嚴(yán)寒地區(qū)既有磚混住宅圍護(hù)結(jié)構(gòu)能耗測(cè)試與分析

劉開(kāi)誠(chéng)（哈爾濱工業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院）

嚴(yán)寒地區(qū)既有磚混住宅圍護(hù)結(jié)構(gòu)能耗測(cè)試與分析

劉開(kāi)誠(chéng)（哈爾濱工業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院）

對(duì)嚴(yán)寒地區(qū)既有磚混住宅圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了能耗測(cè)試，分析了既有磚混住宅圍護(hù)結(jié)構(gòu)的能耗水平，通過(guò)對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，指出了既有建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能與現(xiàn)行民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的差距，根據(jù)現(xiàn)行節(jié)能居住建筑的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)既有磚混住宅的圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)、最小傳熱阻、建筑室內(nèi)熱穩(wěn)定性及建筑耗熱量指標(biāo)進(jìn)行了定量分析，為既有建筑進(jìn)行節(jié)能改造提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

嚴(yán)寒地區(qū) 既有磚混住宅 圍護(hù)結(jié)構(gòu) 能耗 測(cè)試 節(jié)能

嚴(yán)寒地區(qū)既有磚混住宅建筑面積數(shù)量大、能耗高，能源浪費(fèi)巨大，對(duì)既有磚混住宅進(jìn)行圍護(hù)結(jié)構(gòu)的能耗測(cè)試及能耗分析，可以為既有建筑進(jìn)行節(jié)能改造提供科學(xué)的依據(jù)。

1 既有磚混住宅能耗測(cè)試

為分析既有磚混住宅能耗指標(biāo)，針對(duì)大慶某住宅區(qū)進(jìn)行了既有磚混住宅外墻（包括過(guò)梁、圈梁部位）、屋面、地面、門(mén)窗內(nèi)外表面溫度、熱流及室內(nèi)外空氣溫度測(cè)試。測(cè)試選擇位于既有磚混住宅一層、標(biāo)準(zhǔn)層和頂層的三個(gè)代表性戶(hù)型 （分別為 101室、301室、501室）進(jìn)行溫度與熱流測(cè)試。

采用 RCS-01型溫度自動(dòng)巡測(cè)記錄儀采集測(cè)試溫度數(shù)據(jù)；采用 RTS-01 型多點(diǎn)熱流自動(dòng)巡測(cè)記錄儀采集測(cè)試熱流數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)每5min 自動(dòng)記錄一次[1]。

對(duì)三個(gè)典型戶(hù)型連續(xù)測(cè)試8天，實(shí)測(cè)的溫度與熱流數(shù)據(jù)整理后見(jiàn)表1～表3。

表1 101室測(cè)試熱工參數(shù)（測(cè)試時(shí)間：1月31日至2月12日）

續(xù)表1 101室測(cè)試熱工參數(shù)（測(cè)試時(shí)間：1月31日至2月12日）

表2 301室測(cè)試熱工參數(shù) （測(cè)試時(shí)間：3月 1日至3月 8日）

表3 501室測(cè)試熱工參數(shù) （測(cè)試時(shí)間：3月 1日至3月 8日）

對(duì)表1～表3測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行整理的結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 各部分圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱阻與傳熱系數(shù)

2 能耗測(cè)試結(jié)果分析

2.1圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)

由測(cè)試數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)計(jì)算可以看出，被測(cè)試既有磚混住宅采暖居住圍護(hù)結(jié)構(gòu)各部位的傳熱系數(shù)大大超過(guò) JGJ26—2010 《嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的傳熱系數(shù)限值，屋面?zhèn)鳠嵯禂?shù)值超標(biāo)448%，墻體超標(biāo) 213%，窗戶(hù)超標(biāo) 80%，只有地面達(dá)到節(jié)能要求，可見(jiàn)對(duì)既有磚混住宅按照現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行節(jié)能改造，有巨大的節(jié)能潛力。

2.2嚴(yán)寒地區(qū)圍護(hù)結(jié)構(gòu)最小總熱阻

為滿(mǎn)足建筑室內(nèi)熱舒適性和防止建筑結(jié)露，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱熱阻不能小于最小傳熱熱阻。最小傳熱熱阻的計(jì)算公式如下：

式 中 ： Ro,min為 最 小 傳 熱 熱 阻 ， m2K/W； ti為冬季室內(nèi)計(jì)算溫度，一般居住建筑取18℃，高級(jí)居住建筑取 20 ℃； te為冬季 室外計(jì)算溫 度，℃，其取值應(yīng)考慮所選用圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱惰性指標(biāo)D值，本 墻 體 和 屋面 熱 惰 性 均 屬于 一 類(lèi) ， te=-26 ℃ ； [Δt]為圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面與室內(nèi)空氣間的允許溫差，℃，居住建筑取 6.0 ℃，平屋頂取 4.0 ℃； n 為溫差修正系數(shù)，根據(jù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)所處位置情況取值； Ri為圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面換熱熱阻，m2K/W。

