既有居住建筑供熱改造的節(jié)能措施

既有居住建筑供熱改造的節(jié)能措施

0建筑節(jié)能改造現(xiàn)在，建筑節(jié)能越來(lái)越受到重視。在積極發(fā)展新節(jié)能建筑的同時(shí),開展既有建筑的節(jié)能改造也是至關(guān)重要的。我國(guó)北方既有居住建筑大多采用實(shí)心磚墻,墻體的保溫隔熱效果較差,建筑能耗普遍偏高。解決這一問(wèn)題的有效途徑是增加門窗氣密性和改善窗、墻及屋頂?shù)谋匦阅?其中外墻保溫是建筑節(jié)能改造的關(guān)鍵。改造既有建筑存在兩方面的問(wèn)題:一是節(jié)能改造后,建筑能耗減少,原有室內(nèi)供暖系統(tǒng)的適應(yīng)性問(wèn)題;二是建筑節(jié)能改造增量成本的投資回收問(wèn)題。計(jì)量供熱的推行,為解決上述問(wèn)題提供了可能。一方面,用戶可以通過(guò)自主調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度,以適應(yīng)建筑負(fù)荷的降低;另一方面,節(jié)能改造的投資費(fèi)用可以通過(guò)節(jié)省的熱費(fèi)回收。節(jié)能改造的投資回收年限與熱費(fèi)價(jià)格和分?jǐn)偙壤嘘P(guān)。合理的熱費(fèi)分?jǐn)偙壤杀ＷC節(jié)能改造的經(jīng)濟(jì)性。1外墻外保溫外墻保溫按保溫層位置的不同可分為外保溫、內(nèi)保溫和中間保溫三種形式。目前,既有建筑節(jié)能改造大多采用外墻外保溫形式。外墻外保溫可以增加墻體蓄熱、減小室溫波動(dòng),并具有減小墻體內(nèi)部熱應(yīng)力、保護(hù)建筑主體結(jié)構(gòu)等優(yōu)點(diǎn)。此外,外墻外保溫為室外作業(yè),便于對(duì)既有建筑實(shí)施節(jié)能改造。以外墻厚度370mm的典型居住建筑為例,采用ZL膠粉聚苯顆粒復(fù)合聚氨酯硬泡噴涂外墻外保溫技術(shù),保溫后墻體各層面材料及其熱工參數(shù)如表1所示利用表1中的數(shù)據(jù),即可求得保溫后墻體的傳熱系數(shù)為0.547W/(m2供熱供熱過(guò)程中供熱溫度的變化建筑節(jié)能改造后,通過(guò)用戶端的自主間歇調(diào)節(jié)可以減少系統(tǒng)的供熱量,維持室內(nèi)溫度穩(wěn)定在滿足人體熱舒適要求的水平上。間歇供熱調(diào)節(jié),需綜合考慮室外溫度和建筑使用時(shí)間等因素,以決定運(yùn)行調(diào)節(jié)的規(guī)律。如果間歇供熱的時(shí)間分布不合理,就會(huì)增加室溫的波動(dòng)。間歇供熱調(diào)節(jié)與建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)及內(nèi)部設(shè)備的蓄放熱特性、房間散熱設(shè)備的富裕容量等因素有關(guān)。間歇供熱時(shí)的室溫變化規(guī)律可以表述為降溫過(guò)程t升溫過(guò)程t上兩式中,系數(shù)α,β不僅與房間的熱惰性指標(biāo)有關(guān),還與設(shè)定的上下限溫度及測(cè)試過(guò)程中的室外溫度有關(guān)。系數(shù)β還與室內(nèi)散熱設(shè)備的富裕容量有關(guān)。為簡(jiǎn)化分析,數(shù)據(jù)擬合中室外溫度按平均溫度計(jì)算。對(duì)于熱惰性指標(biāo)D=4～6的居住建筑,即為建筑類型Ⅱ的建筑物,室內(nèi)溫度上限t以典型日室外氣溫為例,日最高溫度出現(xiàn)在13:00～14:00,最低溫度出現(xiàn)在4:00～6:00。