２０１３年第１Ｏ期 总第１８４期 福 建 建 筑 Ｎｏ１０・２０１３ Ｖｏｌ・１８４ Ｆｕｉｉａｎ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ＆Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ 基于ＤＥＳＴ的既有建筑节能改造分析 黄丹青 ，吴敬文 （１．厦门大学嘉庚学院土木工程系福建漳州３６３１０５；２．厦门市全和开发集团有限公司 福建厦门３６１００９） 摘要：本文指出既有建筑节能改造的必要性和紧迫性，介绍既有建筑节能改造的一系列措施，包括屋顶、外墙、外窗等。同时，对既有 建筑围护结构进行优化设计并进行建筑能耗计算，指出各项节能措施对建筑能耗的影响情况。 关键词：ＤＥＳＴ；既有建筑；基准建筑 中图分类号：ＴＵ２０１．５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００４—６１３５（２０１３）１Ｏ一００５６—０３ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｅｎｅｒｇｙ—－ｓａｖｉｎｇ Ｒｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｅｘｉｓｔｉｎｇ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＤＥＳＴ ＨＵＡＮＧ Ｄａｎｑｉｎｇ ，ＷＵＪｉｎｇｗｅｎ （１．Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ，Ｘｉａｍｅｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｔａｎ Ｋａｈ Ｋｅｅ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｚｈａｎｇｚｈｏｕ ３６３ １０５； ２．Ｘｉａｍｅｎ Ｑｕａｎｈｅ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ＣＯ．ＬＴＤ，Ｘｉａｍｅｎ ３６１００９） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｐｏｉｎｔｅｄ ｏｕｔ ｔｈｅ ｎｅｃｅｓｓｉｔｙ ａｎｄ ｕｒｇｅｎｃｙ ｏｆ ｅｎｅｒｇｙ ｓａｖｉｎｇ ｒｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｂｕｉｌｄｉｎｇ，ａｎｄ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ａ ｓｅｒｉｅｓ ｏｆ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｏｆ ｅｎｅｒｇｙ ｓａｖｉｎｇ ｒｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｒｏｏｆ，ｏｕｔｅｒ ｗａｌｌ ａｎｄ ｅｘｔｅｒｎａｌ ｗｉｎｄｏｗ，ｅｔｃ．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｅｎｖｅｌｏｐ ｅｎｃｌｏｓｕｒｅ ｏｆ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｏｐ— ｔｉｍａｌｌｙ ａｎｄ ｐｏｉｎｔｅｄ ｏｕｔ ｔｈａｔ ｈｏｗ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｏｆ ｅｎｅｒｇｙ ｓａｖｉｎｇ ｒｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｆｆｅｃｔｅｄ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｅｎｅｒｙ ａｆｇｔｅｒ ｅｎｅｒｇｙ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＤＥＳＴ；Ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｂｕｉｌｄｉｎｇ；Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｅ－ｍａｉｌ：ｓａｎｓｅ＠ｘｕｊｃ．ｔｏｍ 引 言 方式来实现 Ｊ。通过计算机能耗分析，核算该建筑 目前，建筑能耗约占社会总能耗的３０％，其中使 是否达到国家规定的节能要求。ＤＥＳＴ—ｈ软件是由 用最大的能耗是采暖和制冷，与气候条件相近的发达 清华大学建筑环境与设备研究所研发的针对民用建 国家相比，中国建筑每平方米的采暖能耗约是发达国 筑的能耗模拟分析计算软件，该软件具有强大的建 家的３倍。为保持社会的可持续发展，１Ｏ年前，我国 模功能和大量的数据资料，能够综合考虑通风、辐射 建立了以节能５０％为目标的建筑节能设计标准体系。 按照住房和城乡建设部发布的数据，２０１１年，全国城 等因素的影响，是国内比较优秀的能耗分析软件之 一。本文使用该软件对既有的建筑进行建模，并进 镇新建建筑设计阶段执行节能５０％强制性标准的比 行能耗分析，考查分析各种节能改造措施对建筑能 例已经基本达到１００％，施工阶段执行节能标准的比 耗的影响状况。 例则达到９５．５％。 １工程概况 需进行节能改造的既有建筑为福州某旅馆，该建筑建设 （图１）所示，三维立体图如（图２）所示。旅馆有两层，第一层 筑面积６０４．