建筑围护结构节能改造实测研究

摘要:以安顺市五栋测试建筑为研究对象，改变建筑的护结构热工性能参数，运用DeST-h能耗模拟软件进行模拟计算，根据实测房间内的温湿度及房间供暖耗电量，计算得出不同围护结构的节能效果。实验表明，通过降低外墙传热系数测试建筑的节能率为29．969%～47．624%，耗电量降低2560．9kW～4757．9kW。模拟计算及实验均得出，提高围护结构保温效果，供暖耗电量减少，居住环境也相应改善。

关键词:温和地区，围护结构，节能，DeST-h

安顺位于贵州省中西部，属于高原型湿润亚热带季风气候，年平均气温14℃，年平均相对湿度80%，年平均风速2．4m/s，气候分区属典型的温和地区。随着JGJ475—2019温和地区居用建筑节能设计标准的实施，温和地区开展居住建筑节能设计正式执行行业标准。本文通过建立在安顺的五栋实验建筑，具有相同建筑面积、窗墙比、朝向，改变建筑围护结构的热工性能，研究不同建筑冬季供暖的节能效果。

1测试建筑概况

通过修建的五栋节能对比测试房，开展了建筑围护结构节能效果的实验研究。对比测试房具有相同建筑面积、相同外窗朝向、相同窗墙比，测试时设定相同室温，通过实测不同围护结构条件下对比测试房冬季供暖耗电量，分析测试房供暖节能效果。测试房如图1，图2所示，测试房护结构热工参数见表1。其中1号楼结构形式为砖混结构，2号～5号楼结构形式均为钢筋混凝土异形柱结构。1号楼围护结构采用粘土砖加单玻窗，代表20世纪80年代～90年代普通住宅，称基础建筑;2号楼代表节能50%住宅;3号、4号楼代表节能65%的不同构造形式的住宅，其中3号楼为加气混凝土外墙构造，4号楼为自保温砌块外墙构造;5号楼代表节能75%住宅。

2测试方案

2．1测试建筑节能效果模拟计算。以1号为基础建筑，改善围护结构保温效果，运用DeST-h软件分别模拟计算建筑在不同围护结构条件下的能耗值，得出不同围护结构热工参数条件下全年节能效果最优的方案，最优建筑围护结构热工参数及节能率如表2所示。2．2测试建筑供热设计。为验证测试建筑的节能效果，测试建筑内设置地板辐射供暖，房间内采用加热电缆地面辐射供暖方式。卧室、客厅室内供暖设计温度均为18℃。地暖管敷设间距为200mm，管径20。各房间铺设加热电缆安装功率见表3。冬季供暖运行模式设为自动模式，冬季供暖设定室内温度为18℃，温控器精度为0．5℃。实验时，客厅室内的灯全天开启，室内无人。2．3测试相关仪器实验过程中采用的仪器及相关说明如表4所示。

3测试效果对比分析

3．1测试建筑内部温湿度对比。测试建筑在11月15日～次年3月15日(合计120d)的温湿度记录数据表明:测试建筑室内温度范围为18．7℃±1．5℃，相对湿度范围为57%±12%。其中1号建筑室温在18．2℃±3．4℃之间，相对湿度在52%±13%之间，相比较而言，室温比采取节能措施的四栋测试建筑略低且温度波动更大，同时1号建筑室内相对湿度波动也最大。室内温度及相对湿度变化幅度从2号～5号建筑依次减小。实测数据表明改善建筑围护结构保温性能，室内温湿度会更均匀。保温效果越好，室内相对湿度相对较低。实测表明，设计相同节能效果的建筑，采用自保温砌块的4号楼室内平均温度比3号楼平均温度高0．3℃，可见，自保温砌块相对空心砌块加保温材料方式保温效果更好。3．2测试建筑耗电量对比。由图3可知，1号建筑保温性能最差，在冬季达到同样室内温度条件下，供暖用电量也最大，5号建筑保温性能最优，因此供暖耗电量也最低;即保温效果越好的建筑，供暖期间耗电量越低。同属于节能65%的3号楼和4号楼，与基础建筑相比，采用自保温砌块的4号楼比采用加气混凝土砌块加保温的3号楼节能率高10．293%，可见自保温砌块的保温性能优于砌块加保温材料的形式。

4结语

1)实测表明，提高建筑围护结构的热工性能，冬季可减少供暖耗电量。2)模拟与实测表明，50%节能率的住宅其实际围护结构节能率为29．969%，65%节能率的住宅围护结构节能率分别为30．885%(3号建筑)和41．178%(4号)，75%节能率的住宅围护结构节能率为47．624%。3)实测表明采用自保温砌块的保温性能优于砌块加保温材料的形式。

参考文献:

［1］JGJ475—2019，温和地区居用建筑节能设计标准［S］．

［2］王厚华，庄燕燕，吴伟伟．夏热冬冷地区围护结构热工性能节能分析［J］．同济大学学报，2010，38(11):164-169．

［3］王厚华，郭锐，肖秋莲．ExperimentalStudyofEnergySavingEffectofBuildingEnvelopeinSummer［J］．Jour-nalofCentralSouthUniversity，2012，19(5):1370-1376．

［4］崔丽丽．基于DeST的典型居住建筑能耗模拟及节能分析［J］．建筑热能通风空调，2018(3):74-78．

作者:郭锐 单位:贵州省建筑设计研究院有限责任公司