导航：安全管理网>> 安全论文>> 建筑安全论文>>正文

建筑外墙外保温厚度选择及其经济性分析

文档作者：熊欢刘建军文档来源：西南石油大学土木3-程与建筑学院		点击数：	更新时间： 2025年09月25日
下载地址：点击这里	文件大小： 281.38 KB 共4页	文档格式： PDF	下载点数： 1 点（VIP免费）

全屏查看

内容预览 [文件共4页]

本文件共4页，如需编辑使用，请下载。

注：预览效果可能会出现部分文字乱码（如口口口）、内容显示不全等问题，下载是正常的。

	文件大小：281.38 KB 共4页文件格式：PDF 下载点数：1 点（VIP会员免费）

上一篇：建筑项目进度控制对工程监控影响的研究

文本预览

仅提取页面文字内容，供快速阅读使用。

2013年2月上
第42卷第3期
施工技术
CONSTRUCTl0N TECHNOLOGY 19
DOI：10．7672／s西s2013030019
建筑外墙外保温厚度选择及其经济性分析术
熊欢，刘建军
(西南石油大学土木3-程与建筑学院，四川成都610500)
[摘要】选取合理的外墙保温层厚度不仅能有效地改善建筑室内热环境，还能降低建筑能耗，取得良好的经济效
果。通过对建筑外墙外保温材料的投资费用和采暖空调运行费用分析，选取净现值、动态投资回收期以及经济效
益等评价指标对建筑外墙外保温不同厚度进行经济评价，确定其经济厚度。以成都某住宅建筑为例，结合DeST．h
的能耗模拟以及Matlab的曲线拟合功能，计算分析了外墙外保温使用EPS板的经济厚度，为不同地方选取建筑保
温层厚度提供了一种经济性分析方法。
[关键词]建筑节能；保温；聚苯乙烯板；经济性
[中图分类号]TUlll [文献标识码]A [文章编号】1002．8498(2013)03-0019-04
Thickness Choice and Economic Analysis on Exterior
Wall External Insulation
Xiong Huan，Liu Jianjun
(School ofCivil Engineering and Architecture，Southwest Petroleum University，Chengdu，Sichuan 610500，China)
Abstract：Selection of suitable external wall thermal insulation thickness can not only improve the indoor
thermal environment of the building，but also reduce the
energy consumption and get good economic
effect．By analysis to the investment costs of building exterior insulation material and the operation cost of
heating air conditioning，the economic effects of buildings with different external wall insulation
thicknesses were evaluated and the optimum insulation thickness determined using dynamic investment
recovery period，and net present value，and economic benefit as indexes．Taking a residential building in
Chengdu for example，using the energy consumption simulation of DeST-h and the curve fitting function of
Matlab，the optimum external wall insulation thickness was calculated when using EPS boards．The work
provided an economic analysis method for selecting building insulation layer thickness in different places．
Key words：energy—saving；insulation；EPS；economics
0 引言
