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行为节能对节能居住建筑的节能促进作用

文档作者：朱继宏李德英文档来源：北京建筑大学北京市供热、供燃气、通风及空调重点实验室		点击数：	更新时间： 2022年03月11日
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第36卷第2期
2016年2月
煤气与热力
GAS&amp;amp; HEAT
Vo1．36 No．2
Feb．2016
· 建筑供暖·空调·通风·热环境·
行为节能对节能居住 建筑的节能促进作用
朱继宏， 李德英
(北京建筑大学北京市供热、供燃气、通风及空调重点实验室，北京100044)
摘要： 建立北京地区的居住建筑模型，采用DeST—h居住建筑能耗模拟软件，以建筑耗热
量指标作为判别标准，计算分析行为节能(室内温度9：00一l8：00设定为6℃ ，其他时段设定为18
c【=)对三步节能、二步节能居住建筑的节能促进作用。对于三步节能建筑，实施行为节能前后的建
筑耗热量指标分别为l4．3、13．7 W／m ，下降幅度为4．2％。对于二步节能建筑，实施行为节能前
后的建筑耗热量指标分别为20．2、18．9 W／m ，下降幅度为6．4％。
关键词： 行为节能； 计量供热； 节能居住建筑； 耗热量指标
中图分类号：TU832 文献标志码：A 文章编号：1000—4416(2016)02—0A13—04
0 晦 攀 瓣
拣誊 辫麓零攀
北方城镇建筑冬季供暖能耗是我国建筑能耗的
主要组成部分，也是建筑节能潜力较大的部分。随
着我国新建建筑增多，城市供暖热负荷也在不断增
大，能耗也随之增长，用户对用热个性化和提高舒适
性的要求也越来越迫切⋯ 。欧洲一些国家非常重
视用户的舒适要求和节能措施的研究与实施，在用
户对室内温度的控制技术和设备上代表了当今世界
的先进水平，如德国、丹麦、法国、瑞典、芬兰等 ]。
在我国，供暖温度往往是由供热单位进行调节，用户
收稿日期：2015—03—12； 修回日期：2015—04—23
处于被动状态。随着计量供热的实施，特别是室内
温控装置(温控阀等)的安装，使得用户可在一定范
围内自主调节室内温度，进而实现行为节能。本文
以居住建筑的单位建筑面积耗热量指标(以下简称
耗热量指标)作为判定标准，采用模拟计算方法，分
析计算行为节能对节能居住建筑的节能促进作用，
其中外墙采用外保温。
1 分析方法与模型
1．1 分析方法
采用DeST—h居住建筑能耗模拟软件，对既有
节能居住建筑的耗热量指标进行模拟计算。DeST
— h是DeST软件针对居住建筑单独开发的一个独
立版本，主要用于居住建筑热特性的影响因素分析、
热特性指标的计算、全年动态负荷计算、室内温度计
算、室内供暖系统经济性分析等，基于状态空间法对
居住建筑热状况进行动态模拟计算，并通过计算结
果反映居住建筑热状况随时间的变化 J。影响居
住建筑热状况的因素包括内扰因素(人员、照明、设
备散热等)和外扰因素(室外温度、风速、日照等)，
在本文的模拟计算过程中，内扰因素通过输入进行
设定，外扰因素由软件自动给定。
本文采用模拟计算方法，先建立一幢原型居住
· A 13·
第36卷第2期 煤气与热力
建筑模型，设定在节能改造中实施计量供热改造
(并安装温控阀)，计算分析行为节能对改造后节能
建筑的节能促进作用，其中外墙采用外保温改造方
法。
1．2 模型与计算参数
① 原型居住建筑模型
卫生
原型居住建筑为北京市某5层既有居住建筑，
层高2．7 m，共3个单元，每层一梯两户，总建筑面
积约2 570 m ，体形系数为0．3，建筑的窗墙比：北向
0．25，南向0．35，东西向0．30。原型居住建筑典型
层平面模型见图1。外围护结构(外墙、外窗、屋顶
等)的传热面积由软件自动计算。
图1 原型居住建筑典型层平面模型
② 计算参数
北京冬季寒冷，夏季炎热，四季分明，供暖期与
供冷期时间接近。室外平均温度小于或等于5℃的
时间占全年的5％ ～10％，最冷月为1月，室外平均
温度约一3．8℃ ；室外平均温度大于或等于25℃的
时间占全年的22％ ，最热月为7月，最高室外温度
可达到36℃以上。全年水平面上太阳辐射量最大
月为5月，月总太阳辐射量594．5 MJ／m ；最小月为
12月，月总太阳辐射量为217．3 MJ／m 。
我们在DeST—h软件中选定2005-2006年北
京地区气象数据进行模拟计算。供暖期(2005年11
月15 Et_2006年3月15日，共121 d)最高室外温
度为19．2℃，最低室外温度为一l3．4℃ ，供暖室内
计算温度取18℃，通风换气次数取0．5 h。。，外窗的
冷风渗透量由软件根据外窗类型自行给定。根据
JGJ 26—2010《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计
标准》，单位建筑面积建筑内部得热量取3．8 W／
m 。建筑耗热量指标g 的计算式为：
121
三( H + IN )
qu ———————— ———一一g n
