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行為節(jié)能對節(jié)能居住建筑的節(jié)能促進作用

文檔作者：朱繼宏李德英文檔來源：北京建筑大學(xué)北京市供熱、供燃氣、通風(fēng)及空調(diào)重點實驗室		點擊數(shù)：	更新時間： 2022年03月11日
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第36卷第2期
2016年2月
煤氣與熱力
GAS&amp;amp; HEAT
Vo1．36 No．2
Feb．2016
· 建筑供暖·空調(diào)·通風(fēng)·熱環(huán)境·
行為節(jié)能對節(jié)能居住 建筑的節(jié)能促進作用
朱繼宏， 李德英
(北京建筑大學(xué)北京市供熱、供燃氣、通風(fēng)及空調(diào)重點實驗室，北京100044)
摘要： 建立北京地區(qū)的居住建筑模型，采用DeST—h居住建筑能耗模擬軟件，以建筑耗熱
量指標(biāo)作為判別標(biāo)準(zhǔn)，計算分析行為節(jié)能(室內(nèi)溫度9：00一l8：00設(shè)定為6℃ ，其他時段設(shè)定為18
c【=)對三步節(jié)能、二步節(jié)能居住建筑的節(jié)能促進作用。對于三步節(jié)能建筑，實施行為節(jié)能前后的建
筑耗熱量指標(biāo)分別為l4．3、13．7 W／m ，下降幅度為4．2％。對于二步節(jié)能建筑，實施行為節(jié)能前
后的建筑耗熱量指標(biāo)分別為20．2、18．9 W／m ，下降幅度為6．4％。
關(guān)鍵詞： 行為節(jié)能； 計量供熱； 節(jié)能居住建筑； 耗熱量指標(biāo)
中圖分類號：TU832 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1000—4416(2016)02—0A13—04
0 晦 攀 瓣
揀謄 辮麓零攀
北方城鎮(zhèn)建筑冬季供暖能耗是我國建筑能耗的
主要組成部分，也是建筑節(jié)能潛力較大的部分。隨
著我國新建建筑增多，城市供暖熱負荷也在不斷增
大，能耗也隨之增長，用戶對用熱個性化和提高舒適
性的要求也越來越迫切? 。歐洲一些國家非常重
視用戶的舒適要求和節(jié)能措施的研究與實施，在用
戶對室內(nèi)溫度的控制技術(shù)和設(shè)備上代表了當(dāng)今世界
的先進水平，如德國、丹麥、法國、瑞典、芬蘭等 ]。
在我國，供暖溫度往往是由供熱單位進行調(diào)節(jié)，用戶
收稿日期：2015—03—12； 修回日期：2015—04—23
處于被動狀態(tài)。隨著計量供熱的實施，特別是室內(nèi)
溫控裝置(溫控閥等)的安裝，使得用戶可在一定范
圍內(nèi)自主調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，進而實現(xiàn)行為節(jié)能。本文
以居住建筑的單位建筑面積耗熱量指標(biāo)(以下簡稱
耗熱量指標(biāo))作為判定標(biāo)準(zhǔn)，采用模擬計算方法，分
析計算行為節(jié)能對節(jié)能居住建筑的節(jié)能促進作用，
其中外墻采用外保溫。
1 分析方法與模型
1．1 分析方法
采用DeST—h居住建筑能耗模擬軟件，對既有
節(jié)能居住建筑的耗熱量指標(biāo)進行模擬計算。DeST
— h是DeST軟件針對居住建筑單獨開發(fā)的一個獨
立版本，主要用于居住建筑熱特性的影響因素分析、
熱特性指標(biāo)的計算、全年動態(tài)負荷計算、室內(nèi)溫度計
算、室內(nèi)供暖系統(tǒng)經(jīng)濟性分析等，基于狀態(tài)空間法對
居住建筑熱狀況進行動態(tài)模擬計算，并通過計算結(jié)
果反映居住建筑熱狀況隨時間的變化 J。影響居
住建筑熱狀況的因素包括內(nèi)擾因素(人員、照明、設(shè)
備散熱等)和外擾因素(室外溫度、風(fēng)速、日照等)，
在本文的模擬計算過程中，內(nèi)擾因素通過輸入進行
設(shè)定，外擾因素由軟件自動給定。
本文采用模擬計算方法，先建立一幢原型居住
· A 13·
第36卷第2期 煤氣與熱力
建筑模型，設(shè)定在節(jié)能改造中實施計量供熱改造
(并安裝溫控閥)，計算分析行為節(jié)能對改造后節(jié)能
建筑的節(jié)能促進作用，其中外墻采用外保溫改造方
法。
1．2 模型與計算參數(shù)
① 原型居住建筑模型
衛(wèi)生
原型居住建筑為北京市某5層既有居住建筑，
層高2．7 m，共3個單元，每層一梯兩戶，總建筑面
積約2 570 m ，體形系數(shù)為0．3，建筑的窗墻比：北向
0．25，南向0．35，東西向0．30。原型居住建筑典型
層平面模型見圖1。外圍護結(jié)構(gòu)(外墻、外窗、屋頂
等)的傳熱面積由軟件自動計算。
圖1 原型居住建筑典型層平面模型
② 計算參數(shù)
北京冬季寒冷，夏季炎熱，四季分明，供暖期與
供冷期時間接近。室外平均溫度小于或等于5℃的
時間占全年的5％ ～10％，最冷月為1月，室外平均
溫度約一3．8℃ ；室外平均溫度大于或等于25℃的
時間占全年的22％ ，最熱月為7月，最高室外溫度
可達到36℃以上。全年水平面上太陽輻射量最大