按照我国建筑气候区划分，夏热冬冷地区是指
我国中部的长江流域及其周围广大地区，涉及16个
省、自治区、直辖市。该地区面积约180万km2，人
口约5．5亿，国民生产总值约占全国的48％，是人
口密集、经济比较发达的地区¨1。该地区夏季炎
热，冬季潮湿寒冷，但由于属于非采暖地区，建筑设
计一般不考虑采暖要求，建筑围护结构的热工性能
差，保温隔热效果不好，冬夏季建筑室内热环境与
居住条件十分不佳。随着经济发展和人民生活水
平的快速提高，居民普遍自行使用采暖空调设备来
改善室内热环境。然而，以空气调节改善室内热舒
·国家自然科学基金(51174170)
[作者简介]熊欢，硕士研究生，E—mail：zyxhuan@163．com
[收稿日期】2012—11—22
适的效用必须要有良好的围护结构作为保证旧]。
由于没有科学的设计和采取相应的技术措施，致使
该地区冬季建筑采暖、夏季建筑空调能耗急剧上
升，造成能源严重浪费，也使得居民用于能源的支
出大幅增加，同时居住条件也没能得到根本改善。
提高围护结构的热工性能，必定会对保温材料的保
温隔热性能及其厚度提出更高的要求，这样就会增
加投资成本。如何确定建筑的保温层厚度，特别是
对既有建筑的节能改造，使其达到既节能又经济就
显得相当重要。
1 建筑外墙外保温的经济分析
1．1 外墙外保温费用计算
住宅建筑采用外墙外保温材料进行保温隔热，
在其生命周期里的费用可以简化为由保温材料的
投资费用和采暖空调运行费用组成口1。建筑保温
万方数据
20 施工技术第42卷
材料的投资费用包括市场购买成本以及建造费用，
分析可知其计算表达式如下：
Ci。=C；占+C。(1)
式中：c；。为单位面积保温材料的价格(元／m2)；C；为
单位体积保温材料的价格(元／m3)；艿为保温材料的
厚度(m)；C。为单位面积保温材料的建造费用(含
运输费、安装材料费及人工费，元／m2)。
建筑在其运行阶段的能耗受许多因素的影响，
具有很大的不确定性，难以准确地进行计算，运用
计算机能耗模拟软件进行模拟，可以得到相对真实
的结果。通过运用DeST．h能耗模拟软件，保温材料
运行采暖空调费计算表达式如下：
C。=ECf[1一(1+，’)“]／I‘ (2)
其中，
当g<，时：
，。=(．，一g)／(1+g) (3)
当g>J『时：
，‘=(g一，)／(1+，) (4)
式中：C。为生命周期内单位面积建筑采暖空调费
(元／m2)；E为单位面积建筑模拟能耗(kW·h／m2)；
C，为地方电价(元／(kW·h))；N为保温层生命周期
的年数(年)；，‘为折现率(％)；g为通货膨胀率
(％)；，为银行利率(％)。
建筑外墙采取保温隔热的费用由保温材料的
投资费和采暖空调运行费组成，通过保温材料的投
资费和采暖空调运行费用的计算式可以得到单位
面积保温层生命周期总费用计算式为：
C=C；6+C。+ECf[1一(1+，’)一“]／，’(5)
1．2外墙外保温厚度及其经济性分析方法
对建筑外墙外保温材料在其生命周期内进行
经济分析，主要是对使用的保温层材料及其选取的
不同厚度，分析建筑物在其寿命周期内所花费的投
资与取得的经济效益。同一保温材料不同保温层
厚度的经济性分析，即分析为增加厚度所花费的投
资是否能在其运行阶段得到回收并取得一定的经
济效益。在工程中进行经济分析的方法有很多种，
应根据具体情况加以选择。对建筑外墙外保温在
相同材料不同厚度下进行经济分析，可选取差额净
现值、动态投资回收期以及材料在其寿命周期内的
经济效益等指标进行分析。
1．2．1 净现值法
净现值(NPV)是反映投资方案在计算期内获
利能力的动态评价指标，是指用一个预定的基准收
益率i。，分别把整个计算期内隔年所发生的净现金
流量都折现到建设初期的现值之和H’。对建筑外
墙不同保温层厚度的各种方案，即为分析增加建筑
保温材料的投资费用与所节约的运行费用同时折
算到现在的现值。其计算公式为：
NPV=△C。一AC．n+足。。(6)
式中：AC。为建筑外墙外保温增量投资获得的经济
收益现值；AC；。为建筑外墙外保温增量投资现值；
R。。为保温材料剩余残值的净现值。
当NPV>0时，说明该增量投资方案不仅满足
基准收益率下的盈利要求，还能得到超额收益，方
案可行；当NPV=0时，方案基本满足基准收益率下
的盈利要求，方案勉强可行或有待改善；当NPV<0
时，则方案不可行。对于选取不同保温层厚度的方
案进行净现值法分析，首先应排除NPV<0的方案，
再对NPV>0的各方案进行比较，确定NPV最大者
为最佳方案，其经济性最好。
1．2．2 动态投资回收期
动态投资回收期为在考虑资金时间价值的条
件下，以各投资方案的净收益回收项目全部投入资
