夏热冬冷地区住宅建筑节能与采暖节能改造技术研究

　　1夏热冬冷地区既有气候特征及建筑能耗状况地处我国中部的长江流域及其周围广大地区，属夏热冬冷地区。因处于北方寒冷地区与南方炎热地区中间，通常又俗称为过渡地区。夏热冬冷地区的范围大致为陇海线以南，南岭以北，四川盆地以东。包括上海、重庆、湖北、湖南、江西、安徽、浙江的全部，四川、贵州的东半部，江苏、河南的南半部，陕西、甘肃的南端，广东、广西的北端，涉及16个省、自治区、直辖市。

　　夏热冬冷地区夏季闷热，冬季湿冷，昼夜温差小，年降水量大，日照偏小。夏季室外空气温度大于35C的天数约10 ~40d，*高温度达到40 C以上；冬季日平均温度小于5C的天数约20~80d；相对湿度大，高达80%以上，而且日照率远低于北方，北方冬季日照率大多超过60%而夏热冬冷地区由东到西，冬季日照率逐渐减小，东部日照率*高不超过50%，平均40%左右；中部平均30%左右；西部平均只有20%左右111.江苏大部分地区地处长江流域地区，气候欠佳，是世界上相同纬度下气候条件较差的地区。以南京为例，*热月月平均气温28°C，极端*高气温407C，*热月14时平均气温32工全年日*高气温大于（等于）35C的天数有15. 8d，*热月月平均相对湿度81%；*冷月月平均气温为2C极端*低气温为一14C日平均气温小于（等于）C的天数为77d，日*低气温小于（等于）C期间的度日数为1155度日，日*低气温小于（等于）0C的天数为56.2d，*冷月月平均相对湿度为73%12，研究发现，夏热冬冷地区既有建筑围护结构保温隔热性能长期以来基本没有得到改善，且大多数建筑普遍没有采暖和降温措施，冬季和夏季室内舒适性很差，人们生活水平提高也带来了各种取暖、降温设施的能耗大幅度增加。由于这一特殊的气候条江苏省建设科研基金资助项目（S2G0250）。

　　**作者：方建邦女1959年4月出生副教授：2⑴3―03件，节能设计不能完全照搬北方采暖地区的节能标准和方法。在这一地区实现住宅节能，即采用具有一定保温性能的屋面，墙体和门窗材料，使得建筑物的保温隔热性能指标达到或高于（〈民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）（G2695）以及各省市实施细则技术要求的住宅建筑，我国现阶段的节能指标为50%.对于适合本地区的新型建筑墙体、节能门窗、采暖节能的研究意义重大。并对整个夏热冬冷地区既有住宅建筑节能具有指导意义。

　　2住宅节能系统及建筑节能改造技术措施住宅节能系统，就是使住宅建筑达到节能标准的保温隔热系统，它大致可以分为屋面保温隔热系统。外墙保温及门窗系统工程以及保温系统。评判一个保温节能系统的好坏，主要取决于材料的各项性能指标，同样重要的还有设计的合理性、施工的简便性、经济性、功能的可靠性，也就是系统的优越性。

　　只有具备了系统优越性的节能系统，才真正具有推广价值。

　　建筑节能是现代建筑技术发展方向，是世界性的大潮流。建筑节能途径应包括建筑技术措施和供热与空调系统技术措施两大方面。建筑节能系指在建筑中提高能源利用效率，其中重要的手段是降低建筑物的耗热量损失，这也是建筑技术节能措施的目的所在。影响建筑节能的因素较多，主要有建筑物体型系数，围护结构和传热系数，窗墙面积比，换气次数，楼层因数及楼形因素。本研究着重对以下外围护结构节能改造几个方面进行了探讨。

　　2.外墙节能的改造通过测算，外墙面积约占外围护结构面积的44%，楼梯间墙面积约占22%，两者合计约占66%，在建筑物总耗热量中，通过外墙的传热耗热量约占26%，通过楼梯间墙的传热量约占11%，两者合计约占37%.可见，加强围护结构的保温很重要。

　　选择外墙外保温改造方案。减少外墙传热有两种方法：其一是严格控制体型系数，减少传热面积。其二是增强外墙体的保温、隔热性能。对于夏热冬冷地区既有住宅建筑，只能采用第二种方法。实践证明，外墙的外保温隔热与外墙内保温隔热相比，在保温隔热性能、减少冷桥、减少结露及施工干扰方面有着较大优势。因此夏热冬冷地区既有住宅建筑节能改造，选用外墙外保温为*佳方案。课题组在进行外墙节能改造研究之时，采用的构造做法，节能外墙总热：=0（mK），非节能外墙R另外，采用外墙外保温改造技术，应注意改造的施工保护、墙面基层清理、基层界面的处理，保温隔热层施工时按7mX7m内布置伸缩缝，*后做好面层的施工。

　　设置热流阻尼区。把过去的开敞式楼梯间改造为封闭式，楼梯间设窗，北向单元入口改设门斗，避免了冬季西北风灌入。夏热冬冷地区既有住宅建筑的住宅屋面上人孔一般设计在楼梯间顶部，由于上人孔设计施工不当常形成似烟囱的通风口热能从楼梯间顶抽出去。节能改造对屋面上人孔进行密封处理，使整个楼梯间形成一个温度阻尼区，增强了住宅外围护结构保温、隔热性能。

