張掖市某小區既有居住建筑節能改造方案與效益評價

王文彬 趙 銳 朱鳳芝 許夢云

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張掖市某小區既有居住建筑節能改造方案與效益評價

王文彬1趙 銳2朱鳳芝3許夢云

（甘肅省建筑科學研究院）

能源短缺問題已成為當今舉世矚目的問題，本研究通過文獻搜集與現場調研，選取張掖市典型的既有居住建筑小區，制定詳細的節能改造方案，分別對居住建筑的圍護結構、室內采暖、供熱系統等進行實地檢測與全面改造，并對節能改造后的建筑進行改造效益評價，得出既有居住建筑節能改造項目節能率理論值為71.8%，節能率實測值為68.6%，滿足節能改造目標要求。

既有居住建筑；節能改造；技術方案；效益評價

引言

隨著我國經濟的快速增長，能源需求量與總量約束的矛盾越來越突出，其中建筑能耗約占國民經濟總能耗的27%，這不僅帶來了能源上的嚴重浪費，而且破壞生態環境[1][2]。甘肅省張掖市的既有居住建筑大多建成于上世紀八九十年代，當時的政策尚未有節能要求，因此建筑保溫性能差，技術設備落后，能源浪費嚴重[3]。因此，對數量龐大的既有居住建筑進行節能改造就成為當前亟待解決的民生問題，這不僅提高了居住舒適度，也改善了生態環境，降低了建筑能耗[4]。

1張掖市既有居住建筑節能改造方案分析

1.1既有建筑概況

張掖市老城區既有建筑的節能改造項目是張掖市城市建設重點工作之一，2016年計劃重點改造9條街路沿街建筑物和9個老舊小區共344幢建筑物。到2016年年底，已有部分行政單位辦公樓、住宅樓和商業建筑正在開工改造，部分建筑改造工作已基本完工。

本研究選取張掖市金安苑小區住宅樓進行既有居住建筑節能改造，金安苑小區住宅樓共45棟，建筑面積147985.99㎡。該項目的居住建筑由于設計建設年代為90年代,主要結構為磚混結構,當時的建筑節能技術也有限，為了建設資源節約型社會，貫徹國家推行65％的建筑節能設計標準，對既有居住建筑進行節能改造，以降低建筑能耗。該項目既有建筑的節能改造主要包括：外圍護結構的改造、室外管網系統的改造和室內采暖系統的改造三個方面。

1.2張掖市建筑熱工的相關規定

為貫徹落實《關于城鎮供熱體制改革試點工作的指導意見》、《國務院關于印發節能減排綜合性工作方案的通知》（國發[2007]15號）、《關于推進北方采暖地區既有居住建筑供熱計量及節能改造工作的實施意見》（建科[2008]95號）等政策文件，甘肅地區政府部門也陸續出臺了建筑節能改造的《甘肅省既有居住建筑供熱計量及節能改造實施方案的通知》（甘建科[2008]306號）等相關文件，來全面推動本省的既有建筑節能改造工作。張掖市為推動既有居住建筑供熱計量及節能改造工作，確保全面完成十三五建筑節能改造的任務，根據住房和城鄉建設廳《關于下達2014年既有居住建筑供熱計量及節能改造任務的通知》（甘建科【2014】105號）要求，也制定了相關的節能改造方案。

2張掖市既有建筑節能改造評價

2.1節能改造評價標準與設備

改造后的既有居住建筑外墻傳熱系數應符合《嚴寒和寒冷寒冷地區居住建筑節能設計標準》JGJ26-2010的相關規定，即：4層～8層建筑外墻傳熱系數不大于0.60W/(m2·K)、屋面傳熱系數不大于0.45W/(m2·K)、外窗傳熱系數不大于3.1W/(m2·K)、外窗氣密性等級不低于《建筑外門窗氣密、水密、抗風壓性能分級及檢測方法》(GB/T7106-2008)規定的6級水平。

改造后的既有居住建筑室內采暖系統應實現分室控溫和供熱計量并符合《既有居住建筑節能改造技術規程》JGJ/T129-2012的相關規定。

改造后的室外供熱系統熱源(鍋爐)運行效率高于70%、室外管網保溫、水泵耗電輸熱比、室外管網水力平衡和供熱系統補水率應符合要求《既有居住建筑節能改造技術規程》JGJ/T129-2012的相關規定。

現場檢測時所用到的主要儀器設備主要有：溫濕度自記儀（ZDR-20）、超聲波流量計（TDS-100P）、溫度與熱流巡回自動檢測儀（JTRG-Ⅱ）、建筑外窗氣密性能現場檢測儀（CX-T）、ZDR系列智能數據記錄儀（ZDR-20）、功率表（UT232），且以上儀器設備均在國家規定的有效檢定周期內，并處于正常狀態，儀器設備的精度滿足檢測要求。

2.2節能改造實施內容

本研究對既有建筑圍護結構進行節能改造時，主要是對外墻、外窗、屋面等主要斷橋部位進行節能保溫改造。進行外墻改造時，保溫層采用50mm厚的擠塑聚苯乙烯泡沫保溫板進行外墻保溫；進行外窗改造時，部分業主自己拆除了原有窗戶更換為單框雙玻斷橋隔熱窗，剩余住戶在原有窗戶外部或內部增加一層鋁合金單框雙玻推拉窗；進行屋面改造時，是在建筑物屋面增加保溫措施。

