严寒地区既有砖混住宅围护结构能耗测试与分析

刘开诚（哈尔滨工业大学土木工程学院）

严寒地区既有砖混住宅围护结构能耗测试与分析

刘开诚（哈尔滨工业大学土木工程学院）

对严寒地区既有砖混住宅围护结构进行了能耗测试，分析了既有砖混住宅围护结构的能耗水平，通过对测试数据进行分析，指出了既有建筑维护结构热工性能与现行民用建筑节能设计标准的差距，根据现行节能居住建筑的节能标准，对既有砖混住宅的围护结构传热系数、最小传热阻、建筑室内热稳定性及建筑耗热量指标进行了定量分析，为既有建筑进行节能改造提供了基础数据。

严寒地区 既有砖混住宅 围护结构 能耗 测试 节能

严寒地区既有砖混住宅建筑面积数量大、能耗高，能源浪费巨大，对既有砖混住宅进行围护结构的能耗测试及能耗分析，可以为既有建筑进行节能改造提供科学的依据。

1 既有砖混住宅能耗测试

为分析既有砖混住宅能耗指标，针对大庆某住宅区进行了既有砖混住宅外墙（包括过梁、圈梁部位）、屋面、地面、门窗内外表面温度、热流及室内外空气温度测试。测试选择位于既有砖混住宅一层、标准层和顶层的三个代表性户型 （分别为 101室、301室、501室）进行温度与热流测试。

采用 RCS-01型温度自动巡测记录仪采集测试温度数据；采用 RTS-01 型多点热流自动巡测记录仪采集测试热流数据，数据每5min 自动记录一次[1]。

对三个典型户型连续测试8天，实测的温度与热流数据整理后见表1～表3。

表1 101室测试热工参数（测试时间：1月31日至2月12日）

续表1 101室测试热工参数（测试时间：1月31日至2月12日）

表2 301室测试热工参数 （测试时间：3月 1日至3月 8日）

表3 501室测试热工参数 （测试时间：3月 1日至3月 8日）

对表1～表3测试数据进行整理的结果见表4。

表4 各部分围护结构传热阻与传热系数

2 能耗测试结果分析

2.1围护结构传热系数

由测试数据和数据计算可以看出，被测试既有砖混住宅采暖居住围护结构各部位的传热系数大大超过 JGJ26—2010 《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》中规定的传热系数限值，屋面传热系数值超标448%，墙体超标 213%，窗户超标 80%，只有地面达到节能要求，可见对既有砖混住宅按照现行标准进行节能改造，有巨大的节能潜力。

2.2严寒地区围护结构最小总热阻

为满足建筑室内热舒适性和防止建筑结露，围护结构的传热热阻不能小于最小传热热阻。最小传热热阻的计算公式如下：

式 中 ： Ro,min为 最 小 传 热 热 阻 ， m2K/W； ti为冬季室内计算温度，一般居住建筑取18℃，高级居住建筑取 20 ℃； te为冬季 室外计算温 度，℃，其取值应考虑所选用围护结构的热惰性指标D值，本 墙 体 和 屋面 热 惰 性 均 属于 一 类 ， te=-26 ℃ ； [Δt]为围护结构内表面与室内空气间的允许温差，℃，居住建筑取 6.0 ℃，平屋顶取 4.0 ℃； n 为温差修正系数，根据围护结构所处位置情况取值； Ri为围护结构内表面换热热阻，m2K/W。

墙体及屋面最小传热热阻计算结果见表5。

由表5可知，墙体的平均传热热阻为 0.8m2K/W，可 认 为 满 足 要 求 ； 屋 面 的 传 热 热 阻 为 0.73m2K/W，未达到相应的最小传热热阻，屋面有结露的可能。

表5 最小传热热阻

2.3既有建筑室内热稳定性分析

根据测试数据，以 101室测试数据为例，绘制了南客厅室内外温度及南墙内外表面温度随时间变化曲线。在室外温度及墙体外表面温度按正弦规律波动情况下，室温及墙体内表面温度也按正弦规律波动，但波幅很小，温度稳定，可见既有砖混住宅建筑具有较好的室内热稳定性。

图1 101南客厅室内外温度及南墙内外表面温度随时间变化曲线

2.4采暖期间建筑物耗热量指标计算

建筑物耗热量指标计算公式：

式 中 ： qH为 建 筑 物 耗 热 量 指 标 ， W/m2;qH,T为单位建筑面积通过围护结构的传热耗热量，W/m2；qINF为 单 位 建筑面积 的 空 气 渗 透 耗 热 量 ， W/m2； qI,H为单位建筑面积的建筑物内部耗热（包括炊事、照明 、 家 电 和人体散 热）， 住 宅建筑取 3.80W/m2

根据上式计算，测试建筑耗热量指标为 46.32 W/m2，参考节能标准对同类地区的规定，取大庆地区 建筑物 耗 热量指 标 允许值 为 22W/m2， 可见 其 建筑耗热量指标超标 110%。

3 结论

1）测试数据分析表明，既有砖混住宅耗热量指标为 46.32W/m2，已严重超标，节能潜力巨大。

2）既有砖混住宅传热系数值，墙体超标448%，屋面超标 213%，窗户超标 80%，其中外墙、屋面、窗户是节能改造的重点部位。

3）既有砖混住宅墙体厚重，具有较好的室内热稳定性。

[1]王振,张永益,陈友昌.节能建筑围护结构测试分析评价方法[J].大庆石油学院学报，2001(1).

10.3969/j.issn.2095-1493.2013.010.006

2013-05-23）

南客厅南墙南客厅窗过梁北卧北墙北卧窗过梁北卧顶棚南卧顶棚客厅顶棚厨房顶棚厨房墙户门1 6 . 2 1 6 . 2 1 6 . 5 1 6 . 5 1 6 . 5 1 6 . 2 1 5 . 8 1 3 . 5 1 3 . 5 1 4 . 7 1 4 . 7 1 6 . 6 1 4 . 4 1 5 . 2 1 5 . 0 1 5 . 2 1 6 . 5 1 1 . 7 1 2 . 5 1 2 . 7 9 . 4 8 . 4 4 . 2 -4 . 3 ----7 . 7 8 . 0 8 . 0 8 . 0 -6 . 7 -6 . 7 -5 . 4 -5 . 4 -5 . 4 -5 . 4 6 . 9 6 . 9 9 . 4 5 1 4 . 6 5 4 4 . 7 4 3 8 . 4 3 2 4 . 8 4 3 1 . 2 6 3 1 . 6 8 2 5 . 0 8 1 2 . 0 9 1 7 . 9 1 1 . 1 5 2 1 . 7 8 7 1 . 9 2 8 1 . 6 5 6 1 . 1 3 4 1 . 4 4 7 1 . 4 9 4 1 . 3 9 2 1 . 8 3 0 2 . 2 9 6

刘开诚，哈尔滨工业大学土木工程学院建筑工程专业在 读 ， E-mail： 1321899852@qq.com， 地 址 ： 黑 龙 江 省 哈 尔 滨 市 南岗区黄河路2校区 7公寓B07-C418，150090。