　　2.2架空保温节能屋面改造夏热冬冷地区既有屋面热工性能普遍较差，特别是对顶层房间的影响较大。住宅建筑屋面情况较复杂，对夏热冬冷地区既有住宅建筑屋面的保温状况进行实地考察计算，有的要进行测定。当传热系数明显超过规定限值时，则要对屋面进行改造。平屋顶改造方法很多，经课题组多年研究，推荐以下几种改造技术：改设架空保温层。此方法用于女儿墙高度较低且房间进深较小的建筑。采用廉价的保温材料，上设防水层，上铺预制混凝土架空板，具体做法见图地区（屋面传热阻基本值1.50）还高出0.1122（m2.K）W总传热系数K=冷地区既有住宅建筑屋面热阻R=0.5777（m2K）/W，K=1.3592W/（m2K），节能率为584%.改造成坡屋顶。南京北区目前有许多平屋面改成坡屋顶，有的只是在平屋面上用轻钢龙骨支撑起混凝土薄板，没有设通风口，没有真正起到保温、隔热作用。真正意义上的坡屋顶应设通风换气口，一般换气口面积*好能占顶棚面积的1/300以上。将坡屋顶的通风口做成可启闭的，能够兼顾冬季保温和夏季隔热，夏季开窗，便于通风；冬季关闭，以利保温，适合夏热冬冷地区既有住宅建筑。

　　2.3窗户节能改造采用合格的单层窗，可满足隔热保温及气密性要求。把原钢窗和铝合金窗改为PVC塑钢窗，其传热系数远低于铝合金窗（铝合金单层窗6 4塑钢单层窗K=4.7）可以有效改善隔热性能。

　　3采暖节能技术改造措施对住宅建筑节能改造，必须同时对已经布置和实行了采暖的部分地区的采暖系统加以改造，否则会出现过热现象，采暖能耗没有得到节约。对供热系统的热源、热网和热用户同时进行技术改造，并实现热计量收费。

　　31热源及室外供热管道系统改造对夏热冬冷地区既有住宅建筑围护结构节能改造的同时对采暖系统加以改造。针对苏北地区夏热冬冷地区既有住宅特点，对供热系统的热源、热网进行技术改造，并实现热计量收费。

　　实行区域供热，其热源应为热电联产。对于小型分散、效率不高的锅炉，要进行连片改造，以克服对环境造成的污染，做到集中高效。

　　对夏热冬冷地区既有住宅热源改造，包括高效锅炉、换热器及现代化控制设备的采用。如加装燃煤计量装置、分层给煤装置，采用有效的节煤燃烧措施；对鼓风机、引风机加装变频器，控制风煤比，尽量利用烟气剩余热量。采用变频调速的补水定压方式，根据失水量的多少，启动流量不同的泵。对于锅炉、分水缸、集水缸、循环水泵进出口均设压力表、温度计，以实现量化管理和自动控制。

　　对于各类循环水泵，要求高效、节能、低噪，同时加装变频器，及时自动调节，实现动态变流量的自控集中供热系统。对于一个系统，要保证水泵流量与系统负荷匹配，并考虑分阶段调节流量的因素。

　　例如初寒期、末寒期的热负荷要低于寒冬期，相应的循环流量可以减小。如果采用大小泵组合方式，则可实现量的调节，从而达到节能的目的。取寒冬期用大泵一台，流量为G扬程为H功率为N若选初、末寒期用小泵一台，取流量为0. 75G则扬程为0.56H功率为0. 42N经计算降低电耗58%.采用连续供暖，并根据室外温度变化实时调节。连续供暖一方面可以避免和减少对锅炉频繁的压火和挑火，以提高运行效率，降低能耗；另一方面散热面积可不考虑间歇因素的影响，从而减小管道流量，降低初期投资和日常运行费用；同时可以避免远端建筑供暖“迟到现象”做到远近受益均衡。对热网进行改造，包括对高效保温管道、水力平衡设备及温度补偿器的应用。

　　3.2室内采暖系统改造安装分户热表。按户分环、控制阀出户，分户计量，按量计费。分户热计量装置如所示。按户分环的室内采暖系统可采用单管水平串联式、双管并联式等能够实现分户控制、经济、可靠、节能、卫生、技术先进的其他形式。采暖期结束后，用以查验耗热量，按实际耗热量收费。

　　分室、分户温控。根据室温自动调节流量，在夜间、无人时使能耗处于*低状态。在散热器入口、出口安装恒温调节阀，或实施感温器和程控器联动，以实现温度的控制。

　　取消高点集气罐，采用自动排气阀，可以减少系统丢水现象。在自动排气阀上游设关闭阀，以方便检修；并装设Y型过滤器，以减少故障。

　　对于干管、立管、支管进行详细的阻力计算，以使各并联环路达到水力平衡；不要单独依靠阀门手动调节达到水力平衡，因为环路众多，用阀门调节不易实现系统垂直及水平方向失调的有效解决。

　　据国外有关夏热冬冷地区既有住宅建筑节能资料。西安：西安建筑科技大学，2002 2吴豹。钢筋混凝土异形板的极限分析与极限设计：。西安：西安建筑科技大学，1991 3杨智。钢筋混凝土异形板的极限分析与极限设计：。西安：西安建筑科技大学，1992 4童岳生，钱国芳，吴豹。钢筋混凝土异形板的试验研究。土木工GB5⑴10-2⑴2混凝土结构设计规范（上接第16页）4结语课题组通过节能改造的理论研究和工程实践，经测试通过对夏热冬冷地区既有住宅建筑节能改造后使冬季室温提高47 C；夏季室温降低24从而提高居住冷热环境减少对能源的依赖。研究结果表明：围护结构改造节能率达38%采暖改造节能率达20%以上，总节能率达50%以上。用于围护结构节能改造投入的造价控制在现时同类建筑造价的9%以内，其综合效益是显而易见的。