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)能越來越受到重視。在積極發(fā)展新節(jié)能建筑的同時,開展既有建筑的節(jié)能改造也是至關(guān)重要的。我國北方既有居住建筑大多采用實心磚墻,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)性問題;二是建筑節(jié)能改造增量成本的投資回收問題。計量供熱的推行,為解決上述問題提供了可能。一方面,用戶可以通過自主調(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)能改造的投資費用可以通過節(jié)省的熱費回收。節(jié)能改造的投資回收年限與熱費價格和分?jǐn)偙壤嘘P(guān)。合理的熱費分?jǐn)偙壤杀ＷC節(jié)能改造的經(jīng)濟性。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,并具有減小墻體內(nèi)部熱應(yīng)力、保護建筑主體結(jié)構(gòu)等優(yōu)點。此外,外墻外保溫為室外作業(yè),便于對既有建筑實施節(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供熱供熱過程中供熱溫度的變化建筑節(jié)能改造后,通過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間等因素,以決定運行調(diào)節(jié)的規(guī)律。如果間歇供熱的時間分布不合理,就會增加室溫的波動。間歇供熱調(diào)節(jié)與建筑圍護結(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)。間歇供熱時的室溫變化規(guī)律可以表述為降溫過程t升溫過程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試過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)。為簡化分析,數(shù)據(jù)擬合中室外溫度按平均溫度計算。對于熱惰性指標(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,開始供熱時間應(yīng)選在室外溫度下降段,停止供熱的時間選在室外溫度上升段。筆者于2003年3月10～19日對某地板輻射供暖實驗房間進行了間歇供熱測試。測試房間為三面外墻,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。測試期間室外氣溫波動范圍4～10℃。圖2是3月14日室溫實測結(jié)果與按式(1),(2)計算結(jié)果的比較。測試中室溫上限為20℃,下限為16℃。低于17℃開始供熱,高于19℃停止供熱。實測供熱時間為9h,計算供熱時間為11h。測試后期兩者差別較大,原因是模型計算中沒有考慮過程中室外溫度波動影響,實測過程中室外溫度升高,從而縮短了室內(nèi)溫升時間。利用北京地區(qū)1961—1990年標(biāo)準(zhǔn)氣候值,可以計算出各供暖月份相應(yīng)的供熱間歇調(diào)節(jié)時間分布,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,通過用戶的自主間歇調(diào)節(jié),其供熱時間為1613h,較之連續(xù)供熱縮減1267h。3經(jīng)濟技術(shù)分析本章仍以前述120m3.1熱源形式的影響目前,計量收費的供熱價格及熱費分?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)以及近年計量收費標(biāo)準(zhǔn)進行分析。因熱源有熱電聯(lián)產(chǎn)、燃煤鍋爐、燃?xì)忮仩t等形式,熱源形式的不同會對熱價的高低造成影響。根據(jù)北京的供暖收費標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)假定熱價在40～70元/GJ之間取值。熱費包括兩部分:固定費用和可變費用3.2熱價對加熱費的影響圖3為按不同熱價和熱費分?jǐn)偙壤嬎愕墓?jié)能改造(加設(shè)35mm厚保溫層)后供熱費用的變化。由于供熱費用中固定費用部分在加設(shè)保溫層前后不發(fā)生變化,因此,圖中只給出了可變費用部分。由圖3可知,熱價越高、可變熱費部分占的分?jǐn)偙壤酱?投資回收期越短。表3為熱價按45元GJ計算時,不同熱費分?jǐn)偙壤鹿?jié)省熱費的比較。其中,投資回收期按文獻[7]中推薦的方法計算。4建筑供暖熱費的調(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)能改造投資可通過間歇供熱調(diào)節(jié)降低建筑供暖熱費支出回收。合理的熱價和熱費分?jǐn)偙壤?可以