８ｍ 但是，除去这部分新建建筑，我国还有很大一部 结构形式简单。建筑平面图如 分既有建筑隶属高能耗建筑，这些建筑围护结构的保 时期并未进行建筑节能设计，温隔热性能差，空调采暖设备的能效比低，能源浪费 的层高为３．６ｍ，第二层的层高为３．０ｍ，每层七个卧室，总建 严重，严重制约社会的可持续发展。因此，只有在全 力推行新建建筑节能研究的同时，大力加强对既有建 筑的节能改造，达到国家规定的建筑节能５０％的要 求，以缓解目前用电紧张的局面。 众所周知，一般的仪器很难检测一幢建筑的总体 能耗量，简单的计算也无法确定建筑的年耗电量，为 了更加精确地得到建筑能耗量，多采用计算机模拟的 图１旅馆平面布置图 图２旅馆三维立体图 ｏｎａｌ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｈｏｔｅｌ 作者简介：黄丹青（１９８４．１１一 ），助教。 收稿日期：２０１３—０７—１８ Ｆｉｇ．１ Ｆｌｏｏｒ＃ａｎ ｏｆｈｏｔｅｌ ｎ吕２ Ｔｈｒｅｅ－￣２０１３年１０期总第１８４期 黄丹青等・基于ＤＥＳＴ的既有建筑节能改造分析 表２材料热物理性能参数表［ Ｔａｂｌ￣２ Ｔｈｅｒｍａｌ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｏｆ ｍａｔｅｒｉａｌ ２围护结构参数 建筑能耗的影响因素有很多，主要有环境因素、建筑围护 结构因素、设备因素等。环境因素为客观因素，主要是地区的 当地气候条件，例如夏热冬暖地区，主要的能耗为供冷，夏热冬 冷地区，采暖和供冷均占了很大一部分能耗。建筑围护结构的 因素，主要包括建筑结构的形状和位置、建筑围护结构的材料 选用、建筑窗墙比等，例如建筑朝向、建筑的体型系数、建筑材 料的热工性能指标等。设备因素，主要是要提高采暖、通风、空 调和照明的能源利用率，等等。 １）改造前 该旅馆建筑原有外墙为２４０ｒａｍ厚烧结粘土砖墙，原有楼 板和屋面为普通钢筋混凝土，原有外窗玻璃为普通６ｍｍ单层 玻璃，参照《民用建筑设计热工规范》（ＧＢ５０１７６—９３），计算该 建筑围护结构相关的传热系数和热惰性指标，如（表１）所示。 根据《福建省居住建筑节能设计标准实施细则》（ＤＢＪ１３—６２— ２００４），该既有建筑围护结构的传热系数值较大，远超出规范 规定值，建筑能耗高，需进行节能改造。 表１ 未改造建筑围护结构热物理性能参数表 Ｔａｂｌ￣１ Ｔｈｅｒｍａｌ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｏｆ ｕｎｉｍｐｒｏｖｅｄ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｅｎｖｅｌｏｐ ｅｎｃｌｏｓｕｒｅ ２）改造措施 结合既有建筑节能改造的可行性、经济性及建设周期等诸 多因素，本工程考虑可以对该建筑的围护结构，包括外墙、屋面 和外窗等部位进行选择改造。节能改造拟采取以下几种措施： （１）外墙外保温系统具有较好的保温隔热性能，防止热 桥，保护建筑主体，施工简便等诸多优点，因此，外墙节能改造 采用外墙外保温系统，增加４０ｍｍ的ＥＰＳ保温板； （２）屋面上加设３０ｍｍ厚的ＸＰＳ保温板和４０ｍｍ厚的细石 防水混凝土： （３）真空镀膜复合中空玻璃的传热系数和遮阳系数较低， 施工操作简便，原６ｍｍ普通单层玻璃更换为真空镀膜复合中 空玻璃。 根据笔者在福建地区的节能改造经验，对屋面和外墙进行 节能改造，技术上可行，施工工艺较为简单。而对外窗的改造， 一定程度上会对使用功能造成一定影响，但只要施工组织得 当，影响时间不长，技术上亦是可行。 ３）改造后 各种材料的热物理性能参数如（表２）所示，对改造后围护 结构传热系数 和热惰性指标Ｄ进行计算，如（表３）所示。 表３改造后的围护结构的热物理参数表 Ｔａｂｌ￣３ Ｔｈｅｒｍａｌ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒ ａｆｔｅｒ ｅｎｅｒｇｙ ｓａｖｉｎｇ ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔ ３建筑能耗模拟 为验证经过节能改造的建筑是否达到节能５０％的要 求，需建立基准建筑模型。基准建筑围护结构的构成、传热 系数以及换气次数，参照传统做法，即设定基准建筑的各项 热工性能参数为外墙传热系数Ｋ＝２．４７Ｗ／（ｍ ・Ｋ），屋顶 Ｋ＝１．８Ｗ／（Ｉｎ ・Ｋ），外窗Ｋ＝６．４Ｗ／（ｍ ・Ｋ）和遮阳系数 ＳＣ＝０．９；换气次数考虑１．５次／ｈ，设定夏季室内温度 ２６￣Ｃ，冬季室内温度为１６℃，夏季采用能效比为２．２的空 调来降温，冬季采用能效比为１．０电暖气采暖，空调采暖设 备２４ｈ启用¨ 。 为更好地进行能耗分析，建立６个计算模式：设定基准建 筑为计算模式１，未改造建筑为计算模式２，未改造建筑基础上 对外墙进行节能改造为计算模式３，未改造建筑基础上对屋面 进行节能改造设定为计算模式４，未改造建筑基础上对外窗进 行改造设定为计算模式５，未改造建筑基础上对外墙、屋面和 外窗进行节能改造设定为计算模式６。本文设定计算模式２ 到计算模式６具有同样的室内舒适度和空调采暖设备作息制 度，以便分析不同节能改造措施的节能效果，设定夏季空调的 设计温度为２ＣＣ，空调的能效比为２．３，设定冬季采暖的设计 温度为１６％，采暖设备的能效比为１．５，换气次数为１次／ｈ，空 调采暖设备２４小时启用。 采用ＤＥＳＴ—ｈ对建筑进行能耗计算，可以得到各个计算 模式下的建筑单平方米每年空调能耗、采暖能耗和总能耗，如 （表４）所示： （下转第１６页）
