【正文】 中國礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 7 2 蘇北建筑能耗組成分析 蘇北地區(qū)氣候的分析 蘇北地處淮河流域，屬夏熱冬冷地區(qū)。 K／ W ,比過渡地區(qū) (屋面總熱阻基本值 )高出 K)，節(jié)能率為 58． 4%。 一個(gè)房間的耗熱量主要由下列原因造成： ① .圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱耗熱量； ② .加熱由門，窗縫滲入室內(nèi)的冷空氣的耗熱量； ③ .加熱由門，孔洞及相鄰房間侵入的冷空氣的耗熱量； ④ .水分蒸發(fā)的耗熱量； ⑤ .加熱由外部運(yùn)入的冷物料和運(yùn)輸工具的耗熱量； ⑥ .通風(fēng)耗熱量。該施工方法具有施工方便 ,對(duì)建筑外墻垂直度要求不高 ,施工進(jìn)度快等優(yōu)點(diǎn)。 中國礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 14 另外 ,在冬季采暖、夏季制冷的建筑中 ,室內(nèi)溫度隨晝夜和季節(jié)的變化幅度通常不大 (約 10℃左右 ),這種溫度變化引起建筑物內(nèi)墻和樓板的線性變形和體積變化也不大?；旌媳仉m然可以提高施工速度 ,但混合保溫對(duì)建筑結(jié)構(gòu)卻存在著嚴(yán)重的損害。 外墻外保溫 外墻外保溫 ,是將保溫隔熱體系置于外墻外側(cè) ,使主體結(jié)構(gòu)所受溫差作用大幅度下降 ,溫度變形減小 ,可有效阻斷冷 (熱 )橋 ,有利于結(jié)構(gòu)壽命的延長。 使用非節(jié)能普通建筑材料如下表： 墻種 材料 傳熱系數(shù) 造價(jià) W/ 2m ℃ 元 / 2m 外墻 240mm 雙面粉刷 磚墻 屋面 240mm 雙面粉刷磚墻 表 1：非節(jié)能普通材料的傳熱系數(shù)、造價(jià) 圍護(hù)結(jié)構(gòu)耗熱量 ,可按下式計(jì)算 : ()nwQ KF t t a?? W (1) 式中 K圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù) W/ 2m ℃ F圍護(hù)結(jié)構(gòu)的面積 2m nt 冬季室內(nèi)計(jì)算溫度 ℃ wt 供暖室外計(jì)算溫度 ℃ a圍護(hù)結(jié)構(gòu)的溫差修正系數(shù)。 對(duì)墻體保溫材料的介紹 采用保溫隔熱、傳熱系數(shù)小的新型墻體材料與復(fù)合墻體圍護(hù)結(jié)構(gòu) ,可以有效地節(jié)能。 K),燒結(jié)空心磚的導(dǎo)熱系數(shù) 0. 29W /(m K),僅為普通鋼筋混凝土的 1/10,其保溫性能比磚墻高 3~6 倍。 （ 2）復(fù)合墻板和墻體 復(fù)合墻體是在墻體主 體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加 1 層或幾層復(fù)合的絕熱保溫材料 ,加大外圍護(hù)墻體的導(dǎo)熱熱阻 ,減小墻體的整體傳熱系數(shù) ,通過改善整個(gè)墻體的熱工性能 ,達(dá)到保溫隔熱的目的。如混凝土巖棉復(fù)合板可作為承重型的外墻板 ,其巖棉保溫層為 50 mm 厚 ,墻體的總厚度為 250 mm,平均熱阻值為 1. 01 m2水泥聚苯板是利用聚苯乙烯泡沫塑料的下腳料或廢聚苯乙烯泡沫塑料經(jīng)破碎而成的顆粒 ,摻加水泥、水、 EC 起泡劑和穩(wěn)泡劑等材料制成的一種新型保溫隔熱材料 ,具有質(zhì)量輕、導(dǎo)熱系數(shù)小、保溫隔熱性能好等優(yōu)點(diǎn) ,其導(dǎo)熱系數(shù) 0. 09W /(m K/W,其保溫效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于 490 mm 厚的磚墻 ,如采用 190 mm 厚的混凝土小型空心砌塊墻和 6 mm 厚的 EPS 復(fù)合外保溫墻體 ,傳熱系數(shù)為 0. 554W /(m2 （ 3） 屋 面保溫材料 屋面通常采用的保溫隔熱材料有加氣混凝土、水泥蛭石板、水泥珍珠巖板、聚苯乙烯泡沫塑料板等 ,其保溫原理與墻體一樣。 