上海低密度住宅墙体热工性能

上海低密度住宅墙体热工性能分析摘要：本文立足于上海地区，根据该地区的实际情况和低密度住宅现状的调查结果，以《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》为参考，借助于能耗分析软件TRACETM700对目前低密度住宅的一些常见墙体形式和新型墙体材料进行热工性能模拟，并进行简单的经济分析，得出一些结论和提出建议。关键字：建筑节能低密度住宅热工性能0引言建筑能耗的剧烈增长引发了一系列环境、能源和社会问题。我国的建筑能耗占全国能耗量的1/4以上，其中建筑采暖、空调、照明占14%，建筑建造能耗为11%[1]。而且在我国经济比较发达的中心城市中建筑能耗还会有很大的增长空间。因此实施建筑节能不仅可以有效地节约能源，减少对环境造成的直接或间接的压力，而且还能降低电网的负荷，保证社会的稳定。在本文中，笔者着重讨论建筑围护结构部分的外墙体热工性能。墙体是建筑围护结构的主要组成部分，在建筑物采暖、空调负荷中，围护结构的传热占了很大一部分比重，通过外墙传热所造成的能耗损失约占建筑的外围护结构总能耗损失的48%[2]。墙体热工性能直接影响着建筑的能耗水平，对于建筑节能有着极其重要的意义。上海不属于冬季采暖区，历年来建筑设计对于围护结构的保温隔热性能没有给予特殊重视，因此该地区建筑围护结构的保温隔热性能要比采暖地区差很多。本文所研究的对象——低密度住宅因其自身的特点，与其他类型的住宅建筑相比建筑能耗较高，笔者认为对低密度住宅的墙体进行热工性能分析有着迫切的现实意义。因此，笔者针对上海地区2003年新建低密度住宅的墙体材料的使用现状做了详细的调研，并根据调研结果，采用美国特灵公司开发的能耗模拟软件TRACETM700，模拟一幢典型的两层独立式住宅，分析由于不同墙体形式对建筑负荷与能耗的综合影响，并选择几种墙体进行了简单的经济分析。1上海整体环境以及低密度住宅材料使用现状的调研结果1.1上海整体环境上海属于夏热冬冷地区，夏季连晴的高温天气中，室内温度超过30℃，冬季室内外温差只有1~4℃，室内阴冷，温度不到12℃，人在室内坐久，则感到寒气袭人。在建筑节能实践的层面上，上海与西方国家相比还存在相当大的差距，具体数据参见表1。英国标准在能源危机前外墙传热系数值为1.6W/(m2.℃)，现已降至0.45W/(m2.℃)，而上海的节能标准规定，外墙体的传热系数上限值为1.5W/(m2.℃)，可见差距是非常大的。因此迫切需要对住宅建筑的外墙体进行革新，实现建筑节能。表1上海与先进国家在建筑传热系数值方面的比较胳国别忆节能标准雄瑞典责英国司美国物传热系数

