西安地区居住建筑围护结构选型分析.pdf

第 3 9卷第 1期 2 0 1 3年 2月 四川建筑科学研究 S i c h u a n B u i l d i n g S c i e n c e 28 9 西安地区居住建筑围护结构选型分析 李佳凌， 迟维胜 空军工程大学工程学院机场建筑工程系， 陕西 西安7 1 0 0 3 8 摘要 针对西安地区居住建筑墙体外墙外保温系统的类型和墙体围护结构的特点， 建立了居住建筑模型， 利用能 耗模拟分析软件 D e S T h对不同类型墙体结构进行了能耗模拟计算， 综合比较分析了不同类型结构的能耗经济性， 定量各围护结构的节能效果与效益 ， 在充分考虑节能效益最大化的原则上， 提供居住建筑围护结构的选型依据。 关键词 建筑墙体； 西安地区； 选型分析 中图分类号 T U 1 1 1 ． 4 1 文献标志码 B 文章编号 1 0 0 8 1 9 3 3 2 0 1 3 0 1 2 8 9 0 2 0 前言 住宅围护结构 的热工性能是影响室内热舒适的 重要因素。如何经济合理地选用围护结构， 既使建 筑物具有 良好 的室内热环境 ， 又能更好地降低能耗 ， 已成为建筑 、 环境 、 能源等领域急需研究的课题 。 本文针对西安地区居住建筑外墙外保温系统和 墙体围护结构的特点， 通过建立居住建筑模型， 利用 能耗模拟分析软件 D e S T h对不同类型墙体结构进 行能耗模拟计算。综合比较分析了不同类型结构的 能耗经济性， 定量各围护结构的节能效果与效益。 在充分考虑节能效益最大化的原则上， 提供居住建 筑围护结构的选型依据。 1 住宅建筑模型的建立 在 D e S T h中建立建筑模型作为能耗模拟计算 对象 图 1 ， 该建筑模型是节能住宅小 区一幢 6层 楼的普通居民住宅 ， 一梯两户 ， 每层两 个单元 四户 ， 底层作商用、 停车， 2 ～ 6 层为居住， 每层层高 2 ． 8 m， 每层 建筑 面 积5 0 0 ． 0 m 。 此 建筑 模 型计算 参 数指 图 1 建筑模型 收稿 日期 2 0 1 1 _ 0 8 - 2 4 作者简介 李佳凌 1 9 8 7 一 ， 男， 甘肃酒泉人， 硕士研究生， 主要从事 混凝土材料研究。 E ma i l 3 41 9 71 2 9 0 q q ． t o m 标城市设定为西安， 设计参数符合 D B J 4 3 ／ o 0 1 2 0 0 4 陕西省居住建筑节能设计标准 规定。 2 模拟计算参数设置 1 环境设置参数 表 1 表 1 环境设置参数 设置城市 气象数据 节能计算建筑面积 单层面积 居室室内热环境指标 计算温度 换气次数 人数密度 内部热源 照明负荷 内部热源 西安 Xi ’ a I l T Y3 ． BI N 5 0 0 ． 0m 夏季全天为2 6 ℃； 冬季全天为 1 8 ％ 1 ． 0次／ h 0 ． 1 X／ i n l 0 W／ m‘ 设备负荷 内部热源 1 0 W／ m 注 时间为一 日2 4小时制， 百分数表示实际的人员密度、 设备 、 灯光负荷 设计值的百分率。空调运行条件为当室内温度 2 6 ℃ 时。 换气次数为 1 ． 0次／ l b时。 3 建筑外墙外保温 系统能耗模拟计 算与经济性分析 根据设置的模拟计算参数， 利用 D e S T h 软件建 立空调能耗分析模型， 采用不同外墙外保温系统来 计算节能效果。考虑软件设计的影响， 本计算主要 以夏热冬冷地区适用的外墙外保温系统来计算， 包 括膨胀聚苯板外墙外保温系统、 聚苯颗粒保温砂浆 外墙外保温系统、 聚氨酯硬泡沫塑料外墙外保温系 统和加气混凝土砌块外墙外保温系统共4种常见的 外墙保温结构。