由 ()nwQ KF t t a??可以計(jì)算出房間的耗熱量。 所以，使用 第 3 類 建筑材料情況下，這個(gè)房間的總基本耗熱量 Q=+++0= 圍護(hù)結(jié)構(gòu) 傳熱系數(shù) 室內(nèi)計(jì)算 溫 度 供暖室外計(jì)算溫度 室內(nèi)外計(jì)算溫度差 溫差修正系數(shù) 基本耗熱 量 房間總耗熱量 名稱及 方 向 面積 K tn tw tntw a Q Q m2 W/m2℃ ℃ ℃ ℃ W W 北外墻 15 18 9 27 1 南屋面 18 12 6 1 東外墻 15 18 9 27 1 西屋面 15 18 18 0 1 0 表 9：使用第 3 類保溫材料節(jié)能建筑墻體的耗熱量 第 4 類保溫材料北外墻耗熱量： ()nwQ KF t t a?? =? 15?(18+9) ? 1 = ?15?27?1 = 中國礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 23 第 4 類保溫材料南屋面耗熱量： ()nwQ KF t t a?? =? ?(1812) ? 1 = ?15?6?1 = 第 4 類保溫材料東外墻耗熱量： ()nwQ KF t t a?? =? 15?(18+9) ? 1 = ?15?27?1 = 西屋面為內(nèi)墻，忽略不計(jì)。 所以普通窗戶耗熱量為： ()nwQ KF t t a?? =?3?(18+9)?1 中國礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 25 = 對(duì)節(jié)能窗戶材料的介紹 窗是建筑能耗散失的最薄弱部位，窗的節(jié)能主要從減少滲透量、減少傳熱量、減少太陽輻射能 3 個(gè)方面進(jìn)行。 常用的熱功能玻璃主要有吸熱玻璃、熱反射玻璃和中空玻璃等 3 種。中空玻璃是由兩片或多片平板玻璃組成 ,其周邊用間隔框分開、內(nèi)部填充干燥空氣的玻璃制品 ,它具有優(yōu)良的氣密性、水密性和良好的隔熱保溫性能 ,當(dāng)采用吸熱玻璃和熱反射玻璃時(shí) ,其隔熱保溫性能更佳。 中國礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 26 我們所取房間 的窗墻比 3 /18 67k ??,這樣的 話窗玻璃傳熱系數(shù) k 應(yīng) /Wm? ℃ 。Q 節(jié)能窗的耗熱量 所以房間使用節(jié)能窗的節(jié)能量： 39。 節(jié) 能率的 計(jì)算 為了更直觀的比較出這 4 類保溫材料的節(jié)能效果，我們將對(duì) 4類保溫材料的節(jié)能率進(jìn)行計(jì)算。下面我們對(duì)節(jié)能的收益進(jìn)行計(jì)算。 所以： 11log IiAin ???? 年 第 1 類保溫材料節(jié)能房間的動(dòng)態(tài)投資回收年限， 11logIiAin???? 0 . 1 2 0 2 7 . 1 21 5 2 2 . 7 4 31 0 . 1l o g ????? 0. 61 21. 1log?? = 年 第 2 類保溫材料節(jié)能房間的動(dòng)態(tài)投資回收年限， 中國礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 35 11logIiAin???? 0 . 1 3 4 0 7 . 1 21 5 6 0 . 0 2 11 0 . 1l o g ????? = 年 第 3 類保溫材料節(jié)能房間的動(dòng)態(tài)投資回收年限， 11logIiAin???? 0 . 1 2 2 9 7 . 1 21 5 6 8 . 7 7 21 0 . 1l o g ????? = 年 第 4 類保溫材料節(jié)能房間的動(dòng)態(tài)投資回收年限， 11logIiAin???? 0 . 1 2 2 0 7 . 1 21 5 8 1 . 9 4 11 0 . 