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283 墙体保温层厚度对建筑能耗的影响

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283 墙体保温层厚度对建筑能耗的影响墙体保温层厚度对建筑能耗的影响 湖南大学 周晋 肖坚 摘要:墙体保温是目前常用的节能措施之一,但墙体保温的节能效果与气候、建筑类型、室内发热情况均有较大关系。本文以长沙市某办公类型建筑为例,针对20W/m2、50W/m2及80W/m2三种不同的室内发热情况,逐渐改变外墙保温层厚度,对空调采暖能耗的变化情况进行了计算机模拟,模拟结果表明:随着保温层厚度的增加,全年空调采暖能耗逐渐减小,但节能率的增加趋势逐渐趋缓;并且发现室内发热量越大,墙体保温所能达到的节能率越低。 关键词:公共建筑  节能  墙体保温  室内发热...

283 墙体保温层厚度对建筑能耗的影响
墙体保温层厚度对建筑能耗的影响 湖南大学 周晋 肖坚 摘要:墙体保温是目前常用的节能措施之一,但墙体保温的节能效果与气候、建筑类型、室内发热情况均有较大关系。本文以长沙市某办公类型建筑为例,针对20W/m2、50W/m2及80W/m2三种不同的室内发热情况,逐渐改变外墙保温层厚度,对空调采暖能耗的变化情况进行了计算机模拟,模拟结果 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明:随着保温层厚度的增加,全年空调采暖能耗逐渐减小,但节能率的增加趋势逐渐趋缓;并且发现室内发热量越大,墙体保温所能达到的节能率越低。 关键词:公共建筑  节能  墙体保温  室内发热量 1 概述 当前,全国的建筑节能工作已经全面开展,凡是新建建筑都要求进行节能 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 。随着节能工作的深入,经济发达的地区开始将节能目标从50%提高到65%。为了达到这一目标,人们对各种节能技术、节能产品和能耗管理方面都进行了更加广阔和深入的研究和尝试。目前,建筑节能的常用做法之一是在围护结构上增加保温层,但墙体保温的节能效果与气候、建筑类型、室内发热情况有较大关系,墙体保温的节能效果随着保温层厚度的增加而发生变化,并具有一定规律性。本文以长沙市一栋办公建筑为例,通过能耗模拟研究,分析了在不同的室内发热情况下,改变保温层厚度对建筑空调采暖能耗的影响。 2 模拟对象及工具 本文在模拟研究中的分析对象为一栋位于长沙市的办公性质建筑,建筑面积约678 m2,共三层,砖混结构,平屋面,建筑内除了卫生间,其他都是办公室和会议室。出入口为铝合金玻璃门,外窗为铝合金单层玻璃推拉窗,室内门为木门。 模拟分析中,假定工作时间为周一到周六,8:00~18:00。三种室内发热量:20w/m2、50w/m2及80w/m2;保温做法上,外墙,屋面以及出挑的楼板都采用膨胀聚苯板外保温,分析了9种保温层厚度:0mm、30mm、4mm、50mm、6mm、70mm、8mm、90mm及100mm。空调系统采用风机盘管加新风系统,冷热源采用冷水机组及燃气锅炉。 本次模拟采用的工具是英国DesignBuilder公司开发的建筑模拟软件,它是专门针对Energyplus开发的用户图形界面软件,包括了所有EnergyPlus的建筑体型,构造,材料,人员活动,内部设备等系统数据的输入部分,是一个针对EnergyPlus建筑能耗动态模拟引擎开发的综合用户图形界面模拟软件。 3 模拟结果及分析 针对3种室内发热情况及9种不同的保温层厚度,本文共进行了27个算例的模拟研究,得到了典型年中建筑的冷量需求和热量需求,并对其进行了分析。在不同的室内发热量情况下,改变保温隔热层的厚度而导致的冷量需求的变化如表1、表2及表3所示。 表1  冷量需求与保温层厚度之间的关系(单位:kWh,室内发热情况20W/m2) 保温层厚度 月份 0mm 30mm 40mm 50mm 60mm 70mm 80mm 90mm 100mm 四月 53 13 11 9 7 7 6 6 5 五月 1153 840 803 775 754 735 720 707 696 六月 3824 3103 3017 2953 2907 2863 2829 2802 2778 七月 11800 9866 9617 9429 9281 9163 9063 8981 8911 八月 9772 8213 8015 7865 7751 7655 7577 7510 7453 九月 3730 3121 3047 2992 2951 2914 2886 2862 2842 十月 157 107 103 100 98 97 96 95 94 十一月 0.4 0.18 0.17 0.16 0.16 0.15 0.15 0.15 0.15 全年 30487 25264 24614 24123 23749 23434 23177 22962 22779                     表2  冷量需求与保温层厚度之间的关系(单位:kWh,室内发热情况50W/m2) 保温层厚度 月份 0mm 30mm 40mm 50mm 60mm 70mm 80mm 90mm 100mm 四月 299 211 204 199 196 192 190 189 187 五月 3134 2863 2823 2793 2773 2749 2733 2719 2707 六月 7429 6826 6747 6689 6649 6606 6576 6550 6529 七月 16191 14522 14305 14145 14026 13917 13833 13762 13703 八月 14003 12700 12529 