金所需要的时间。投资回收期若小于确定的基准
投资回收期，即表明在规定的时间内能够回收投资
的资金，则可以考虑接受该方案。对建筑外墙保温
材料动态投资回收期进行分析，其计算公式为：
Ⅳ。：In—————垒生———一／ln(1+，·)(7) 。△A一(C；。一AA)·，’ 、。、7
式中：Ⅳd为动态投资回收期(年)；AA为采取保温材
料后年节能收益(元／m2)。
当动态投资回收期小于保温材料的使用年限
时，则表示保温材料增加的初始投资能在其生命周
期内得到回收，并且由于采用保温材料能够改善建
筑室内冷热环境，提高舒适度，因此是值得投资的。
1．2．3 经济效益
节能收益是按无保温的普通建筑能耗价值减
去外墙外保温节能建筑能耗价值的差值”1。建筑
外墙采取不同保温层厚度进行保温隔热，能在不同
程度上减少其在运行阶段的能源耗费，当节省的运
行费用回收项目的初始增量投资以后，在投资回收
期以后的运行期间所节省的能耗费用则是项目进
行增量投资所带来的经济效益，其表达式为：
R=(N—N。)·AA (8)
2基于实例的外保温厚度经济性分析
2．1实例模型的确定
夏热冬冷地区范围广阔，在建筑外墙保温材料
的研究中应视具体情况进行分析。现以成都地区
的某住宅建筑为例，对其外保温厚度及其经济性加
以分析研究，从而得出适用于其他地方的经济性分
析方法。选取的住宅建筑为钢筋混凝土结构，建筑
万方数据
2013 No．3 熊欢等：建筑外墙外保温厚度选择及其经济性分析2l
层数为7层，层高2．8m，建筑面积1 920．24m2，体型
系数为0．348，窗墙比为0．21，单元每层有4户，均
为两室一厅一厨一卫，使用年限按50年计。以该住
宅建筑未采取保温隔热措慈时的外墙结梅作为基
准模型，运用前面的方法来分析外墙不同外保温层
厚度下外墙的经济性能。基准模型的建筑围护结
构做法及其传热系数如表1所示。
表1基准建筑围护结构主体部分参数
Table 1 Benchmark building enclosure body parameters
类别构造／mm
(W传．热m-系2．数K-／I) 外墙8厚徽o+姜㈣∞厚z．9s，
霎嘉蔷陶黼2籍0燃浆¨-s 楼梯间陶粒混凝土+ 厚水泥砂浆⋯一屋顶15厚水霎凳萋主芏7．黑嚣燃100厚·．，。s
f-1 双层实体木质外门2．500
窗户普通6厚单玻璃5．7110
确定了建筑基准外围护结构，选择使用较为普遍
的EPS板(即聚苯乙烯泡沫塑料板)为建筑外墙保温
材料，取不同保温层厚度0，10，20，30，40，50，60，70，
80，90，lOOmm作为不同方案进行经济性分析。
2．2经济指标计算
根据成都地区的实际情况，EPS板价格Ci约为
380元／m3，固定建造费用e。取51元／m2，地方电价
c，为0．6元／(kW·h)，保温材料使用年限Ⅳ假定为
25年。在目前技术条件下保温材料还未能得到较
好的回收利用，可取其残值为零，通货膨胀率g取
4．5％，贷款利率，取6．7％。运用前面的计算方法
可以计算出不同保温层厚度下建筑外墙外保温的
各项费用及其经济性指标，如表2所示。
2．3方案经济厚度分析
从表2中的数据可以得出，增加建筑外墙保温
层厚度后不同方案其净现值均>0，增加的投资费用
其动态投资回收期均小于其使用年限，且都能得到
一定的经济效益。因此，通过增加保温层厚度的各
种方案均可行，都能获得良好的经济效益。在选取
不同保温层厚度的各方案中，当保温层厚度为
50ram时，净现值最大，取得的经济效益最好，因此
是所选不同方案下的经济厚度。为了便于观察，可
以根据计算得出的数据绘出不同保温层厚度下的
各指标曲线。图1a表示在不同外墙保温层厚度下
采暖空调费用、保温材料初始投资费用以及总费用
三者之间的关系。随着外墙保温材料厚度的增加，
总费用先下降后上升，因而存在一个总费用最低的
经济保温层厚度。图1b表示在不同外墙保温层厚
度下采暖空调能耗、净现值及经济效益之间的关
系。随着保温材料厚度的增加，采暖空调能耗先下
降后趋于平稳，而投资净现值以及经济效益都呈现
出先上升后下降的趋势。因此，并不是保温层的厚
度越大所取得的经济效益就越好，而是当净现值达
到最大值时为最佳保温层厚度的选择点。
2．4外墙保温层经济厚度计算
由于所选取各方案保温材料厚度的不连续性，
使所得到的经济厚度并不是材料所有厚度下的经
济厚度。对此，可以考虑根据所得到的方案数据进
行曲线拟合，得到各指标的函数表达式，从而求出
其最佳经济厚度。在进行经济评价时，选取NPV最
大时为方案最佳方案，因此可以对不同厚度保温层
下NPV进行曲线拟合，从而得到其函数表达式，进
而求出最佳的经济厚度。选取不同保温层厚度0，