1l o g ????? = 年 詳細(xì)計(jì)算結(jié)果見下表： 中國礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 36 種類編號(hào) 普通年金現(xiàn)值系數(shù) 年數(shù) 年 不使用保溫材料 使用第 1 種保溫材料 使用第 2 種保溫材料 使用第 3 種保溫材料 使用第 4 種保溫材料 表 13：使用各類保溫材料節(jié)能房間的投資回收期 從表中可以看出，使用第 4 種保溫材料只需 5 年就能收回投資成本，是最快能夠完成投資回收的一種材料組合。 經(jīng)過分析，每層樓約合 3?5=15 個(gè)本設(shè)計(jì)詳細(xì)分析的房間，也就是大概有 16 個(gè)外墻， 2 個(gè)靠走廊屋面， 10 個(gè)外窗。 中國礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 39 5 對(duì)建筑節(jié)能的 分析 目前 ,建設(shè)部提出要把推進(jìn)建筑節(jié)能作為貫徹科學(xué)發(fā)展觀的戰(zhàn)略性問題來定位 ,同時(shí)在工作上把推進(jìn)建筑節(jié)能作為落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀的重大措施來統(tǒng)籌安排。 建筑節(jié)能 與經(jīng)濟(jì)效益 蘇北地區(qū)住宅開展建筑節(jié)能工作目前還處于摸索和起步階段 ,該地區(qū)的經(jīng)濟(jì)狀況整體不是很好 ,居民本來就不富裕 ,提到建造節(jié)能住宅 ,他們認(rèn)為“只節(jié)能不節(jié)錢” ,經(jīng)濟(jì)上不劃算。按上述規(guī)定計(jì)算 ,每平方米住宅若符合建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的要求 ,且墻體不使用實(shí)心粘土磚 ,即可免交 50 元的“調(diào)節(jié)稅”和 14 元的粘土磚“限制使用費(fèi)”。這 128 元無論是使用外墻內(nèi)保溫或外保溫技術(shù) ,還是采用單框雙層玻璃保溫窗等等 ,應(yīng)該差不了多少。住宅建成以后 ,可以節(jié)約能源支出 ,還可以中國礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 40 節(jié)約運(yùn)行管理費(fèi)用 ,節(jié)能投資回收期為 2~5 年左右。 建筑節(jié)能與生態(tài)環(huán)境 在住宅節(jié)能設(shè)計(jì)中 ,墻體可采用外保溫墻體 ,主體墻可采用各種混凝土空心砌塊、非粘土磚、粘土空心磚墻體、以及現(xiàn)澆混凝土墻體等。針對(duì) 億城鎮(zhèn)居民 ,小城鎮(zhèn)住宅節(jié)能的環(huán)境效益應(yīng)該是十分顯著的。節(jié)能住宅在標(biāo)準(zhǔn)工況條件下 ,其空調(diào)制冷、采暖能耗僅為普通住宅的一半左右 ,而且由于圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱阻較大 ,并采取了隔熱和遮陽措施 ,對(duì)室內(nèi)熱環(huán)境有了顯著的改善。 建筑節(jié)能與能源問題 我國的基本戰(zhàn)略可持續(xù)性發(fā)展也要求我們必須 大力開展建筑節(jié)能的推廣。 本設(shè)計(jì)對(duì)于建筑節(jié)能這項(xiàng)新興技術(shù)的現(xiàn)狀，發(fā)展前景及經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行了闡述、分析，并具體對(duì)一個(gè)房間使用各種保溫節(jié)能材料進(jìn)行了詳細(xì)的經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算分析。 當(dāng)然，由于初次進(jìn)行設(shè)計(jì)，經(jīng)驗(yàn)不足，所進(jìn)行的計(jì)算分析存在不足在所難免，歡迎老師及同學(xué)們批評(píng)指正。 Residential building stock。 received in revised form 21 July 2021。 此次設(shè)計(jì)加強(qiáng)了我對(duì)知識(shí)綜合利用能力。 