旧建筑围护结构节能改造效益分析

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1、旧建筑围护结构节能改造效益分析文登市电业总公司李孝俊[摘要]本文对建筑物围护结构节能改造进行定量分析，通过计算说明节能改造的必要性、经济性和可行性。[关键词]围护结构热负荷耗热量温度墙体保温一、工程概况该工程处于寒冷地区，室外采暖计算温度twn=-6℃，室外风速4m/s，采暖期室外平均温度0.3℃，建筑物具体尺寸见附图一。围护结构情况如下：墙体为240mm厚红砖墙、双面抹灰、外侧水泥浆20mm，内侧混合砂浆、刮大白。K=2.03W/m2℃；窗为单层单玻、铝合金推拉窗，K=6.4W/m2℃。楼梯间无采暖设施，无楼宇门，建筑面积12

2、7m2。为讨论问题简单，取一户非边户、非底、非顶层进行分析。二、改造前的设计热负荷及耗热量计算1、室内设计温度tn：厨房：15℃，卫生间25℃，（兼浴室），其余房间为18℃。2、热负荷计算，以主卧室为例计算：（1）主卧室冷风渗透耗热量的计算：缝隙长度l=3.5×2＋6×1.5＝16m朝向修正系数n=0.35空气密度ρw=1.32kg/m3空气比热Cp=1kJ/kg·m3每米缝隙渗入空气量L=1.6m3/h·m渗入量V=L×l×n=1.6×16×0.35=8.96m3/h耗热量Q2=0.278VρwCp(tn-twn)=0.278

3、×8.96×1.32×1×24=79W其余计算见附表一。（2）围墙结构的设计热负荷计算：①东外墙：面积4.2m2，传热系数k=2.03W/m2·℃室风计算温度tn=18℃，室外计算温度twn=-6℃，朝向修正系数α=-5%，温差修正系数α=1基本耗热量Q=αkF(tn-twn）=1×2.03×4.2×[18-（-6）]=205W修正后的耗热量Q1=Q×（1-0.05）=194W②南墙外：面积4.88m2，朝向修正系数α=-15%，其余同上基本耗热量Q=αkF(tn-twn）=1×2.03×4.88×[18-（-6）]=238W修

4、正后的耗热量Q1=Q×（1-0.15）=202W③南窗外：面积5.24m2，传热系数k=6.4W/m2·℃，其余同上基本耗热量Q=αkF(tn-twn）=1×6.4×5.24×[18-4]=806W修正后的耗热量Q1=Q×（1-0.15）=685W④楼梯间墙：经实测，当室外温度为0℃时，各楼层的温度如下：（单位：℃）楼层状况1层2层3层4层5层6层平均无楼宇门1.52.57.310.413.713.910有楼宇门8.612.414.515.5161613.8推算采暖室外计算温度下的各层温度的平均值，无楼宇门为4℃，有楼宇门为8℃

5、。面积12.32m2，室外计算温度4℃，其余同上基本耗热量Q=kF(tn-tn1）=2.03×12.32×[18-4]=350W（3）该房间的总热负荷=194+202+685+350+79=1511W其余计算见附表二。（4）该户设计总热负荷为6467W，单位面积设计热负荷6467/127=51W/m23、年耗热量计算：根据《城市热力网设计规范》Qna=0.0864×N×Qn×（tn-ta）/(tn-twn)=0.0864×120×0.05×(18-0.3)/(18+6)=0.39GJ其中Qna:采暖全年耗热量，GJN：采暖期天数

6、N=120天Qn：采暖设计热负荷，kw；tn:采暖期室内计算温度，℃，tn=18℃ta:采暖期平均室外温度，℃，ta=0.3℃twn:采暖期室外计算温度，℃热量按50元/GJ计算：0.39×50=19.5元/m2年供热费：127×19.5=2476.5元三、改造后的设计热负荷日耗热量计算：1、墙体：墙体保温采用厚度30mm的挤塑板（导热系数λ=0.03w/m2·℃热阻R2=δ/λ=0.03/0.03=1m2·℃/W），其作法参照有关图集的规范的要求。原结构的热阻R1=1/k=1/2.03=0.49m2·℃/W改造后的墙体热阻R0

7、=R1+R2=1+0.49=1.49m2·℃/W改造后的墙体的结热系数k0=1/R0=1/1.49=0.67m2·℃/W2、窗：增加一层铝合金推拉窗，其传热系数为3.26w/m2·℃。冷风渗透系数取单层窗的1/2。3、加装楼宇门一樘4、设计热负荷计算，见附表：3010W单位面积设计热负荷：3010/127=23.7w/m25、年耗热量：Qna=0.39×23.7/51=0.181GJ热价按50元/GJ，每平方米供热费0.18×50=9.06元/m2。四、投资效益分析1、墙体保温工程量：33m2；按85元/m2计算，投资2805元

8、；2、铝合金窗工程量：20.1m2，按180元/m2计算，投资3618元；3、楼宇门按2400元/樘计算。分摊到单元面积上的投资为：（2805+3618+2400/12）/127=6623/127=52.15元/m24、每节约供热费：19.5-9.06=10.4