西安市未央?yún)^(qū)和平工業(yè)園中試基地節(jié)能房——太陽(yáng)能地面熱水輻射采暖系統(tǒng)

陜西省建筑科學(xué)研究院 ■ 任普亮

一 工程概況

示范工程位于陜西省西安市未央?yún)^(qū)和平工業(yè)園陜西省建筑科學(xué)研究院中試基地內(nèi)。西安市屬寒冷地區(qū)，冬季采暖期室外平均溫度為0.9℃，全年≤5℃的天數(shù)為100d，夏季最熱月平均溫度為26.4℃，冬季日照率為43%。該住宅建于2009年8月，建設(shè)周期9個(gè)月，建筑面積185m2，建筑造價(jià)為18.2687萬(wàn)元。房屋類型為兩層雙坡屋頂住宅(圖1)。每層設(shè)計(jì)有臥室3間，書(shū)房、起居室、廚房、鍋爐各1間，衛(wèi)生間2間。主要承重結(jié)構(gòu)為磚混結(jié)構(gòu)。建筑南立面如圖1所示。

圖1 建筑南立面

二 采取的節(jié)能技術(shù)措施

1 維護(hù)結(jié)構(gòu)

圍護(hù)結(jié)構(gòu)所用材料盡量就地選材，摒棄傳統(tǒng)的燒結(jié)粘土實(shí)心磚，一層墻體采用370mm燒結(jié)粘土多孔磚，二層采用370mm燒結(jié)粘土空心磚。相比傳統(tǒng)的240mm磚墻，熱工性能明顯提高，如圖2所示。

圖2 外墻節(jié)能砌筑材料

2 屋面

屋面為混凝土架空坡屋面，屋面保溫采用輕鋼夾芯保溫板，夾芯層為憎水珍珠巖板，厚度100mm。該屋面板為成型產(chǎn)品，便于安裝，如圖3所示。在屋面板上鋪設(shè)泥草層，外鋪貼小青瓦。

3 門(mén)窗

圖3 屋面

圖4 塑鋼中空玻璃推拉窗

外窗選用塑鋼中空玻璃推拉窗(圖4)，傳熱系數(shù)≤3.0W/(m2·K)，熱工性能優(yōu)于傳統(tǒng)的鐵窗、鋁合金單玻窗，且外觀美觀，與建筑整體結(jié)合性好。外門(mén)選用金屬保溫門(mén)。門(mén)窗框與門(mén)窗洞壁之間的縫隙，采用發(fā)泡聚氨酯材料填實(shí)，確保洞口氣密性。

4 采暖方式

采暖系統(tǒng)由兩部分組成：火爐火炕和太陽(yáng)能地板輻射式采暖系統(tǒng)。火爐火炕主要負(fù)責(zé)一層臥室采暖，如圖5所示。火爐火炕，采用蜂窩煤爐為熱源，是在傳統(tǒng)火炕的基礎(chǔ)上對(duì)其優(yōu)化，改善了傳統(tǒng)柴火土炕燃燒效率低、燃燒不暢、炕面溫度不均等問(wèn)題。炕體圍護(hù)采用120mm粘土磚，足夠厚度的圍護(hù)結(jié)構(gòu)隔熱保溫性能良好，使更多的煙氣余熱通過(guò)炕的吸收進(jìn)入室內(nèi)，從而提高煙氣熱量進(jìn)入炕洞的利用效率，達(dá)到節(jié)能目的。炕體內(nèi)無(wú)立柱，使換熱過(guò)程在整個(gè)炕體內(nèi)均勻分布，消除炕體溫度不均勻性，消除了各種煙擋形成的煙氣渦流，保證煙氣充滿整個(gè)炕體，使炕面溫度更趨均勻。炕板采用50mm厚預(yù)制砼板，上下兩層，圍成一個(gè)長(zhǎng)方形蓄熱體，高400mm，蓄熱體距地200mm，減少與地面接觸無(wú)效熱損失。蓄熱材料采用木屑、鋸末，蓄熱層厚度350mm，并且沿?zé)煔饬鲃?dòng)方向設(shè)坡度，煙氣在流動(dòng)過(guò)程中是上升的，有利于煙氣有組織的流動(dòng)，不會(huì)產(chǎn)生倒灌現(xiàn)象。炕面抹面厚度50mm，保證了炕面溫度均勻。

圖5 火爐火炕圖

西安地區(qū)太陽(yáng)能資源相對(duì)豐富，太陽(yáng)能地板輻射式采暖系統(tǒng)在供應(yīng)生活用熱水的同時(shí)，輔助進(jìn)行二層及一層起居室采暖，如圖6所示。

圖6 太陽(yáng)能熱水及室內(nèi)地?zé)崾┕D

三 溫度測(cè)試

對(duì)示范工程不同功能房間的溫濕度進(jìn)行了實(shí)測(cè)，采用火爐火炕采暖的房間1，房門(mén)密閉后溫度基本恒定在16～18℃，可基本滿足農(nóng)宅冬季采暖的需求；二樓起居室的溫度基本保持在12～16℃，較室外溫度波動(dòng)明顯降低；由于廚房有自然排風(fēng)的管道，溫度在12～14℃，安裝可開(kāi)啟的排風(fēng)裝置后，房間的溫度保持在可接受的范圍內(nèi)。

經(jīng)過(guò)示范工程節(jié)能措施的改進(jìn)提高，農(nóng)宅工程室內(nèi)溫度基本可滿足農(nóng)民正常居住的需求。