基于分戶計量的戶型位置與耗熱量關(guān)系研究

朱體強(qiáng) 趙令寬 王金奎

(河北建筑工程學(xué)院，河北 張家口 075000)

1 前 言

從2010年開始[1]，北方采暖地區(qū)新竣工建筑及完成熱計量改造的既有居住建筑，取消以面積計價收費方式，實行兩部制熱價政策，在此方案下，向居民收取按面積計量的“基本熱費”和按用熱量計量的“計量熱費”。然而由于住戶位置不同而產(chǎn)生的圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能的差異對采暖耗熱量造成的影響，如果本著多用熱多繳費的原則，不同位置的住戶的熱計量相差極大，如此會挫傷一部分住戶參與計量供熱的積極性。本文以河北省張家口市同一節(jié)能類型的兩個典型住宅戶型為例，擬提出通過改變不同位置住戶圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能的方式來使熱計量收費更加公正、合理。

2 典型戶型居住建筑熱工性能

本文選取了張家口市內(nèi)兩棟典型住宅，如圖1、2，圖1為一梯兩戶戶型，圖2為兩梯四戶戶型，兩種戶型的住宅都滿足河北省居住建筑節(jié)能75%設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，地上為11層，地下為1層，其主要圍護(hù)結(jié)構(gòu)概況如表1所示.兩種典型戶型居住建筑的耗熱量指標(biāo)分別為11.17W/m2、11.25W/m2，小于限值11.30W/m2，滿足75%建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn).

圖1 一梯兩戶戶型標(biāo)準(zhǔn)層平面圖

圖2 一梯兩戶戶型標(biāo)準(zhǔn)層平面圖

表1 兩種戶型主要圍護(hù)結(jié)構(gòu)工程概況

3 住戶房間位置對用熱量的影響

3.1 一梯兩戶

根據(jù)住戶在建筑中位置的不同分為六類住戶，各位置對應(yīng)代號如表2，各位置住戶的耗熱量如圖3所示，采暖最有利住戶與采暖最不利住戶的單位面積耗熱量占比如圖4所示.

表2 一梯兩戶戶型各位置對應(yīng)編號

由圖3所示，位于A1、A3、B1、B3住戶的單位采暖面積耗熱量比較大，為采暖不利住戶，而A2與B2位置住戶單位采暖面積耗熱量較小，為采暖有利住戶，最不利住房超過最有利住戶69%.從圖4可看出，耗熱量差異較大的原因是A1住戶比B2住戶多出了屋面、山墻的耗熱，造成用熱量不均。

圖3 一梯兩戶戶型各位置住戶耗熱量(單位：W/m3) 圖4 A1與B2兩戶耗熱量比較(單位：W/m3)

3.2 兩梯四戶

住戶各位置對應(yīng)代號如表3，各位置住戶的耗熱量如圖5所示，采暖最有利住戶與采暖最不利住戶的單位面積耗熱量占比如圖6所示.

表3 兩梯四戶戶型各位置對應(yīng)編號

由圖5可看出，兩梯四戶戶型最不利住戶超過最有利住戶耗熱量135%.同時從圖6可看出，采暖最有利住戶D2位置與采暖最不利住戶C1位置耗熱量差異最大的是屋面，其次為外門窗、墻體.

圖5 兩梯四戶各位置住戶耗熱量(單位：W/m2) 圖6 C1與D2兩戶耗熱量比較(單位：W/m2)

整體來說，不同位置住戶在居住建筑中的耗熱量差異較大，在按住戶實際耗熱量進(jìn)行采暖收費時，需要采取方法來減小因不同位置住戶耗熱量不同而導(dǎo)致熱費收取的差異。

4 優(yōu)化方法

由于兩種戶型各住戶間耗熱量差異的不同，在保證建筑總體耗熱量滿足節(jié)能75%的前提下，兩種戶型應(yīng)該采取不同的圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能修正方法以減小各住戶間耗熱量差異，從外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中對住戶間耗熱量差異影響最大的屋頂、地面、外墻入手，以減小或維持中間戶的保溫層厚度和增大邊戶的保溫層厚度的方式來減小耗熱量的戶間差異.

4.1 一梯兩戶

對于一梯兩戶戶型：屋頂層保溫層厚度調(diào)節(jié)為300mm，邊戶外墻保溫層調(diào)節(jié)為100mm，中間戶外墻保溫層厚度不變，地面保溫層厚度調(diào)整為120mm.根據(jù)《河北省居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》[2]與《民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范》[3]理論計算，調(diào)整后建筑耗熱量指標(biāo)為10.45 W/，比修改前減少6%.建筑耗熱量各部分的數(shù)值見圖7，一梯兩戶戶型最不利住戶超過最有利住戶耗熱量從原來的69%減小到22%，在建筑整體能耗與調(diào)整前相差較小的情況下有效減小了戶間的耗熱量差距.

圖7 優(yōu)化后一梯兩戶戶型各位置住戶耗熱量 圖8 優(yōu)化后兩梯四戶戶型各位置住戶耗熱量

4.2 兩梯四戶

對于兩梯四戶戶型：屋頂層保溫層厚度調(diào)節(jié)為300mm，邊戶外墻保溫層調(diào)節(jié)為100mm，中間戶外墻保溫層厚度調(diào)整為大于最小傳熱阻[3]的60mm，地面保溫層厚度調(diào)整為120mm.經(jīng)計算，調(diào)整后建筑耗熱量指標(biāo)為11.76 W/m2，比修改前減少4%.調(diào)整后的建筑耗熱量各部分的數(shù)值見圖8，兩梯四戶戶型最不利住戶超過最有利住戶耗熱量從原來的135%減小到48%，在建筑整體能耗與調(diào)整前相差較小的情況下有效減小了戶間的耗熱量差距.

5 結(jié) 論

采用計量供熱的方式收取暖費時，在接近原建筑能耗的情況下，可以通過改變不同位置住戶圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能的方式，來減小由于住戶位置不同而對采暖耗熱量造成的影響，從而有效提高住宅住戶參與計量供熱的積極性.