墻體及屋面最小傳熱熱阻計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表5。

由表5可知，墻體的平均傳熱熱阻為 0.8m2K/W，可 認(rèn) 為 滿(mǎn) 足 要 求 ； 屋 面 的 傳 熱 熱 阻 為 0.73m2K/W，未達(dá)到相應(yīng)的最小傳熱熱阻，屋面有結(jié)露的可能。

表5 最小傳熱熱阻

2.3既有建筑室內(nèi)熱穩(wěn)定性分析

根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)，以 101室測(cè)試數(shù)據(jù)為例，繪制了南客廳室內(nèi)外溫度及南墻內(nèi)外表面溫度隨時(shí)間變化曲線(xiàn)。在室外溫度及墻體外表面溫度按正弦規(guī)律波動(dòng)情況下，室溫及墻體內(nèi)表面溫度也按正弦規(guī)律波動(dòng)，但波幅很小，溫度穩(wěn)定，可見(jiàn)既有磚混住宅建筑具有較好的室內(nèi)熱穩(wěn)定性。

圖1 101南客廳室內(nèi)外溫度及南墻內(nèi)外表面溫度隨時(shí)間變化曲線(xiàn)

2.4采暖期間建筑物耗熱量指標(biāo)計(jì)算

建筑物耗熱量指標(biāo)計(jì)算公式：

式 中 ： qH為 建 筑 物 耗 熱 量 指 標(biāo) ， W/m2;qH,T為單位建筑面積通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱耗熱量，W/m2；qINF為 單 位 建筑面積 的 空 氣 滲 透 耗 熱 量 ， W/m2； qI,H為單位建筑面積的建筑物內(nèi)部耗熱（包括炊事、照明 、 家 電 和人體散 熱）， 住 宅建筑取 3.80W/m2

根據(jù)上式計(jì)算，測(cè)試建筑耗熱量指標(biāo)為 46.32 W/m2，參考節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)對(duì)同類(lèi)地區(qū)的規(guī)定，取大慶地區(qū) 建筑物 耗 熱量指 標(biāo) 允許值 為 22W/m2， 可見(jiàn) 其 建筑耗熱量指標(biāo)超標(biāo) 110%。

3 結(jié)論

1）測(cè)試數(shù)據(jù)分析表明，既有磚混住宅耗熱量指標(biāo)為 46.32W/m2，已嚴(yán)重超標(biāo)，節(jié)能潛力巨大。

2）既有磚混住宅傳熱系數(shù)值，墻體超標(biāo)448%，屋面超標(biāo) 213%，窗戶(hù)超標(biāo) 80%，其中外墻、屋面、窗戶(hù)是節(jié)能改造的重點(diǎn)部位。

3）既有磚混住宅墻體厚重，具有較好的室內(nèi)熱穩(wěn)定性。

[1]王振,張永益,陳友昌.節(jié)能建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)測(cè)試分析評(píng)價(jià)方法[J].大慶石油學(xué)院學(xué)報(bào)，2001(1).

10.3969/j.issn.2095-1493.2013.010.006

2013-05-23）

南客廳南墻南客廳窗過(guò)梁北臥北墻北臥窗過(guò)梁北臥頂棚南臥頂棚客廳頂棚廚房頂棚廚房墻戶(hù)門(mén)1 6 . 2 1 6 . 2 1 6 . 5 1 6 . 5 1 6 . 5 1 6 . 2 1 5 . 8 1 3 . 5 1 3 . 5 1 4 . 7 1 4 . 7 1 6 . 6 1 4 . 4 1 5 . 2 1 5 . 0 1 5 . 2 1 6 . 5 1 1 . 7 1 2 . 5 1 2 . 7 9 . 4 8 . 4 4 . 2 -4 . 3 ----7 . 7 8 . 0 8 . 0 8 . 0 -6 . 7 -6 . 7 -5 . 4 -5 . 4 -5 . 4 -5 . 4 6 . 9 6 . 9 9 . 4 5 1 4 . 6 5 4 4 . 7 4 3 8 . 4 3 2 4 . 8 4 3 1 . 2 6 3 1 . 6 8 2 5 . 0 8 1 2 . 0 9 1 7 . 9 1 1 . 1 5 2 1 . 7 8 7 1 . 9 2 8 1 . 6 5 6 1 . 1 3 4 1 . 4 4 7 1 . 4 9 4 1 . 3 9 2 1 . 8 3 0 2 . 2 9 6

劉開(kāi)誠(chéng)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院建筑工程專(zhuān)業(yè)在 讀 ， E-mail： 1321899852@qq.com， 地 址 ： 黑 龍 江 省 哈 爾 濱 市 南崗區(qū)黃河路2校區(qū) 7公寓B07-C418，150090。