式中g ——建筑耗热量指标，w／m
— — 供暖期第i Et的日均基本耗热量，
W
INF — — 供暖期第日的日均附加耗热量， ,
I i
W
— — 供暖期时间，d，为121 d
A——建筑面积，m
g ——单位建筑面积建筑内部得热量，w／
m ，为3．8 W／m
1 3 建筑节能标准判定依据
标准JGJ 26的逐步修订反映了我国北方地区
居住建筑节能设计标准的逐步提高 J。对于北京
地区4～8层建筑，不同时期节能设计标准规定的建
筑耗热量指标限值见表1。为方便叙述，我们将
1986、1995、2010年版的节能设计标准分别称为一
步、二步、三步节能标准。
表1 不同时期节能设计标准规定的建筑耗热量指标限值
，
一一 名称|{ 限值
JGJ 26—86《民用建筑节能设计标准(采暖居 24
． 7
住建筑部分)》
JGJ 26—95《民用建筑节能设计标准(采暖居 2O
． 6
住建筑部分)》
JGJ 26_20l0《严寒和寒冷地区居住建筑节 l5
． 0
能设计标准》
2 分析计算结果
2．1 原型居住建筑耗热量指标
原型居住建筑的建造年代按1990年考虑，原型
居住建筑的围护结构构造、传热系数见表2。由表2
可知，原型居住建筑围护结构的热工性能参数符合
JGJ 26—86在我国建筑节能起步阶段对建筑围护结
构热工性能参数限值的规定。原型居住建筑没有实
施供热计量，也未安装温控装置。由模拟结果，经计
算得到原型建筑的建筑耗热量指标为24．2 W／m ，
达到了一步节能标准。
· A 14 ·
朱继宏，等：行为节能对节能居住建筑的节能促进作用 第36卷第2期
表2 原型居住建筑的围护结构构造、传热系数
传热系数
围护 构造 (W ． m-2 Ⅲ K )
结构 改造前 JgJ 2~
标准限值
外墙 20 mm厚水泥砂浆内外 1
． 抹灰 20 1．28
，240 mm厚砖墙
10 mm厚防水层，20 mm厚
屋顶 水泥砂浆找平层，60 mlTl厚 0
． 沥青膨胀珍珠岩 90 0．91
，120 mm厚
钢筋混凝土
外窗 单层玻璃金属框 6．10 6．40
2．2 三步节能标准下的耗热量指标、
① 未考虑行为节能 、
设定在对原型居住建筑围护结构进行节能改造
的同时，实施计量供热改造，并增设温控阀，从而实
现室内温度的有限调节。当居住建筑围护结构的传
热系数小于或等于JGJ 26_2010规定的限值时，认
为该居住建筑节能水平达到三步节能标准。节能改
造(以三步节能标准为目标)后建筑围护结构的构
造、传热系数见表3，其他模拟条件不变。由模拟结
果可知，由于改造后外窗气密性有所提高，附加耗热
量有所下降，但耗热量下降的根本原因是围护结构
传热系数的下降。由模拟结果，可计算得到三步节
能标准条件下，建筑耗热量指标为14．3 w／m ，达到
了三步节能标准。
表3 节能改造(以三步节能标准为目标)
后建筑围护结构的构造、传热系数
。传 热系数／
围护 构造 (w m 2_K )
结构 改造后 JGJ 26 l0
--标准限值
20 mm厚水泥砂浆内外抹
外墙 灰，240 mm厚砖墙，50 mm 0．5O 0．60
厚聚氨酯硬泡沫塑料板
10 mm厚防水层，20 mm厚
水泥砂浆找平层，70 mm厚
屋顶 保温砂浆，60 mm厚聚氨酯 0．40 0．45
硬泡沫塑料板，120 mm厚钢
筋混凝土
外窗 Low—E中空玻璃塑钢窗 2．40 2．50
② 考虑行为节能
安装温控阀后，用户可以根据自身需求通过温
控阀自主调节室内温度来降低建筑耗热量。模拟主
要考察用户上班或外出时间(9：o0—18：00)，建筑
的主要房间(卧室、起居室)散热器温控阀进行调节
后，供暖期的耗热量指标。上班或外出时间温控阀
设定为6 oC，其他时段设定为18 cC。由模拟结果，
可得到实施行为节能后的建筑耗热量指标为13．7
w／m ，比考虑行为节能前下降了4．2％。
2．3 二步节能标准下的耗热量指标
① 未考虑行为节能
目前，我国仍有大量二步节能既有居住建筑，是
否能通过实施行为节能使得这部分既有居住建筑的
节能水平接近甚至达到三步节能标准，值得我们研
究。仍以原型居住建筑模型为研究对象，以二步节
能标准对围护结构的热工性能参数进行选取，进而
模拟计算行为节能对二步节能建筑耗热量指标的影
响。
当居住建筑围护结构的传热系数小于或等于
JGJ 26 5规定的限值时，认为该居住建筑的节能
水平达到二步节能标准。节能改造(以二步节能标
准为目标)后建筑围护结构的构造、传热系数见表
4，其他模拟条件不变。由模拟结果，可计算得到在
二步节能标准条件下，建筑耗热量指标为20．2 W／
1TI ，达到了二步节能标准。
表4 节能改造(以二步节能标准为目标)
后建筑围护结构的构造、传热系数
传热系数／
围护 构造 (W ·m ·K )
结构 改造 JGJ 26— 5
后 标准限值
20 mm厚水泥砂浆内外抹
外墙 灰，240 mm厚砖墙，20 mm 1．10 1．16
厚聚苯乙烯泡沫板
30 mm厚沥青混凝土层，10
mm厚防水层，20 mm厚水
屋顶 泥砂浆找平层，50 mm厚聚 0．70 0．8O
苯乙烯泡沫板，120 mm厚钢