12402 12305 12222 12154 12097 12048 九月 6119 5686 5637 5599 5574 5545 5525 5508 5493 十月 661 591 588 587 587 585 585 585 586 十一月 18 25 26 28 29 31 31 32 33 全年 47854 43424 42859 42441 42139 41847 41627 41442 41287                     表3  冷量需求与保温层厚度之间的关系(单位:kWh,室内发热情况80W/m2) 保温层厚度 月份 0mm 30mm 40mm 50mm 60mm 70mm 80mm 90mm 100mm 二月 0 0.18 0.33 0.47 0.62 0.76 0.90 1.05 1.18 三月 18 26 28 31 33 35 36 38 39 四月 886 902 913 923 936 941 948 955 961 五月 5753 5603 5571 5547 5534 5514 5501 5491 5482 六月 11028 10600 10542 10499 10472 10439 10416 10399 10383 七月 20188 18739 18560 18423 18316 18229 18157 18097 18046 八月 17914 16842 16701 16594 16512 16444 16388 16342 16301 九月 9029 8864 8834 8811 8800 8777 8764 8753 8743 十月 1787 1888 1911 1930 1952 1960 1970 1980 1988 十一月 147 223 237 248 258 265 272 278 283 十二月 0.01 0.53 0.73 0.94 1.17 1.38 1.58 1.77 1.95 全年 66749 63687 63298 63008 62814 62604 62457 62335 62231                     从表1中可以看出,在室内热源发热量不大时,比如20W/m2,与不做保温相比,随着保温层厚度的增加,冷量需求无论是逐月还是全年总和都呈现出下降的趋势。当室内发热量从20W/m2增加到50W/m2时(见表2),随着保温隔热层的增厚,冷量需求总量依然是逐渐减少的。但在个别月份,例如十一月;做保温时冷量需求比无保温时还要大,并且随着保温层厚度的增加而递增。分析其原因,应该是室内的热量由于保温层的加厚,无法散发出去,而造成冷量需求的增加。 当室内发热量达到80W/m2时(见表3),这种变化趋势更加的明显,从表中可以看到,三月,四月以及十月,十一月这四个月份中,冷量的需求都随着保温层厚度的增加而增加的。而在五月和九月,冷量需求虽然是降低的。但降低的幅度很小。这些都体现了室内热源发热量的增大对室内需冷量的影响。 与冷量需求相比,热量需求则随着保温层厚度的增加而逐渐降低,并且随着室内发热量的增加而减少,其规律较为明显。 综合考虑需冷量和需热量时,发现在室内发热量比较大的情况下,如80 W/m2时,随着保温隔热材料厚度的增加,在最冷和最热的季节,冷热量需求会降低,但在过渡季节,冷量需求反而会增加。而并不像人们所想象的那样不断地增厚保温隔热材料的厚度,冷热量的需求会一直下降。 通过对24个算例的模拟,可以计算出在三种室内发热量的情况下,全年空调采暖能耗的节能率随着保温层厚度的变化情况,如图2所示。 图1  不同保温厚度情况下的年需热量 从模拟的结果图中,可以发现以下规律:(1)随着室内发热量的增加,墙体保温所产生的节能效果是随之降低的。例如在室内发热量为20W/m2时,节能效果最高可以达到25%以上,而在室内发热量为80W/m2时,节能效果最高也不过11%;(2)从图中可以看到,随着保温层厚度的增加,节能率逐渐增加,但增加趋势逐渐趋缓,可以预见,随着保温层厚度的进一步增加,节能率的增加将会有一个上限。 4 结论 墙体保温是当前常用的建筑节能技术之一。通过对长沙市一个办公类型建筑的能耗模拟分析,可以得知墙体保温措施在室内发热量不大的时候能够有较为明显的节能率;而在室内发热量增大时,其节能率就会下降;室内发热量越大,节能率越低。节能率与保温隔热材料的厚度也不是线性关系,随着保温层厚度的增加,节能率逐渐增加,增加趋势逐渐趋缓。这一规律说明,仅仅依靠增加保温隔热材料的厚度,不但不会明显提升节能效果,反而使得初投资大大增加。 图2 节能率与随保温层厚度的关系 对于公共建筑,由于人员密集,办公设备等热源比较多,其内部的发热量比较大,要到到50%,甚至更高的节能率要求,需要因地制宜,从围护结构、空调系统、室内设备等方面综合考虑节能。而为了兼顾节能效益和初投资成本两方面的因素,确定最佳的保温层厚度,则需要进一步进行全寿命周期内的经济性分析。 参考文献: 1  张野,燕达,刘烨,江亿. 建筑环境设计模拟分析软件DeST 第14讲 应用DeST辅助商业建筑设计实例[J]. 暖通空调,2005,35(9):60-68 2  刘鑫,张鸿雁. EnergyPlus用户图形界面软件DesignBuilder及其应用[J]. 西安航空技术高等专科学校学报,2007,25(5):34-37 3 姜益强,张志强,姚杨,马最良. 用EnergyPlus模拟检验影响节能办公建筑的因素[J]. 建筑科学,2006,22(6A):22-25 4 潘毅群,吴刚,Volker Hartkopf. 建筑全能耗分析软件Energy Plus及其应用[J]. 暖通空调,2004,4(9):2-7
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