月為5月，月總太陽輻射量594．5 MJ／m ；最小月為
12月，月總太陽輻射量為217．3 MJ／m 。
我們在DeST—h軟件中選定2005-2006年北
京地區(qū)氣象數(shù)據(jù)進行模擬計算。供暖期(2005年11
月15 Et_2006年3月15日，共121 d)最高室外溫
度為19．2℃，最低室外溫度為一l3．4℃ ，供暖室內(nèi)
計算溫度取18℃，通風(fēng)換氣次數(shù)取0．5 h。。，外窗的
冷風(fēng)滲透量由軟件根據(jù)外窗類型自行給定。根據(jù)
JGJ 26—2010《嚴寒和寒冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計
標(biāo)準(zhǔn)》，單位建筑面積建筑內(nèi)部得熱量取3．8 W／
m 。建筑耗熱量指標(biāo)g 的計算式為：
121
三( H + IN )
qu ———————— ———一一g n
式中g(shù) ——建筑耗熱量指標(biāo)，w／m
— — 供暖期第i Et的日均基本耗熱量，
W
INF — — 供暖期第日的日均附加耗熱量， ,
I i
W
— — 供暖期時間，d，為121 d
A——建筑面積，m
g ——單位建筑面積建筑內(nèi)部得熱量，w／
m ，為3．8 W／m
1 3 建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)判定依據(jù)
標(biāo)準(zhǔn)JGJ 26的逐步修訂反映了我國北方地區(qū)
居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的逐步提高 J。對于北京
地區(qū)4～8層建筑，不同時期節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的建
筑耗熱量指標(biāo)限值見表1。為方便敘述，我們將
1986、1995、2010年版的節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)分別稱為一
步、二步、三步節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。
表1 不同時期節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的建筑耗熱量指標(biāo)限值
，
一一 名稱|{ 限值
JGJ 26—86《民用建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)(采暖居 24
． 7
住建筑部分)》
JGJ 26—95《民用建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)(采暖居 2O
． 6
住建筑部分)》
JGJ 26_20l0《嚴寒和寒冷地區(qū)居住建筑節(jié) l5
． 0
能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》
2 分析計算結(jié)果
2．1 原型居住建筑耗熱量指標(biāo)
原型居住建筑的建造年代按1990年考慮，原型
居住建筑的圍護結(jié)構(gòu)構(gòu)造、傳熱系數(shù)見表2。由表2
可知，原型居住建筑圍護結(jié)構(gòu)的熱工性能參數(shù)符合
JGJ 26—86在我國建筑節(jié)能起步階段對建筑圍護結(jié)
構(gòu)熱工性能參數(shù)限值的規(guī)定。原型居住建筑沒有實
施供熱計量，也未安裝溫控裝置。由模擬結(jié)果，經(jīng)計
算得到原型建筑的建筑耗熱量指標(biāo)為24．2 W／m ，
達到了一步節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。
· A 14 ·
朱繼宏，等：行為節(jié)能對節(jié)能居住建筑的節(jié)能促進作用 第36卷第2期
表2 原型居住建筑的圍護結(jié)構(gòu)構(gòu)造、傳熱系數(shù)
傳熱系數(shù)
圍護 構(gòu)造 (W ． m-2 Ⅲ K )
結(jié)構(gòu) 改造前 JgJ 2~
標(biāo)準(zhǔn)限值
外墻 20 mm厚水泥砂漿內(nèi)外 1
． 抹灰 20 1．28
，240 mm厚磚墻
10 mm厚防水層，20 mm厚
屋頂 水泥砂漿找平層，60 mlTl厚 0
． 瀝青膨脹珍珠巖 90 0．91
，120 mm厚
鋼筋混凝土
外窗 單層玻璃金屬框 6．10 6．40
2．2 三步節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)下的耗熱量指標(biāo)、
① 未考慮行為節(jié)能 、
設(shè)定在對原型居住建筑圍護結(jié)構(gòu)進行節(jié)能改造
的同時，實施計量供熱改造，并增設(shè)溫控閥，從而實
現(xiàn)室內(nèi)溫度的有限調(diào)節(jié)。當(dāng)居住建筑圍護結(jié)構(gòu)的傳
熱系數(shù)小于或等于JGJ 26_2010規(guī)定的限值時，認
為該居住建筑節(jié)能水平達到三步節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。節(jié)能改
