004 华北地区典型农宅采暖能耗模拟及节能分析

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1、华北地区典型农宅采暖能耗模拟及节能分析北京建筑工程学院董海广,许淑惠摘要对华北地区农村住宅进行实地调查，用DeST-h模拟软件对新、旧两种典型的农村住宅进行了冬季采暖能耗的模拟计算。设计了几种节能改造方案，并对各种方案做了节能敏感性分析，提出适合华北地区使用的外窗类型和选择原则，探讨了各种围护结构的保温性能在降低采暖能耗中的作用大小，并对新、旧住宅的保温性能进行了对比，总结出农村住宅的节能改造意见。关键词能耗模拟DeST-h节能改造保温农村住宅1引言随着中国经济的发展，农民收入水平逐步提高，农村建筑能耗已经成为我国建筑节能不可忽略的问题，特别是农村商品能消耗量呈现快速上升的趋势。2

2、007年我国农村建筑面积为240亿m2，占全国总建筑面积的56%，总耗电量为900亿度/年[1]。1995年我国农村生活用煤为8611万吨标准煤，到2005年，增加到16684万吨标准煤[2]，是1995年的1.94倍，平均年增长率为3.4%。根据《2008年中国统计年鉴》中2001~2008年逐年煤炭平衡表中数据进行分析，农村生活用能消耗的煤炭已经占我国煤炭生产量的10.8%。减少农村商品能耗，降低农村生活用商品能总量，改善农村住宅环境状况，提高农村能源利用效率，实现农村的可持续发展成为新农村建设的一个重要方面。我国学者对严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷的建筑节能与保温方面进行了研究

3、[3]-[5]，对农村住宅的节能与保温有参考意义。近年来，农村住宅环境状况，已引起人们的重视，太阳能技术与吊炕技术在农村住宅中得到推广应用，并有学者对农宅建筑能耗进行模拟分析，提出改进措施[6][7]。本文主要通过对华北地区的农宅用能情况进行研究，提出改善华北地区农村住宅的节能措施。2华北地区农村住宅现状2009年冬季，我们对华北地区15个地方的农村进行用能情况调查，从调研的情况看，华北地区农村住宅主要的特点及主要问题：（1）外墙传热系数大，热损失严重目前华北农村新建房屋外围护结构65%采用370mm实心砖，35%采用240mm实心砖，其中95%无任何外保温措施，只有5%的外墙加外

4、保温层。旧住宅中有四分之三的外墙使用240mm实心砖+土坯，纯土坯墙现已少见。屋顶一般为平屋顶和坡屋顶两种，平屋顶占到四分之三。出于美观要求，新建房屋中三分之一有吊顶，材料以石膏板为主。（2）地面和屋顶无保温措施农村住宅的地面和屋顶基本未采取保温措施，部分仅考虑到地面防潮的要求。坡屋顶住宅屋顶以砖瓦材料为主，近十年的新建住宅中大部分平屋顶住宅使用水泥预制板或现浇混凝土结构，冬季屋顶有结露现象，影响室内环境。旧住宅和少部分新建平屋顶住宅使用木制结构屋顶，透气性和保温性较好。（3）外窗传热系数大，密闭性不好，保温效果差华北地区农村住宅各种外窗构成比例为：单层玻璃46%，双层玻璃37.4

5、%，纸糊2%，半玻璃半纸糊4.6%；木窗占五分之三，其它大多为铝合金窗。木窗基本都由当地木工加工定做，使用一段时间后容易发生形变，造成较大的缝隙，冬季冷风渗透现象严重，其它类型窗户因未采取很好的密封措施，也存在这种现象。7（4）采暖效率低，能耗大，室内温度低在华北地区冬季，相当多的农户全家集中到一两间卧室中生活以减少采暖用能。目前农村新建住宅，98%采用土暖气采暖，每户商品煤消耗约为13kg/天，2%采用空调器采暖。旧式住宅每户平均有两个蜂窝煤炉取暖，每户商品蜂窝煤消耗约为7kg/天。采暖室内平均温度10℃-12℃左右。耗煤量高达30-40千克标准煤/m2，为城市采暖能耗的1.5～

6、2倍。（5）室内外环境污染严重农村新建住宅室内环境比较好。旧式住宅室内环境比较差，一般煤炉采用薄铁皮烟筒向外排烟，室内烟气较重。冬季烹饪有30%农户采用秸秆，60%农户采用煤炉，10%农户采用罐装煤气。由于炉具、灶具设计不合理，燃烧效率低，造成室外空气环境的严重污染。因此，根据华北地区农村住宅的特点，提高传统采暖方式的采暖效率，降低能耗，同时提高各种可再生资源的使用效率，推广新能源，新技术找到采暖问题的解决方案是当前农村建筑节能的重点。下面对华北农村典型住宅的既有建筑及其几种节能改造方案进行模拟能耗分析，提出农村住宅的节能改造措施。3农村既有住宅及节能改造方案从华北农村住宅中选取新

7、、旧两栋具有代表性的实际住宅作为基准建筑，在此基础上进行节能改造，对基准建筑和节能改造后的建筑进行能耗分析。农村住宅有正方与厢房之分，厢房中很少有人员活动，故本文只针对提供居民主要休息活动场所的正房进行能耗模拟和节能改造的研究，对于厢房仅考虑其对正房的遮阳效果，不作为采暖计算对象。3.1基准旧住宅及节能改造方案选取有四间正房和两间厢房的农村住宅为基准旧住宅，屋顶为平屋顶，正房层高3.3米，厢房层高3米，建筑平面图如图1所示，外墙为内外120mm红砖中间夹220mm土坯