。溫度自記儀安裝在室內(nèi)活動區(qū)域，距離地面800 mm左右的位置，每20 min自動記錄一次，且遠離門窗避免了太陽直射對其造成影響，盡量保證測點的代表性和所測溫度的可靠性。

2.2.2建筑耗熱量

根據(jù)《采暖居住建筑節(jié)能檢驗標(biāo)準》(JGJ/T132-2009)規(guī)定，按照實測目的分別在頂層和底層對應(yīng)房間進水口處安裝一個熱量計量表，連續(xù)記錄建筑物的瞬時耗熱量、累計耗熱量、累計流量。熱量計量表選用外夾式超聲波熱量表(如圖3)。檢測在供熱系統(tǒng)正常運行后進行，檢測持續(xù)時間不少于10日。

3測試結(jié)果分析

3.1室內(nèi)溫度檢測研究

選擇比較穩(wěn)定的連續(xù)168 h的實測數(shù)據(jù)，根據(jù)實測結(jié)果，5個用戶的室內(nèi)平均溫度如表1所示，朝南臥室的溫度普遍高于朝北臥室，平均溫度在15 ℃左右。按照吉林市城區(qū)供熱管理辦法規(guī)定，供暖期間室內(nèi)平均溫度不得低于16 ℃。由測試結(jié)果可以看出，底層與頂層房間的溫度均未達到要求，且靠近山墻的房間比不靠山墻的房間溫度更低。

表1　建筑室內(nèi)平均溫度

表2　建筑室內(nèi)溫度統(tǒng)計

由表2可見，北向房間個測點的逐時溫度均低于16 ℃，檢測持續(xù)時間內(nèi)最低溫度在302北臥室，出現(xiàn)在1月12日早上6:15，最低溫度為11.46 ℃。但是，中間樓層南向房間的白天時段的逐時室內(nèi)溫度明顯偏高，最高溫在602南臥室，出現(xiàn)在1月6日上午10:15，最高溫度為26.42 ℃。

從溫度分布上來看，位于底層和頂層的房間平均溫度低于中間層的其他房間，北向房間的平均溫度低于南向房間，同一樓層來看，位于西山墻的房間的平均溫度明顯低于其他不帶山墻的房間。

3.2室內(nèi)耗熱量檢測研究

建筑耗熱量主要測試了位于山墻的102和602房間，測試裝置如圖4，記錄了供暖進、回水溫度，瞬時流量和瞬時流速、以及損耗凈熱，并選擇計量數(shù)據(jù)中穩(wěn)定連續(xù)的168 h數(shù)據(jù)進行分析計算了單位面積采暖耗熱量，如表3所示。

圖4　熱量測試裝置圖

由于該建筑物已經(jīng)采取有效的保溫措施，由表3可見，建筑耗熱量雖很接近限值但也都滿足標(biāo)準限值的要求。

表3　單位面積采暖耗熱量對照表

4結(jié)論

通過實測結(jié)果可以得到如下結(jié)論：

(1)通過溫度測量可以看出，室內(nèi)平均溫度在11～17 ℃之間，且整體溫度偏低，80%的房間未達到設(shè)計要求，帶山墻的房間溫度明顯低于其它房間，節(jié)能潛力巨大。

(2)建筑耗熱量雖達到了標(biāo)準限值的要求，但與限值非常接近，達標(biāo)率僅有4.62%、8.84%，相對于未達標(biāo)的溫度，仍存在供暖能耗利用不足的現(xiàn)象，冬季供熱具有很大的節(jié)能潛力。

(3)底層與頂層的房屋仍是能耗利用的薄弱點，應(yīng)重視地面與屋面保溫性能的提高，從而降低能耗，增加室內(nèi)舒適度。

參考文獻

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Test Result Analyses of Heating Energy Consumption for Energy Efficiency of Residential Buildingin Severe Cold Region

QIN Li1，ZHAO Na1，SUN Dong-feng2

(1.Architecture Engineering College,Northeast Dianli University，Jilin Jilin 132012；2.State Grid He Ze Power Supply Company，HeZe ShanDong 274000)

Abstract：With the improvement of people’s living standards people’s requirement to the quality of residence has increased.Mainly on residential buildings of real estate has become the largest consumer goods.Residential building energy conservation has become an important part of our country building energy conservation work.Test result data of heating energy consumption for energy efficiency of residential building is significant for building energy conservation research.Therefore，In Severe Cold Zone，measured energy consumption of existing buildings and assessed the situation of building energy consumption provides the basis for further energy saving reconstruction and reference.This paper based on a residential building in Ji Lin，puts forward the scheme of energy saving test.Tests on field are made hour by hour in the heating period by the temperature automatic recording instrument and ultrasonic heat meter.Test results show that in the case of building heat consumption succeeded to meet the basic requirements of the standard，80% of the average room temperature failed to meet the standard design requirements.Inorder to solve this situation，the new thoughts and measures to reduce the building heating energy consumption through calculation and analyses are provided in this paper.

Key words：Severe Cold Zone；Energy consumption testing；Assessment；Energy consumption situation

中圖分類號：TU111.19+5

文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1005-2992(2016)01-0036-05

作者簡介：秦力(1970-)，男，遼寧省葫蘆島市人，東北電力大學(xué)建筑工程學(xué)院教授，博士，主要研究方向：高性能混凝土與結(jié)構(gòu)理論研究，輸電線路工程研究.

收稿日期：2015-12-10