【正文】 Residential building stock。 received in revised form 21 July 2021。 當然，由于初次進行設(shè)計，經(jīng)驗不足，所進行的計算分析存在不足在所難免，歡迎老師及同學們批評指正。 此次設(shè)計加強了我對知識綜合利用能力。 本設(shè)計對于建筑節(jié)能這項新興技術(shù)的現(xiàn)狀，發(fā)展前景及經(jīng)濟效益進行了闡述、分析，并具體對一個房間使用各種保溫節(jié)能材料進行了詳細的經(jīng)濟效益計算分析。 能源是人類賴以生存和發(fā)展的基本條件 ，在能源危機的今天，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。 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。同時 ,室內(nèi)空氣溫度也可有效地降低 。節(jié)能住宅在標準工況條件下 ,其空調(diào)制冷、采暖能耗僅為普通住宅的一半左右 ,而且由于圍護結(jié)構(gòu)傳熱阻較大 ,并采取了隔熱和遮陽措施 ,對室內(nèi)熱環(huán)境有了顯著的改善。同時 ,對建筑的朝向、體形系數(shù)、有效利用太陽能資源等方面提出了要求。針對 億城鎮(zhèn)居民 ,小城鎮(zhèn)住宅節(jié)能的環(huán)境效益應該是十分顯著的。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” ,同時具有城鎮(zhèn)生態(tài)環(huán)境效益。 建筑節(jié)能與生態(tài)環(huán)境 在住宅節(jié)能設(shè)計中 ,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。相反的 ,若堅持建造傳統(tǒng)的高能耗住宅 ,就必須按照國家規(guī)定繳納有關(guān)稅費 ,這樣不僅錢花得多了 ,于己無益 ,同時又損害了國家利益。住宅建成以后 ,可以節(jié)約能源支出 ,還可以 40 節(jié)約運行管理費用 ,節(jié)能投資回收期為 2~5 年左右。我們可以根據(jù)當?shù)氐膶嶋H情況 ,采取經(jīng)濟合理的技術(shù)措施 ,盡可能地降低建筑造價。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 ,應該差不了多少。建筑節(jié)能措施 ,主要是加強建筑物外圍護結(jié)構(gòu)保溫和氣密性。按上述規(guī)定計算 ,每平方米住宅若符合建筑節(jié)能設(shè)計標準的要求 ,且墻體不使用實心粘土磚 ,即可免交 50 元的“調(diào)節(jié)稅”和 14 元的粘土磚“限制使用費”。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 為了鼓勵建筑節(jié)能 ,規(guī)定節(jié)能住宅稅率為零。 建筑節(jié)能 與經(jīng)濟效益 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 ,他們認為“只節(jié)能不節(jié)錢” ,經(jīng)濟上不劃算。 建筑節(jié)能的社會經(jīng)濟效益表現(xiàn)在 :建筑節(jié)能與經(jīng)濟效益 ,建筑節(jié)能與生態(tài)環(huán)境 。 39 5 對建筑節(jié)能的 分析 目前 ,建設(shè)部提出要把推進建筑節(jié)能作為貫徹科學發(fā)展觀的戰(zhàn)略性問題來定位 ,同時在工作上把推進建筑節(jié)能作為落實科學發(fā)展觀的重大措施來統(tǒng)籌安排。 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?（ ） 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%計算。 經(jīng)過分析，每層樓約合 3?5=15 個本設(shè)計詳細分析的房間，也就是大概有 16 個外墻， 2 個靠走廊屋面， 10 個外窗。因此，這些節(jié)能措施是經(jīng)濟合理的。 所以： 11log IiAin ???? 年 第 1 類保溫材料節(jié)能房間的動態(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)能房間的動態(tài)投資回收年限， 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 詳細計算結(jié)果見下表： 36 種類編號 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。 因此，對建筑節(jié)能的經(jīng)濟效益分析應該是一個動態(tài)的過程。下面我們對節(jié)能的收益進行計算。 30 對節(jié)能投資的計算 要分析節(jié)能的經(jīng)濟效益，首先要算出這些保溫材料造價高于普通材料的值，即節(jié)能投資。 節(jié) 能率的 計算 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 4類保溫材料的節(jié)能率進行計算。 28 4 建筑節(jié)能經(jīng)濟效益分析 節(jié)煤量的計算 為了確定各種保溫材料所帶來的經(jīng)濟效益，我們需要確定下每種保溫材料節(jié)能房間相對于不使用保溫材料普通房間每年的節(jié)煤量。