承德地区农村住宅围护结构节能改造研究.pdf

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1、城市建筑I结构·抗震IURBANISMANDARCHITECTURESTRUCTURE·ASEISMATIC承德地区农村住宅围护结构节能改造研究一秦博娜周子涵袁景玉+【摘要】承德农村住宅多为低层单体建筑，节能性和舒适度与城市多高层住宅相比有较大差距，外围护结构的热损失成为住宅能耗的主要组成。为了确定合理的外围护结构保温系统．利用AUTODESKECOTECTANALYSIS201l软件对采用不同保温措施的承德农村典型住宅进行了能耗模拟。分析了改造前后住宅热舒适度的改造情况。通过各围护结构保温措施分析，确定了最佳的提高农村住宅节能性的保温方案。【关键词]承德农村住宅节能保温ECOTOCT模拟随着

2、我国新农村建设规模的扩大，以及农村居民生活水平的普遍提高，我国的农村住宅的建设正处于稳定发展的阶段。其中农村地区入口截止到2015年末约为9．3亿人，约占全国总人口数的68％左右；农村建筑面积从2001年的205亿m2增加到238亿m2，总量巨大，占全国建筑总面积的51％。随着建筑面积的增长，单位面积建筑能耗的增加．以及农村居民对室内的热舒适性更高的要求．使得建筑能耗呈上升趋势。目前我国农村住宅用商品能源(主要是燃煤、电力、燃气)总量已达到城镇建筑用商品能源的1／3，而且正在以每年10％以上的速度增长。针对农村住宅热损失现象，多位学者对此展开过研究(董馨潞采用EQUEST建筑能耗模拟软件对调研

3、典型既有农宅全年采暖能耗进行模拟，吕秀焱选用清华大学的DeST软件对不同墙体材料及窗墙比对住宅能耗的影响，马跃林采用Airpak模拟软件进行数值模拟，计算其室内的温度分布，并进行热舒适性分析。赵云兵利用DesignBuilder模拟分析室内逐时温度，相对湿度等相应热环境参数)。承德地区地处河北北部，属严寒地区。按温度<10℃划分冬季，则承德冬季大约为183天。一月平均气温一9．3X]，最低气温可达一24℃。昼夜温差大、冬季周期长。承德农村地区住宅多为低层住宅，围护结构热损失在建筑能耗中所占比重远大于城市多高层住宅。然而，对于承德地区农村住宅的节能研究相对较少。本文以承德地区典型农村单层住宅为例

4、，通过采用AutodeskEcotectAnalysis2011软件进行室内舒适度模拟，试图对当地农村住宅的热舒适度及节能性进行评估，进行前后数据对比，并提出相应改进措施。一、前期调研概况1．建筑概况承德地区农村住宅外墙围护结构大多无保温层设置；外门窗多为木质，部分为单层塑钢窗，气密性差，散热量高，冬季室内温度仅为11℃～12℃；屋面据调查约只有5％的住户有屋面保温。农村供暖情况方面，大部分农民采用燃煤小锅炉和炊事取暖两用炉，供暖主干管无保温材料，存在大量热量散失。圈2建筑正立面图3庭院俯瞰图调查对象主房所有墙体外墙均采用240砖墙，内墙为120砖墙，二者均采用水泥砂浆抹缝(如图7)。房顶则是

5、由木楞组成龙骨固定铝塑扣板作为平顶天花板，坡屋顶则是在檩条上铺盖好油毡，再抹上150咖黄泥，最后在上面挂瓦(如图8)。门窗材料则采用木材做框，单层玻璃作为主要材料。一图4瓷砖贴面图5木质窗框图6红砖材质建筑外墙没有设置保温措施，因此保温情况较差。门窗是建筑保温中热量流失的主要部位。门窗的材料主要为木材，一旦受到潮气影响便会产生变形，严重影响门窗的密封性及保温性。因此，对于冬季较为寒冷承德地区来说，该住宅的保温性能总体来讲比较差。∥。图7改造前墙体构造图图8改造前屋顶构造图2．问题分析基于以上针对住宅现状的分析，发现目前承德农村普遍存在以下问题：(1)住房建筑节能性差。建筑外围护结构缺少保温措施

6、，门窗气密性差，冷风渗透明显，易受外界温度变化影响，农村房屋热工性和舒适度较差。(2)能源利用效率低，采暖煤耗高。家庭平均每年采暖期用煤3～4t，用电300kwh，液化气2～3罐。年能源消费支出在3000～4000元左右，耗煤量为城市采暖能耗的l～2倍。(3)室内温度低。在北方寒冷冬季地区，大多数住户集中到一两间卧室生活，其余房间并不供暖，房间温度大约维持在10℃左右。(4)污染严重，空气质量差。由于炉具和采暖08l系统的不合理，室内外空气环境污染较重。针对承德农村地区建筑体形系数较大的特点，其围护结构热损失在建筑能耗中比重较大。因此，提高农村低层住宅中围护结构的热工性能是有效降低建筑能耗的重

7、要手段。二、模拟测试情况1．现状模拟分析为了计算既有建筑的建筑节能情况以及寻找建筑节能改造的方案，笔者运用AutodeskEcotectanalysis201l对被调研测绘对象进行建筑改造前的不舒适度(表1)和改造前逐月不舒适度的模拟(图9)结果如下：表1改善前不舒适度模拟结果ooII-I一‘r

8、I24nJ&flF_o些!生『_型唑』世￡昶粤N州堕图9改造前逐月不舒适度的模拟从模拟结果来看，冬季不