283 墻體保溫層厚度對建筑能耗的影響

1、墻體保溫層厚度對建筑能耗的影響湖南大學周晉肖堅摘要：墻體保溫是目前常用的節(jié)能措施之一，但墻體保溫的節(jié)能效果與氣候、建筑類型、室內發(fā)熱情況均有較大關系。本文以長沙市某辦公類型建筑為例，針對20Wm2、50Wm2及80Wm2三種不同的室內發(fā)熱情況，逐漸改變外墻保溫層厚度，對空調采暖能耗的變化情況進行了計算機模擬，模擬結果表明：隨著保溫層厚度的增加，全年空調采暖能耗逐漸減小，但節(jié)能率的增加趨勢逐漸趨緩；并且發(fā)現(xiàn)室內發(fā)熱量越大，墻體保溫所能達到

2、的節(jié)能率越低。關鍵詞：公共建筑節(jié)能墻體保溫室內發(fā)熱量1概述當前，全國的建筑節(jié)能工作已經(jīng)全面開展，凡是新建建筑都要求進行節(jié)能設計。隨著節(jié)能工作的深入，經(jīng)濟發(fā)達的地區(qū)開始將節(jié)能目標從50%提高到65%。為了達到這一目標，人們對各種節(jié)能技術、節(jié)能產(chǎn)品和能耗管理方面都進行了更加廣闊和深入的研究和嘗試。目前，建筑節(jié)能的常用做法之一是在圍護結構上增加保溫層，但墻體保溫的節(jié)能效果與氣候、建筑類型、室內發(fā)熱情況有較大關系，墻體保溫的節(jié)能效果隨著保溫層厚

3、度的增加而發(fā)生變化，并具有一定規(guī)律性。本文以長沙市一棟辦公建筑為例，通過能耗模擬研究，分析了在不同的室內發(fā)熱情況下，改變保溫層厚度對建筑空調采暖能耗的影響。2模擬對象及工具本文在模擬研究中的分析對象為一棟位于長沙市的辦公性質建筑，建筑面積約678m2，共三層，磚混結構，平屋面，建筑內除了衛(wèi)生間，其他都是辦公室和會議室。出入口為鋁合金玻璃門，外窗為鋁合金單層玻璃推拉窗，室內門為木門。模擬分析中，假定工作時間為周一到周六，8:00~18:0

4、0。三種室內發(fā)熱量：20wm2、50wm2及80wm2；保溫做法上，外墻，屋面以及出挑的樓板都采用膨脹聚苯板外保溫，分析了9種保溫層厚度：0mm、30mm、4mm、50mm、6mm、70mm、8mm、90mm及100mm?？照{系統(tǒng)采用風機盤管加新風系統(tǒng)，冷熱源采用冷水機組及燃氣鍋爐。本次模擬采用的工具是英國DesignBuilder公司開發(fā)的建筑模擬軟件，它是專門針對Energyplus開發(fā)的用戶圖形界面軟件，包括了所有EnergyPl

5、us的建筑體型，構造，材料，人員活動，內部設備等系統(tǒng)數(shù)據(jù)的輸入部分，是一個針對EnergyPlus建筑能耗動態(tài)模擬引擎開發(fā)的綜合用戶圖形界面模擬軟件。3模擬結果及分析針對3種室內發(fā)熱情況及9種不同的保溫層厚度，本文共進行了27個算例的模擬研究，得到了典型年中建筑的冷量需求和熱量需求，并對其進行了分析。在不同的室內發(fā)熱量情況下，改變保溫隔熱層的厚度而導致的冷量需求的變化如表1、表2及表3所示。十二月0.010.530.730.941.17

6、1.381.581.771.95全年667496368763298630086281462604624576233562231從表1中可以看出，在室內熱源發(fā)熱量不大時，比如20Wm2，與不做保溫相比，隨著保溫層厚度的增加，冷量需求無論是逐月還是全年總和都呈現(xiàn)出下降的趨勢。當室內發(fā)熱量從20Wm2增加到50Wm2時（見表2），隨著保溫隔熱層的增厚，冷量需求總量依然是逐漸減少的。但在個別月份，例如十一月；做保溫時冷量需求比無保溫時還要大，并

7、且隨著保溫層厚度的增加而遞增。分析其原因，應該是室內的熱量由于保溫層的加厚，無法散發(fā)出去，而造成冷量需求的增加。當室內發(fā)熱量達到80Wm2時（見表3），這種變化趨勢更加的明顯，從表中可以看到，三月，四月以及十月，十一月這四個月份中，冷量的需求都隨著保溫層厚度的增加而增加的。而在五月和九月，冷量需求雖然是降低的。但降低的幅度很小。這些都體現(xiàn)了室內熱源發(fā)熱量的增大對室內需冷量的影響。與冷量需求相比，熱量需求則隨著保溫層厚度的增加而逐漸降低，

8、并且隨著室內發(fā)熱量的增加而減少，其規(guī)律較為明顯。綜合考慮需冷量和需熱量時，發(fā)現(xiàn)在室內發(fā)熱量比較大的情況下，如80Wm2時，隨著保溫隔熱材料厚度的增加，在最冷和最熱的季節(jié)，冷熱量需求會降低，但在過渡季節(jié)，冷量需求反而會增加。而并不像人們所想象的那樣不斷地增厚保溫隔熱材料的厚度，冷熱量的需求會一直下降。通過對24個算例的模擬，可以計算出在三種室內發(fā)熱量的情況下，全年空調采暖能耗的節(jié)能率隨著保溫層厚度的變化情況，如圖2所示。203040506

9、0708090100110050001000015000200002500030000全年熱量需求（kWh）保溫層厚度（mm）內部發(fā)熱量20Wm2內部發(fā)熱量50Wm2內部發(fā)熱量80Wm2圖1不同保溫厚度情況下的年需熱量從模擬的結果圖中，可以發(fā)現(xiàn)以下規(guī)律：（1）隨著室內發(fā)熱量的增加，墻體保溫所產(chǎn)生的節(jié)能效果是隨之降低的。例如在室內發(fā)熱量為20Wm2時，節(jié)能效果最高可以達到25%以上，而在室內發(fā)熱量為80Wm2時，節(jié)能效果最高也不過11%；