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。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 計算公式： 39。 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 /Wm? ℃ 。普通中空玻璃的隔熱能力相當于 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。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 ,當采用吸熱玻璃和熱反射玻璃時 ,其隔熱保溫性能更佳。熱反射玻璃對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 ,并對可見光具有較高的透射比。 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。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 。 所以普通窗戶耗熱量為： ()nwQ KF t t a?? =?3?(18+9)?1 25 = 對節(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 個方面進行。 對于門來說，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不計。 所以，使用 第 3 類 建筑材料情況下，這個房間的總基本耗熱量 Q=+++0= 圍護結(jié)構(gòu) 傳熱系數(shù) 室內(nèi)計算 溫 度 供暖室外計算溫度 室內(nèi)外計算溫度差 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 = 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。 所以，使用 第 1 類 建筑材料情況下，這個房間的總基本耗熱量 Q=+++0= 詳細結(jié)果如下表： 圍護結(jié)構(gòu) 傳熱系數(shù) 室內(nèi)計算 溫 度 供暖室外計算溫度 室內(nèi)外計算溫度差 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 7：使用第 1 類保溫材料節(jié)能建筑墻體的耗熱量 第 2 類保溫材料北外墻耗熱量： ()nwQ KF t t a?? =? 15?(18+9) ? 1 = ?15?27?1 = 第 2 類保溫材料南屋面耗熱量： ()nwQ KF t t a?? 21 =? ?(1812) ? 1 =?15?6?1 = 第 2 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。 由 ()nwQ KF t t a??可以計算出房間的耗熱量。 墻體 保溫材料的節(jié)能房間 的墻體 耗熱量計算 建筑節(jié)能規(guī)范規(guī)定，外墻的傳熱系數(shù) /k W m? ℃，屋面的傳熱系數(shù) /k W m? ℃。 （ 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。EPS 板的另一特點是板與板間的連接處為泡沫板接觸或軟泡沫條填充 ,避免了冷橋的出現(xiàn)。 K/W,其保溫效果遠遠大于 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 復合外保溫墻體 ,傳熱系數(shù)為 0. 554W /(m2 EPS 外保溫復合墻體是在承重外墻的外側(cè)用特種膠泥粘貼一定厚度的聚苯板 ,然后用耐堿玻璃絲布和特種膠泥做保護層所構(gòu)成的復合墻體。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、導熱系數(shù)小、保溫隔熱性能好等優(yōu)點 ,其導熱系數(shù) 0. 09W /(m鋼絲網(wǎng)泡沫塑料水泥砂漿復合墻板 (泰柏板 )的熱阻值為 0. 64 m2如混凝土巖棉復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這些材料的導熱系數(shù)極小 ,具有優(yōu)異的保溫性能 ,是高效的保溫材料。 （ 2）復合墻板和墻體 復合墻體是在墻體 主體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加 1 層或幾層復合的絕熱保溫材料 ,加大外圍護墻體的導熱熱阻 ,減小墻體的整體傳熱系數(shù) ,通過改善整個墻體的熱工性能 ,達到保溫隔熱的目的。 K/W,而新型的 190 mm 厚雙排孔混凝土空心砌塊 ,其熱阻值比實心黏土磚提高了 13. 3%,如果使用三排或多排 ,其阻熱效果更佳。 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?？招拇u的孔 型以橫排、矩形孔最佳 ,在同樣厚度的孔壁、孔洞率下 ,其保溫效果可提高 30%以上。 K),燒結(jié)空心磚的導熱系數(shù) 0. 29W /(m (1)磚和砌塊 目前 ,常用的新型墻體材料有灰砂磚、空心黏土磚、混凝土空心砌塊、廢渣磚、加氣混凝土砌塊、輕集料混凝土砌塊和頁巖磚等。