為減小室溫波動(dòng),開始供熱時(shí)間應(yīng)選在室外溫度下降段,停止供熱的時(shí)間選在室外溫度上升段。筆者于2003年3月10～19日對(duì)某地板輻射供暖實(shí)驗(yàn)房間進(jìn)行了間歇供熱測(cè)試。測(cè)試房間為三面外墻,一面與供暖房間相鄰,外墻厚度240mm、保溫層厚度30mm,房間平面布置如圖1所示。測(cè)試期間室外氣溫波動(dòng)范圍4～10℃。圖2是3月14日室溫實(shí)測(cè)結(jié)果與按式(1),(2)計(jì)算結(jié)果的比較。測(cè)試中室溫上限為20℃,下限為16℃。低于17℃開始供熱,高于19℃停止供熱。實(shí)測(cè)供熱時(shí)間為9h,計(jì)算供熱時(shí)間為11h。測(cè)試后期兩者差別較大,原因是模型計(jì)算中沒有考慮過(guò)程中室外溫度波動(dòng)影響,實(shí)測(cè)過(guò)程中室外溫度升高,從而縮短了室內(nèi)溫升時(shí)間。利用北京地區(qū)1961—1990年標(biāo)準(zhǔn)氣候值,可以計(jì)算出各供暖月份相應(yīng)的供熱間歇調(diào)節(jié)時(shí)間分布,如表2所示。室外溫度取各月份的月平均氣溫,室溫維持在16～20℃之間。建筑物采取節(jié)能措施之后,通過(guò)用戶的自主間歇調(diào)節(jié),其供熱時(shí)間為1613h,較之連續(xù)供熱縮減1267h。3經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析本章仍以前述120m3.1熱源形式的影響目前,計(jì)量收費(fèi)的供熱價(jià)格及熱費(fèi)分?jǐn)偙壤鄙倏梢灾苯右玫囊罁?jù),筆者參照北京、天津兩地居住建筑平均耗熱指標(biāo)以及近年計(jì)量收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析。因熱源有熱電聯(lián)產(chǎn)、燃煤鍋爐、燃?xì)忮仩t等形式,熱源形式的不同會(huì)對(duì)熱價(jià)的高低造成影響。根據(jù)北京的供暖收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)假定熱價(jià)在40～70元/GJ之間取值。熱費(fèi)包括兩部分:固定費(fèi)用和可變費(fèi)用3.2熱價(jià)對(duì)加熱費(fèi)的影響圖3為按不同熱價(jià)和熱費(fèi)分?jǐn)偙壤?jì)算的節(jié)能改造(加設(shè)35mm厚保溫層)后供熱費(fèi)用的變化。由于供熱費(fèi)用中固定費(fèi)用部分在加設(shè)保溫層前后不發(fā)生變化,因此,圖中只給出了可變費(fèi)用部分。由圖3可知,熱價(jià)越高、可變熱費(fèi)部分占的分?jǐn)偙壤酱?投資回收期越短。表3為熱價(jià)按45元GJ計(jì)算時(shí),不同熱費(fèi)分?jǐn)偙壤鹿?jié)省熱費(fèi)的比較。其中,投資回收期按文獻(xiàn)[7]中推薦的方法計(jì)算。4建筑供暖熱費(fèi)的調(diào)節(jié)既有建筑節(jié)能改造后室內(nèi)系統(tǒng)可采用間歇供熱調(diào)節(jié)維持室溫穩(wěn)定。節(jié)能改造投資可通過(guò)間歇供熱調(diào)節(jié)降低建筑供暖熱費(fèi)支出回收。合理的熱價(jià)和熱費(fèi)分?jǐn)偙壤?可以