能源是人類賴以生存和發(fā)展的基本條件 ，在能源危機(jī)的今天，節(jié)約能源跟開發(fā)新能源同等重要，所以建筑這利國利民的合理措施是值得我們大力宣傳跟推廣的。同時(shí) ,室內(nèi)空氣溫度也可有效地降低 。同時(shí) ,對(duì)建筑的朝向、體形系數(shù)、有效利用太陽能資源等方面提出了要求。采用西墻綠化隔熱技術(shù)和覆土蓄水種植屋面 ,研究表明 ,城市降溫比率與綠化率呈正比例關(guān)系 ,西墻垂直綠化與種植屋面 ,增大了綠化率 ,因此 ,在一定程度上緩和了“熱島效應(yīng)” ,同時(shí)具有城鎮(zhèn)生態(tài)環(huán)境效益。相反的 ,若堅(jiān)持建造傳統(tǒng)的高能耗住宅 ,就必須按照國家規(guī)定繳納有關(guān)稅費(fèi) ,這樣不僅錢花得多了 ,于己無益 ,同時(shí)又損害了國家利益。我們可以根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況 ,采取經(jīng)濟(jì)合理的技術(shù)措施 ,盡可能地降低建筑造價(jià)。建筑節(jié)能措施 ,主要是加強(qiáng)建筑物外圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫和氣密性。按照國家規(guī)定 ,普通住宅建設(shè)固定資產(chǎn)投資方向調(diào)節(jié)稅率為 5%,但國家為 了鼓勵(lì)建筑節(jié)能 ,規(guī)定節(jié)能住宅稅率為零。 建筑節(jié)能的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益表現(xiàn)在 :建筑節(jié)能與經(jīng)濟(jì)效益 ,建筑節(jié)能與生態(tài)環(huán)境 。 該樓每層 的節(jié)能數(shù)據(jù) 每層外墻的節(jié)能量為： Q外 = 16?（ ） 中國礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 37 =11988W 每層靠走廊屋面的節(jié)能量為： Q內(nèi)=2?() = 每層窗戶的節(jié)能量為： Q窗=10?（ ） = 對(duì)于樓的頂棚，在沒有使用節(jié)能材料的情況下，我們?nèi)鳠嵯禂?shù)為 1，然后按節(jié)能率為 50%計(jì)算。因此，這些節(jié)能措施是經(jīng)濟(jì)合理的。因 此，對(duì)建筑節(jié)能的經(jīng)濟(jì)效益分析應(yīng)該是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過程。 中國礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 30 對(duì)節(jié)能投資的計(jì)算 要分析節(jié)能的經(jīng)濟(jì)效益，首先要算出這些保溫材料造價(jià)高于普通材料的值，即節(jié)能投資。 中國礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 28 4 建筑節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益分析 節(jié)煤量的計(jì)算 為了確定各種保溫材料所帶來的經(jīng)濟(jì)效益，我們需要確定下每種保溫材料節(jié)能房間相對(duì)于不使用保溫材料普通房間每年的節(jié)煤量。所以節(jié)能 窗耗熱量為： ()nwQ KF t t a?? =?3?(18+9)?1 = 房間使用節(jié)能窗的節(jié)能量 計(jì)算公式： 39。普通中空玻璃的隔熱能力相當(dāng)于 100 mm 厚的混凝土墻 ,3層中空玻璃的隔熱能力已接近 370 mm 厚的磚墻。熱反射玻璃對(duì)太陽光具有較高的反射比和較低的總透射 比 ,能較好地隔絕太陽輻射能 ,并對(duì)可見光具有較高的透射比。采用熱功能玻璃、節(jié)能型窗框來減小窗戶的整體傳熱系數(shù) ,以減少傳熱量 。 對(duì)于門來說，一扇節(jié)能門所節(jié)省的能耗是很小一 部分，本論文暫將這部分忽略