鉴于本文研究 目的， 加一传统方案 作为基准方案比较分析， 因此， 制定了5 个外墙外保 2 9 0 四川建筑科学研究 第 3 9卷 温节能方案， 为了考虑结构性热桥部位的影响， 外墙 取平均传热系数， 见表 3 。外墙及屋面楼板外保温 建筑的参数采用其建议值 窗墙比南北向取 0 ． 3 3 ； 门窗传热系数3 ． 2 0 W／ n l k ； 屋面传热系数0 ． 8 0 结构示意如图2 、 3所示。根据标准， 在软件中设定 W／ m k ； 楼板传热系数 1 ． 6 0 W ／ m k 。 表3 外墙外保温系统节能方案 外粉刷 保 温层 砌 体 内粉 刷 图2 外墙外保温结构示意 保护层 防水层 找坡层 保温层 钢筋混凝土板 图3 屋面楼板外保温结构示意 外墙外保温系统各方案耗能数据比较分析如图 4 6所示 。 ．_ 方案1 方案2 方案3 方案4 方案5 图4 各方案全年单位面积空调冷负荷能耗 ． 方案1 方案2 方案3 方案4 方案5 图 5 各方案全年单位面积空调热负荷能耗 ．一 图6 各方案全年单位面积空调总负荷能耗 外墙外保温系统各方案能耗与经济性分析比较 见表 4 。 表 4 外墙外保温系统各方案能耗与经济性比较 方 案夕 薹 秀 方案 1 膨胀聚苯板 1 3 ． 1 5 6 5 7 5 3 8 1 3 ． 5 方案 2 加气混凝土砌块 2 0 ． 8 0 1 0 4 0 0 6 0 3 2 方案 3 基准方案 5 0 0 ． 0 2 5 ． 4 2 1 2 7 1 0 7 3 7 1 ． 8 方案 4 聚苯颗粒保温砂浆 1 6 ． 9 0 8 4 5 0 4 9 0 1 方案 5 聚氨酯硬泡沫塑料8 ． 3 5 4 1 7 5 2 4 2 1 ． 5 注 西安电价价格定额为 0 ． 5 8 元／ k wh 。 4 结语 本文以西安地区墙体保温系统为例， 分析我国 类似气候地区建筑围护结构选型， 通过构建住宅建 筑模型， 提出利用动态模拟法对建筑物能耗进行模 拟计算， 同时借助经济性指标对建筑维护结构类型 进行优选。最后， 以实例验证了该方法的实用性和 有效性。此方法弥补了人为的主观性和随意性 ， 为 解决建筑物围护结构选型问题提供了一种科学、 实 用的决策新途径， 从而得到更为客观与合理的结果， 同时该方法思路简单明了， 易于理解和实现。 参 考 文 献 [ 1 ] J G J 1 3 4 --2 0 0 1 夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准[ s ] ． [ 2 ] 王立雄． 建筑节能[ M] ． 北京 中国建筑工业出版社， 2 0 0 4 ． [ 3 ] J G J 1 4 4 --2 0 0 4外墙外保温工程技术规程【 S ] ． [ 4 ] 黄光德． 夏热冬冷地区居住建筑能耗分析[ D ] ． 重庆 重庆大 学 ， 2 0 0 6 ． [ 5 ] 燕达， 谢晓娜， 等． 建筑环境设计模拟分析软件 D e S T [ J ] ． 暖 通空调 ， 2 0 0 4 7 ． 弭 ∞ ∞ 仍伽 叶 卧 叶 叶 叶 叶卧 叶 ∞ 如 l鲁 卯 ∞ ∞ 如∞ ∞ L n n 口 巴＼ 镒踊 州 陋 斟廿剞帐恹摊 加 m m m 加 加 帅 如 m 陋 m m } 三 m 旭 陋 }三 j 4 2 t l l 1 8 6 4 2 O 一 、 事一 ＼ 程枢佥 零 旧 井廿州 谁 4 4 4 4 4 3 3 3 O 0 O O 0 O 0 O 0 O 十 E E E E E E E E E 0 O 0 0 0 0 0 0 O 5 0 5 0 O 5 O O 3 2 2 l 1 5 4 4 0 Ⅲ， ≥ ／ 梧斌幕 州鞋恒 斟廿 张 谁