造(以三步節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)為目標(biāo))后建筑圍護結(jié)構(gòu)的構(gòu)
造、傳熱系數(shù)見表3，其他模擬條件不變。由模擬結(jié)
果可知，由于改造后外窗氣密性有所提高，附加耗熱
量有所下降，但耗熱量下降的根本原因是圍護結(jié)構(gòu)
傳熱系數(shù)的下降。由模擬結(jié)果，可計算得到三步節(jié)
能標(biāo)準(zhǔn)條件下，建筑耗熱量指標(biāo)為14．3 w／m ，達到
了三步節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。
表3 節(jié)能改造(以三步節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)為目標(biāo))
后建筑圍護結(jié)構(gòu)的構(gòu)造、傳熱系數(shù)
。傳 熱系數(shù)／
圍護 構(gòu)造 (w m 2_K )
結(jié)構(gòu) 改造后 JGJ 26 l0
--標(biāo)準(zhǔn)限值
20 mm厚水泥砂漿內(nèi)外抹
外墻 灰，240 mm厚磚墻，50 mm 0．5O 0．60
厚聚氨酯硬泡沫塑料板
10 mm厚防水層，20 mm厚
水泥砂漿找平層，70 mm厚
屋頂 保溫砂漿，60 mm厚聚氨酯 0．40 0．45
硬泡沫塑料板，120 mm厚鋼
筋混凝土
外窗 Low—E中空玻璃塑鋼窗 2．40 2．50
② 考慮行為節(jié)能
安裝溫控閥后，用戶可以根據(jù)自身需求通過溫
控閥自主調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度來降低建筑耗熱量。模擬主
要考察用戶上班或外出時間(9：o0—18：00)，建筑
的主要房間(臥室、起居室)散熱器溫控閥進行調(diào)節(jié)
后，供暖期的耗熱量指標(biāo)。上班或外出時間溫控閥
設(shè)定為6 oC，其他時段設(shè)定為18 cC。由模擬結(jié)果，
可得到實施行為節(jié)能后的建筑耗熱量指標(biāo)為13．7
w／m ，比考慮行為節(jié)能前下降了4．2％。
2．3 二步節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)下的耗熱量指標(biāo)
① 未考慮行為節(jié)能
目前，我國仍有大量二步節(jié)能既有居住建筑，是
否能通過實施行為節(jié)能使得這部分既有居住建筑的
節(jié)能水平接近甚至達到三步節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，值得我們研
究。仍以原型居住建筑模型為研究對象，以二步節(jié)
能標(biāo)準(zhǔn)對圍護結(jié)構(gòu)的熱工性能參數(shù)進行選取，進而
模擬計算行為節(jié)能對二步節(jié)能建筑耗熱量指標(biāo)的影
響。
當(dāng)居住建筑圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)小于或等于
JGJ 26 5規(guī)定的限值時，認為該居住建筑的節(jié)能
水平達到二步節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。節(jié)能改造(以二步節(jié)能標(biāo)
準(zhǔn)為目標(biāo))后建筑圍護結(jié)構(gòu)的構(gòu)造、傳熱系數(shù)見表
4，其他模擬條件不變。由模擬結(jié)果，可計算得到在
二步節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)條件下，建筑耗熱量指標(biāo)為20．2 W／
1TI ，達到了二步節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。
表4 節(jié)能改造(以二步節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)為目標(biāo))
后建筑圍護結(jié)構(gòu)的構(gòu)造、傳熱系數(shù)
傳熱系數(shù)／
圍護 構(gòu)造 (W ·m ·K )
結(jié)構(gòu) 改造 JGJ 26— 5
后 標(biāo)準(zhǔn)限值
20 mm厚水泥砂漿內(nèi)外抹
外墻 灰，240 mm厚磚墻，20 mm 1．10 1．16
厚聚苯乙烯泡沫板
30 mm厚瀝青混凝土層，10
mm厚防水層，20 mm厚水
屋頂 泥砂漿找平層，50 mm厚聚 0．70 0．8O
苯乙烯泡沫板，120 mm厚鋼
筋混凝土
外窗 雙層中空玻璃塑鋼窗 3．90 4．O0
② 考慮行為節(jié)能
考慮行為節(jié)能時，溫控閥的調(diào)節(jié)方式同前。由
模擬結(jié)果，可計算得到建筑耗熱量指標(biāo)為18．9 W／
m ，比考慮行為節(jié)能前下降了6．4％。
3 結(jié)論
對于三步節(jié)能建筑，實施行為節(jié)能前后的建筑
耗熱量指標(biāo)分別為14．3、13．7 W／m ，下降幅度為
4．2％。對于二步節(jié)能建筑，實施行為節(jié)能前后的建
