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［摘要］本文采用DeST-h建筑能耗模擬軟件，建立成都地區(qū)農(nóng)村既有居住建筑原型建筑、參照建筑和圍護(hù)結(jié)構(gòu)各單項(xiàng)節(jié)能改造后的模型，并進(jìn)行能耗及節(jié)能效率的計(jì)算和對(duì)比分析，對(duì)成都地區(qū)農(nóng)村既有居住建筑節(jié)能改造指導(dǎo)具有一定的參考意義。

［關(guān)鍵詞］建筑節(jié)能；建筑能耗

引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速增長(zhǎng)，人民物質(zhì)生活水平日益改善，農(nóng)村既有居住建筑能耗占比越來(lái)越高，然而農(nóng)村既有居住建筑節(jié)能利用卻很低，對(duì)農(nóng)村既有居住建筑進(jìn)行節(jié)能改造，提高農(nóng)民生活舒適性顯得越來(lái)越重要[1]。

1Dest-h軟件簡(jiǎn)介

在DeST的基礎(chǔ)上，DeST-h是清華大學(xué)專(zhuān)為居住建筑產(chǎn)業(yè)單獨(dú)開(kāi)發(fā)的能耗模擬分析軟件[2]。其優(yōu)點(diǎn)如下：DeST-h采用了“全工況分析”和“分階段模擬”的概念；房間內(nèi)擾和系統(tǒng)參數(shù)采用房間功能類(lèi)型來(lái)定義；采用被動(dòng)式的設(shè)計(jì)方法。對(duì)新的構(gòu)件用戶(hù)可自由定義；考慮了通風(fēng)、輻射遮陽(yáng)等因素。

2成都地區(qū)農(nóng)村既有居住建筑建筑概況

本文通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查，共調(diào)查238戶(hù)成都周邊村落的農(nóng)村既有居住建筑。從實(shí)際調(diào)研中，該地區(qū)多數(shù)建筑結(jié)構(gòu)形式為自建獨(dú)棟的磚混結(jié)構(gòu)，有少數(shù)木結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單樸實(shí)，一層一般布置臥室和堂屋，主體一側(cè)布置衛(wèi)生間、廚房和豬圈等輔助建筑。二層主要布置主臥室和起居室等。本文采用較普遍的農(nóng)村既有居住建筑結(jié)構(gòu)形式作為模型的選取，即一棟二層的磚混結(jié)構(gòu)建筑，北南朝向，建筑總面積約為200平方米，建筑長(zhǎng)度約為16米，建筑寬度約為8米，層高分別為3.8米、3.2米，內(nèi)外門(mén)為單層實(shí)體木制門(mén)，墻體為粘土磚加水泥砂漿，窗戶(hù)尺寸為1.5米*1.5米，為單層玻璃窗，建筑屋頂為平屋頂混凝土結(jié)構(gòu)。

3能耗模擬分析

3.1參數(shù)的設(shè)定

原型建筑參數(shù)指標(biāo)。根據(jù)房間使用功能類(lèi)型，設(shè)置人員、燈光等內(nèi)擾指標(biāo)。根據(jù)《農(nóng)村居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》室內(nèi)計(jì)算溫度夏季取30℃，冬季取8℃。室外設(shè)計(jì)參數(shù)根據(jù)軟件計(jì)算得出的氣象數(shù)據(jù)設(shè)定。參照建筑參數(shù)指標(biāo)。因原型建筑的體形系數(shù)不能滿足《四川居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)指標(biāo)》的要求，調(diào)整參照建筑的指標(biāo)滿足規(guī)定的設(shè)置要求[3]。取外墻的傳熱系數(shù)為0.8W/（m2•K），屋面的傳熱系數(shù)為1.0W/（m2•K），外墻和屋面K值分別為1.8和1.0，外窗傳熱系數(shù)為3.2W/（m2•K），SC值為0.5。

3.2模擬計(jì)算結(jié)果分析

原型建筑模擬結(jié)果：全年累計(jì)負(fù)荷指標(biāo)為88.22kw•h/m2，全年累計(jì)熱負(fù)荷指標(biāo)和冷負(fù)荷指標(biāo)分別為73.45kw•h/m2和14.77kw•h/m2。參照建筑模擬結(jié)果：全年累計(jì)負(fù)荷指標(biāo)為49.25kw•h/m2，全年累計(jì)熱負(fù)荷指標(biāo)和冷負(fù)荷指標(biāo)分別為39.01kw•h/m2和10.24kw•h/m2。分析可知：從建筑能耗值對(duì)比上，原型建筑比參照建筑的能耗高很多，室內(nèi)舒適度對(duì)比參照建筑較差。