在室外供熱管網改造時，在干管、支管供回水管網安裝全自動溫度調節閥，以解決管網水力失衡的問題，保證熱流量變送到溫度較低的區域或直接回到換熱站。更換或檢修原有熱力入口已損壞的閥門和管件，在各建筑熱力入口處設置安裝靜態水力平衡閥，解決各并聯環路之間壓力損失差值過大的問題。

建筑室內采暖系統熱計量及溫度調控改造方案是在每戶安裝一個溫度采集器，在每組散熱器進水管處安裝一只手動三通平衡調節閥，每棟樓的熱力入口處安裝1個平衡閥、一臺超聲波熱表，達到分戶計量的目的。

節能改造后的建筑物外表美觀、很大程度上降低了斷橋傳熱，居住舒適度顯著提高，供熱采暖等成本有所降低，達到了預期改造的目標。對進行節能改造的居住建筑進行圍護結構傳熱系數的檢測，結果如表2.1所示：

改造部位改造前傳熱系數（W/m2·K）改造后傳熱系數（W/m2·K）傳熱系數降低率（%） 屋面1.240.4662.9 外墻1.310.5756.5 外窗4.292.4343.4

表2.1節能改造前后的圍護結構傳熱系數對比

同時，在節能改造完成后，任意選取六戶居民家進行最冷月份（一月份）的節能改造后的室內溫度對比檢測，其結果如下表2.2所示。

改造項目2棟302室11棟501室23棟403室27棟203室31棟602室38棟101室 節能改造前17.519.719.517.520.116.7 節能改造后20.722.622.920.422.919.6

表2.2節能改造前后的一月份室內溫度對比（℃）

通過最優改造方案對金安苑小區進行三方面的節能改造后，由以上實際檢測數據可知，節能改造后的建筑物圍護結構傳熱系數降低了43.4%～62.9%，最冷月份的室內平均溫度提高了2.8℃～3.4℃，節能改造效果明顯，室內的溫度與居住舒適度顯著提高。

3張掖市既有居住建筑節能改造能效測評

3.1評價方法

既有居住建筑供熱計量及節能改造后，供熱量節能率按式3.1計算。

a=(Q1-Q2)/Q1 (式3.1)

式中 a——節能率，％；

Q1——改造前供熱量，GJ；

Q2——改造后供熱量，GJ。

既有居住建筑供熱計量及節能改造后，耗電量節能率按式3.2計算。

b=(D1-D2)/D1(式3.2)

式中 b——節能率，％;

D1——改造前熱源或熱力站耗電量，kWh;

D2——改造后熱源或熱力站耗電量，kWh。

3.2節能改造測評結果

3.2.1節能改造效果理論值測評

以張掖市節能改造小區熱源或熱力站為單元，對其所覆蓋區域內的釆暖供熱系統和建筑物進行供熱計量與節能改造，張掖市基準建筑釆暖耗熱量指標(節能改造前)為49.3W/m2，節能改造后建筑物釆曖耗熱量指標為14.7W/m2；節能改造前管網輸送效率按85%；節能改造后管網輸送效率按90%計算。

張掖市節能改造前全年采暖耗熱量理論值(采暖期155d、折算至熱力站的耗熱量)為：

49.3×155×24×178377.3/0.85/106=38486.7MWh

張掖市節能改造后全年釆暖耗熱量理論值(釆暖期155d、折算至換熱站的耗熱量)為：

14.7×155×24×178377.3/0.9/106=10838.2MWh

則張掖市節能改造的節能率理論值為：

(38486.7-10838.2)/38486.7=71.8%

即張掖市節能改造項目理論值節能率為71.8%。

3.2.2節能改造效果實測值測評

根據2014年～2015年釆暖期耗熱量記錄，所有參與該項目既有建筑節能改造項目的總耗熱量合計為43526.6GJ,折合后為12090.7MWh；實測耗熱量為12090.7MWh。

節能改造前全年采暖耗熱量理論值為：

49.3×155×24×178377.3/0.85/106=38486.7MWh

則節能率實測值為：

(38486.7-12090.7)/38486.7=68.6%

該項目年節煤量為：

(38486.7-12090.7)×106/8140/0.9/0.7/1000=5147.2噸/年

節能率實測值為68.6%，節煤量為5147.2噸/年。

3.2.3節能改造測評結論

該項目既有居住建筑節能改造項目通過上述計算表明其節能率理論值為71.8%，節能率實測值為68.6%，年節煤量5147.2噸標準煤，滿足節能改造目標。要求。

結語

既有居住建筑的節能改造效益評價涉及很多方面，是一個綜合評價體系，本文通過理論值測評、實測值測評、環境效益評價、經濟效益評價四方面進行了粗略的評價，對節能改造的結果給出了大致的評價結果，但還需進一步統籌考慮個方面的因素來進行精細評價，使得評價結果更加科學、更加精確。

[1]中華人民共和國建設部.推行綠色建筑加快資源節約型社會建設[N].中國建設報, 2005.

[2]周茗如,龍利軍,張豪杰,文煜馨.甘肅農村住房建筑節能技術探討[J].節能技術2012

[3]韓宇峰. 建筑圍護結構節能技術探討[J]. 施工技術, 2010, 1.

[4]魏曉東. 既有居住建筑圍護結構節能改造效益綜合評價研究 [D][D]. 西安建筑科技大學, 2012.

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1007-6344（2017）03-0111-02