筋混凝土
外窗 双层中空玻璃塑钢窗 3．90 4．O0
② 考虑行为节能
考虑行为节能时，温控阀的调节方式同前。由
模拟结果，可计算得到建筑耗热量指标为18．9 W／
m ，比考虑行为节能前下降了6．4％。
3 结论
对于三步节能建筑，实施行为节能前后的建筑
耗热量指标分别为14．3、13．7 W／m ，下降幅度为
4．2％。对于二步节能建筑，实施行为节能前后的建
· A 15·
第36卷第2期 煤气与热力 nvw．gasheat．an
筑耗热量指标分别为20．2、18．9 w／m ，下降幅度为
6．4％ 。本文得到的结论基于模拟结果，对于行为节
能对节能居住建筑的节能促进作用，还应进行实测
研究。
参考文献：
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Promotion of Behavior Energy-saving to
Energy·saving Residential Building
ZHU Jihong．LI Deying
Abstract： The residential building model for
Beijing area is established．Taking the building heat
consumption index for the judging standard，the pro—
motion of behavior energy--saving which is setting in-·
door temperature at 6℃ from 9：00 to 18：00 and 18
at other time points，to three—step energy —saving and
two·-step energy·-saving residential buildings is calculat--
ed and analyzed by DeST—h residential building energy
consumption simulation software． The heat consump—
tion indexes of three·-step energy--saving residential
building before and after the implementation of behav—
ior energy —saving are 14．3 W／m and 13．7 W／m re—
spectively．with a decline of 4．2％ ．The heat consumption
indexes of two·-step energy--saving residential
building before and after the implementation of behav—
ior energy—saving are 20．2 W／m and 18．9 W／m re—
spectively．with a decline of 6．4％ ．
Key words： behavior energy—saving；metering
heating；energy—saving residential building；heat con—
sumption index
· 标准规范简讯·
近期国家住房和城乡建设部、国家质量监督检验检疫总局、
国家标准化管理委员会发布标准
标准号 标准名称 代替标准号 实施日期
GB 50o19—2015 工业建筑供暖通风与空气调节设计规范 GB 500l9—20o3 2016-02-01
GB 50183—2015 石油天然气工程设计防火规范 GB 5Ol83—2OO4 2Ol6一O3—01
GB 50189—2015 公共建筑节能设计标准 GB 501 89—20o5 2015—10—01
GB，r 50155—2015 供暖通风与空气调节术语标准 GB 5Ol55—92 2015-10-01
GB 50251—20l5 输气管道工程设计规范 GB 5025 1—20O3 2015-10-01
GB 50424—2015 油气输送管道穿越工程施工规范 GB 50424—2007 2Ol6—03—01
CJ，I'469—2Ol5 燃气热水器及采暖炉用热交换器 2015—07—0l
CJ厂I’l 13—2Ol5 燃气取暖器 CJ仃’l13—2O0o 2015—07—0l
GB，I’51074—2Ol5 城市供热规划规范 2015—09一Ol
CJ，It 477—2015 超声波燃气表 2015-09-01
CJ厂I’479 CJ／T 3075．1— 1998
— 20l5 燃气燃烧 器具 实验室技术通则 CJ厂I．3075 2015-09-01
．2— 1998
GB厂I1 51098—20l5 城镇燃气规划规范 2015—1 1—01
· A 16 ·

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