· A 15·
第36卷第2期 煤氣與熱力 nvw．gasheat．a(chǎn)n
筑耗熱量指標(biāo)分別為20．2、18．9 w／m ，下降幅度為
6．4％ 。本文得到的結(jié)論基于模擬結(jié)果，對于行為節(jié)
能對節(jié)能居住建筑的節(jié)能促進作用，還應(yīng)進行實測
研究。
參考文獻：
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的分析[J]．煤氣與熱力，2006，26(1)：61—65．
Promotion of Behavior Energy-saving to
Energy·saving Residential Building
ZHU Jihong．LI Deying
Abstract： The residential building model for
Beijing area is established．Taking the building heat
consumption index for the judging standard，the pro—
motion of behavior energy--saving which is setting in-·
door temperature at 6℃ from 9：00 to 18：00 and 18
at other time points，to three—step energy —saving and
two·-step energy·-saving residential buildings is calculat--
ed and analyzed by DeST—h residential building energy
consumption simulation software． The heat consump—
tion indexes of three·-step energy--saving residential
building before and after the implementation of behav—
ior energy —saving are 14．3 W／m and 13．7 W／m re—
spectively．with a decline of 4．2％ ．The heat consumption
indexes of two·-step energy--saving residential
building before and after the implementation of behav—
ior energy—saving are 20．2 W／m and 18．9 W／m re—
spectively．with a decline of 6．4％ ．
Key words： behavior energy—saving；metering
heating；energy—saving residential building；heat con—
sumption index
· 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范簡訊·
近期國家住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局、
國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)
標(biāo)準(zhǔn)號 標(biāo)準(zhǔn)名稱 代替標(biāo)準(zhǔn)號 實施日期
GB 50o19—2015 工業(yè)建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范 GB 500l9—20o3 2016-02-01
GB 50183—2015 石油天然氣工程設(shè)計防火規(guī)范 GB 5Ol83—2OO4 2Ol6一O3—01
GB 50189—2015 公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) GB 501 89—20o5 2015—10—01
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GB 50251—20l5 輸氣管道工程設(shè)計規(guī)范 GB 5025 1—20O3 2015-10-01
GB 50424—2015 油氣輸送管道穿越工程施工規(guī)范 GB 50424—2007 2Ol6—03—01
CJ，I'469—2Ol5 燃氣熱水器及采暖爐用熱交換器 2015—07—0l
CJ廠I’l 13—2Ol5 燃氣取暖器 CJ仃’l13—2O0o 2015—07—0l
GB，I’51074—2Ol5 城市供熱規(guī)劃規(guī)范 2015—09一Ol
CJ，It 477—2015 超聲波燃氣表 2015-09-01
CJ廠I’479 CJ／T 3075．1— 1998
— 20l5 燃氣燃燒 器具 實驗室技術(shù)通則 CJ廠I．3075 2015-09-01
．2— 1998
GB廠I1 51098—20l5 城鎮(zhèn)燃氣規(guī)劃規(guī)范 2015—1 1—01
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