睛W/(m饱2间.摔℃砖)纽外墙第≤茅1.5品0.17箭0.45喝0.3~0.浪5显窗户完≤宏3.2中2.0熄2.0~2.择6哄屋顶汽≤片1.0寄0.12毫0.45正0.15说明：其中上海地区窗户传热系数值的规定是在窗墙面积比>0.25且≤0.35的前提条件下设定。1.2上海低密度住宅材料应用现状的调查与分析2004年4月我们就上海地区低密度住宅材料使用的现状作了一次随机抽样调查。低密度住宅就是指建筑容积率不大于0.9或套密度不大于3.5（套／1000平方米）且层数在四层以下的住宅[3]。本次调研活动的对象是2003年在上海新建成的独立式住宅、联排式住宅、叠加别墅或低于六层的多层住宅。共发放问卷250份，收回问卷60份，其中有效问卷42份，涉及调研人员125人，被访楼盘覆盖上海10大区域。因此能基本和客观地反映目前上海新建低密度住宅建筑材料使用的主流现状。调研数据总结如下：(1)楼地：多为混凝土碎石和砖块楼地。(2)地坪以上外墙体材料：100%为混凝土或石材墙体，组成略有不同，所占比例参见表2。(3)地坪以上墙体：100%无保温材料。(4)楼板：多为钢筋混凝土楼板。(5)屋顶和阁楼：100%有保温，其中95%的保温材料为膨胀珍珠岩，5%为聚苯板。(6)门和窗：室外以复合门、钢门和实木门居多，室内多为木门；窗框使用材料见表3。炉表利2奖岔外墙体中各材弦料的比熄例膛拢编号使各材料组成碰所占比例挥1伐100舰%膛现浇钢筋混凝午土稿25%秩2诞20叙%银现浇混凝负土威+80李%昌空心粘土砖跟50%凝3顿50摸%杂现浇混凝谜土斯+50匆%唉加气混凝土脱15%摆4裙混凝土砌块世10%写表拼3兄慧窗框使用材考料财壮编号伤窗框材料眉所占比例幸1姨铝合金壤60%拼2催塑钢捧31%将3构不锈钢便7%窝4蒙实木歉2%柄由于低密度住疾宅有其特殊的护消费群体，因丛此在以往的设决计理念中，往封往从美学、功耽能等角度加以德重点设计，从笋根本上忽略其愉建筑节能的问腾题。但是从如弱今低密度住宅编的能耗现状看宿，它的耗能与颈普通住宅相比恢是非常严重的咐，据笔者所做蒙的统计可知，救普通住宅磁（钥1猫户）全年支付躲的单位面积电顾力能耗费平均畜为礼8惨元映/m乎2腿~3砍8绍元商/m洋2宝，仅为低密度制住宅亿的姜35猎%不左右。然而根率据此次调查结猛果，我们看到年上海地区新建格低密度住宅材磁料的使用还比太较单一。屋顶仗和楼地的保温杆措施不够完善评，窗墙比乒从砖0.25~0知.5伤0御，建筑很少有仇外遮阳，门窗睡气密性不高。大外墙大都是混杜凝土结构或砖倘混结构，还仅嘉仅局限于单一耍墙体材料的使表用。与我市普营通的多层住宅博相比，屋顶、届楼地板、窗户鹅以及外墙体等盛围护结构的材演料使用并没有戴太大差别，尤方其是外墙体部检分，基本达不释到节能标准所花定的要蓝求率(烂传热系数晕值解≤然1.5W/你(m也2贡.辈℃厦)宽[4]鼠。这与国家的助节能大潮相不珍符，也体现不冒出低密度住宅盲与普通住宅的该特殊之处，因眼此我们要重视垄低密度住宅的踩建筑节能问题签，运用科学的胃节能技术和可但持续发展的理谋念使其真正达贵到长效、低耗渠、舒适的目标怀。刊2捏誉不同墙体材料脱热工性能的模由拟、分析和比食较角通过调研结果寨得到了目前上星海低密度住宅雁材料使用的主蝶流现状，笔者燕运用能耗分析溉软件模拟一幢激典型的两层独卵立式住宅，通吹过变换不同的供外墙墙体材料屋，使热工性能僚中的关键性指纽标慈—再—饮传热系途数客K末值发生变化，探从而对全年建请筑负荷和能耗铁量发生影响。是在该模拟试验向中，建筑朝向督、体形系数、若窗墙比、窗、惩门和屋顶的材时料等参数均定刷为常量，唯一救的变量就是不拉同外墙材料的贪传热系避数品K循值。蚕2.1沈碰建筑模型描述伶该建筑模型为帆两层独立式住拼宅，建筑面积题为渡215.4m计2会，体形系数锹为瘦0.识3亩，屋顶为角关度刃30御o晴的坡屋顶，窗车墙比惯为鲜0.3纹0训，具体平面布婶置参见下假图讽1贞。躁图迫1摔咏两层独立式住擦宅平面布置图时该住宅选用风霸冷热泵机组作炊为空调冷、热帖源，空调末端祸为风机盘管，险空调面积为刻168m渗2欺。夏季室内设要计温度为仅2检6积℃胡，冬季室内设稀计温度为宁18己宪℃秒，室内设计相堵对湿度惑为傍60价%骂。在模拟中全坟年倍2倍4笑小时空调系统约运行。天气参成数采用典型气泳象年的逐时气田象资料。除外峡墙外其他围护膨结构的传热系惹数如艇表狐4冤所示。政表僻4逼差围护结构的构批成和传热系晴数弄哲围护构件常量认参数舌外窗扭屋顶潮楼板射楼地泳材料朴铝合金型材双握玻窗（断热）客水泥膨胀珍珠劈岩屋面挺11柴0梅钢筋混凝土楼倚板搜混凝土碎石楼励地俯K页值推W/(m导2型.腾℃拢)敏3.20巴1.00测2.72收4.41乖在该模型中，轻人员结构为五团口之家，一对报年轻夫妇及其剑父母和一个已刷上学的小孩。都基于此次调研各的结果，按照下居民的生活习裙惯和家用电器需使用情臂况纠,唯对室内负荷进层行了设定，如谁表行5杂、氧6咏所示。新风量凭按点3应0连立方米和/师小克时刃·库人计算，房间催与室外的冷风恭渗透量挽为华0.旧2蓝次碰/扔小时。模拟采贡用能耗模拟软柏件罗—横—长特灵公司开发雄的贩TRACE拥TM个70汪0浩，通过变换外标墙材料，使该签模型建筑的传杏热系换数后K务值发生变化，谈模拟计算该两芽层独立式住宅茄的建筑负荷和址全年能耗量。玻表钱5垄躁人员、照明和夏设备负荷滴率破厚房间类型返人员蚊照明竭设备数娱乐室往8:00~1久1:00:2畅0%;14:居00~16:股00:20%越;

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