3.3原型建筑改造模擬結(jié)果及分析

在原型建筑的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，其改進(jìn)做法如下：屋頂（W1）：20mm水泥砂漿（外抹）+50mm膨脹聚苯板+20mm水泥砂漿+5mm瀝青油氈+100mm鋼筋混凝土屋面+20mm混合砂漿（內(nèi)抹），傳熱系數(shù)0.729W/（m2•K）。屋頂（W2）：20mm水泥砂漿（外抹）+5mm瀝青油氈+100mm鋼筋混凝土屋面+20mm混合砂漿（內(nèi)抹）+300mm空氣+20mm木屑板，傳熱系數(shù)0.076W/（m2•K）。屋頂（W3）：40mm鋼筋混凝土板+180mm通風(fēng)空氣間層20mm水泥砂漿（外抹）+5mm瀝青油氈+100mm鋼筋混凝土屋面+20mm混合砂漿（內(nèi)抹），傳熱系數(shù)0.128W/（m2•K）。外墻（Q1）：20mm水泥砂漿（外抹）+30mm聚苯顆粒保溫砂漿+20mm水泥砂漿+240mm粘土磚+20mm水泥砂漿，傳熱系數(shù)0.823W/（m2•K）。外墻（Q2）：120mm粘土磚+300mm空氣+20mm水泥砂漿+240mm粘土磚+20mm水泥砂漿（僅東西向），傳熱系數(shù)0.074W/（m2•K）。外窗（C1）：Low-e中空玻璃（6+9+6），傳熱系數(shù)2.40W/（m2•K）。外窗（C2）：普通中空玻璃（6+12+6）傳熱系數(shù)3.11W/（m2•K）。外窗（C3）：粘貼透明聚酯薄膜（薄膜與窗玻璃形成15～20的空氣隔層）窗框加密封條。遮陽(yáng)（Z1）：南向設(shè)置窗口活動(dòng)遮陽(yáng)，出挑500mm，頂邊距為0。在全年采暖空調(diào)能耗上，在屋頂改造中，空氣層吊頂效果最好。在墻體改造中，外墻外保溫和東西雙向加120墻體節(jié)能效果較好。在窗戶(hù)改造中，因農(nóng)村既有居住建筑的窗戶(hù)面積較大，外窗的熱量交換量大，改進(jìn)窗戶(hù)的熱工性能能有效的提高節(jié)能水平。從圖6可知，在屋頂改造上，空氣層吊頂屋面的空氣處于密封，熱阻值大，空氣層吊頂屋面效果較好。在采暖能耗上，因建筑屋面和外墻的表面積較大，對(duì)天空的輻射散熱敏感，屋面和墻面導(dǎo)熱迅速，從而改造屋面和墻面后能顯著提升節(jié)能效果。在空調(diào)能耗上，在屋頂改造中，通風(fēng)隔熱屋面的節(jié)能效果最好，因室外與通風(fēng)隔熱屋面空氣流通，減少了屋面熱量的累計(jì)。從圖8可知，外圍護(hù)結(jié)構(gòu)單項(xiàng)改造中，外墻外保溫和Low-e窗改造后的節(jié)能效果相對(duì)較好，遮陽(yáng)改造后的節(jié)能效果最差。建筑各項(xiàng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)改進(jìn)后的全年采暖空調(diào)節(jié)能效果有限。

4結(jié)論

本文根據(jù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能改造技術(shù)理論，采用DeST-h建筑能耗模擬軟件，建立成都地區(qū)農(nóng)村既有居住建筑原型建筑、參照建筑和圍護(hù)結(jié)構(gòu)各單項(xiàng)節(jié)能改造后的模型，進(jìn)行能耗及節(jié)能效率的計(jì)算對(duì)比，分析其各自的優(yōu)缺點(diǎn)，對(duì)成都地區(qū)農(nóng)村既有居住建筑節(jié)能改造指導(dǎo)具有一定的參考意義。

參考文獻(xiàn)

[1]中國(guó)建筑科學(xué)設(shè)計(jì)院.GBT50824-2013.農(nóng)村居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn).[s].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2012.

[2]清華大學(xué)DeST開(kāi)發(fā)組.建筑環(huán)境系統(tǒng)模擬分析方法——DeST.[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2005.

[3]王雪松，李榮.2010.重慶農(nóng)村住宅外圍護(hù)體系節(jié)能設(shè)計(jì)與改造的模擬分析.“低碳城市與建筑”首屆中英高端論壇.2010.

[4]中國(guó)建筑科學(xué)設(shè)計(jì)院.DB51/5027-2012.四川省居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn).[s].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2012.

作者:王凌云 岳龍 趙成林 王垚森 單位:西昌學(xué)院 中國(guó)市政工程中南設(shè)計(jì)研究總院有限公司 中江縣住房和城鄉(xiāng)規(guī)劃建設(shè)局 南京知行電動(dòng)汽車(chē)有限公司