lO，20，30，40，50，60，70，80，90，lOOmm及其对应的
净现值0，27．23，54．88，66．52，69．29，69．35，66．70，
63．29，59．49，55．50，51．50元／m2作为拟合的基本
表2建筑外墙不同保温层厚度经济分析
Table 2 Economic analysis of different insulation of building external wall thickness
，
万方数据
22 施工技术第42卷
p
g
1R
￥
罡
枢
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
厚度／mm
a费用
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
厚度／mm
b经济指标
图1 不同外保温厚度下费用及经济指标
Fig．1 Cost and economic indicators under
difkrent thermal insulation thickness
数据。运用Matlab的曲线拟合功能，可以得到拟合
曲线如图2所示，从图中可以看出在所选的保温层
厚度下一致性很高，得到的拟合函数为，(算)=
(0．199x4+29．46x3—19 550x2—9 510x一30 980)／
(菇3+174．4x2+748x+52 840)，再运用Matlab运筹
优化工具箱中的fminbnd()函数可以得到最佳保温
层的经济厚度为42．76mm。
lO 20 30 40 50 60 70 80 90 100
厚度／mm
图2净现值拟合曲线
Fig．2 The net present value fitting curve
3结语
在夏热冬冷地区采取保温隔热措施能够减少
建筑在运行阶段的能耗费用，然而随着保温材料厚
度的增加，能耗费用并不是一直降低，而是先降低
后趋于平稳并略有上升。经济的保温层厚度应在
’
建筑总费用较低的情况下，使其初始投资及效益的
净现值最大。在选择建筑外墙外保温厚度时，应根
据不同地点的气候环境以及建筑外围护结构进行
综合选择。结合DeST．h的能耗模拟和Matlab的曲
线拟合及运筹优化功能，可以计算出不同地区各种
材料进行外墙外保温的经济厚度。DeST．h软件能
够很好地得出不同地区、不同结构下的能耗模拟结
果，便于根据建筑的具体情况进行能耗模拟，然后
结合Matlab的曲线拟合功能进行分析，从而得出外
墙外保温的最佳经济厚度。
参考文献：
[1] 张俊松．夏热冬冷地区外墙自保温体系与建筑节能[J]．住
宅科技，2008(4)：6-9．
[2] 屈万英，武六元．夏热冬冷地区节能外墙的技术经济分析
[J]．西安建筑科技大学学报：自然科学版，2005，37(1)：
90-94．
[3] 黄春华，叶勇军．节能建筑外墙保温层厚度的经济性优化
[J]．建筑热能通风空调，2005，24(6)：73-76．
[4] 刘晓君．工程经济学[M]．北京：中国建筑工业出版社。2007．
[5] 冯浩茹，彭盈．基于全寿命周期原理的外墙外保温节能体系
经济评价方法[J]．四川建筑科学研究，2011，37(2)：
277-286．
[6] JGJl44--2004外墙外保温工程技术规程[S]．北京：中国建筑
工业出版社．2005．
世园会植物馆正式封顶
经过3个月的24h不间断施工，2014青岛世园
会第二大展馆植物馆正式封顶。23日获悉，植物馆
钢结构共使用钢杆14 000余根，总吨位达3 000t，是
全亚洲最大的钢结构植物馆之一。
2014青岛世园会植物馆位于花艺园北部，北邻
草纲园，建筑形象类似一片树叶，占地面积2．44万
m2，总建筑面积22 749m2，工程总造价2．93亿，由
青岛建安建设集团有限公司总承包施工建设。植
物馆内共设4个展区，分别是暖温带植物展区、竹艺
展区、温带植物展区和海洋展区。其中，海洋屣区
是国内举办世园会以来首次引入，届时将打造以海
洋藻类植物为主的“海底森林”，展示巨藻、海带、石
花菜等海洋植物。
青岛世园会植物馆是全亚洲最大的钢结构植
物馆之一，所有的钢杆都是现场拼装焊接，钢管焊
缝总长度达到17 000m，相当于10 000t常规钢结构
工程的焊接量。
据悉，植物馆还采用虹吸雨水回收利用系统，
可将雨水回收处理后用于灌溉，节省自来水使用量。
(摘自“大众网”2013-01—24)
O
O
O
O
O
0
O
O
0
O
如们∞鲐如筋加u
m，
加
∞
舳
∞
∞
加
嚣轵垮剜
加∞∞∞如加m

网友评论 more

建筑安全论文最新内容

09-25