農(nóng)村既有居住建筑節(jié)能改造效果研究

引言

既有建筑節(jié)能改造是清潔取暖試點(diǎn)城市用戶(hù)側(cè)的工作,主要針對(duì)農(nóng)村既有居住建筑(簡(jiǎn)稱(chēng)"既有農(nóng)房")、城鎮(zhèn)居住建筑和城鎮(zhèn)公共建筑進(jìn)行節(jié)能改造。

目前我市農(nóng)房建設(shè)逐年增加,村民居住條件不斷改善,但普遍存在建筑能耗大、能效低、圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能差的問(wèn)題。用能形式簡(jiǎn)單,主要是散煤/秸桿燃燒、電力、煤氣等,散煤/秸桿燃燒環(huán)境問(wèn)題是難點(diǎn),用電/用氣經(jīng)濟(jì)成本是痛點(diǎn)。

為了改善既有農(nóng)房圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能,提升居民生活環(huán)境質(zhì)量,降低正常生活所需能源消耗,減少污染物排放等,對(duì)既有農(nóng)房進(jìn)行節(jié)能改造,提升其能效水平具有重要意義。

對(duì)于既有農(nóng)房建筑能效的提升改造工作,應(yīng)遵循以下原則[1]:

(1)應(yīng)根據(jù)節(jié)能診斷結(jié)果,從技術(shù)可靠性、可操作性和經(jīng)濟(jì)性等方面進(jìn)行綜合分析,同時(shí)應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)卮迩f和農(nóng)房改造規(guī)劃、地理位置、自然資源條件、傳統(tǒng)做法,因地制宜選取合理可行的能效提升方案和技術(shù)措施:

(2)能效提升應(yīng)在不影響原有建筑結(jié)構(gòu)安全、抗震性能、防火性能的前提下進(jìn)行:

(3)改造方案應(yīng)滿(mǎn)足國(guó)家、地方標(biāo)準(zhǔn)對(duì)能效提升的要求,實(shí)施路線(xiàn)應(yīng)科學(xué)合理,改造過(guò)程中應(yīng)尊重農(nóng)民意見(jiàn)并對(duì)其影響較小。

1既有農(nóng)房節(jié)能改造實(shí)例

以某農(nóng)村為例,通過(guò)對(duì)該項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)際的計(jì)算和研究,分析該項(xiàng)目在進(jìn)行節(jié)能改造后的節(jié)能效益及其他效益。

經(jīng)調(diào)研,該村共有179戶(hù)農(nóng)房,房屋大部分為坐北朝南,極少數(shù)坐西朝東,大部分為一層平屋面,少數(shù)屋面上有彩鋼瓦。圍護(hù)結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀如表1所示。

本次調(diào)研共選取了兩個(gè)典型戶(hù)型:

(1)典型戶(hù)型1:單戶(hù)開(kāi)間為19.7m,進(jìn)深為8m,層高為3.9m,單戶(hù)建筑面積為140m2。

(2)典型戶(hù)型2:單戶(hù)開(kāi)間為12.8m,進(jìn)深為6.5m,層高為4.25m,單戶(hù)建筑面積為83.7m2。

平面圖如圖1、圖2所示。

圖1典型戶(hù)型1建筑平面圖(獨(dú)戶(hù)戶(hù)型)

圖2典型戶(hù)型2建筑平面圖(獨(dú)戶(hù)戶(hù)型)

2節(jié)能診斷

根據(jù)前期現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研,該村農(nóng)房戶(hù)型比較雜亂,但整體尺寸差別不大,都為一層平屋面。戶(hù)型組合也較多,有一層單戶(hù)、一層兩聯(lián)戶(hù)、一層三聯(lián)戶(hù)、一層四聯(lián)戶(hù)幾種形式。根據(jù)各類(lèi)農(nóng)房體量分析,最終選取兩種典型戶(hù)型,對(duì)兩種典型戶(hù)型單戶(hù)、兩聯(lián)戶(hù)、三聯(lián)戶(hù)、四聯(lián)戶(hù)分別建立模型,對(duì)其進(jìn)行模擬計(jì)算,分析計(jì)算耗熱量指標(biāo)以及各項(xiàng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的能耗情況,進(jìn)而為改造方案的提出指明方向。

從整個(gè)村莊來(lái)看,屋面的傳熱量占比最大為55.33%,因此,確定既有農(nóng)房的能效提升路線(xiàn)應(yīng)優(yōu)先考慮屋面。

3改造方案

遵循節(jié)能改造基本原則,按照國(guó)家、省相關(guān)政策文件及標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)則[2]要求,根據(jù)前期對(duì)該項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研的結(jié)果,結(jié)合針對(duì)兩種典型戶(hù)型各四種組合形式的改造前節(jié)能診斷計(jì)算結(jié)果,分別提出改造方案。具體計(jì)算不再贅述,該既有農(nóng)房項(xiàng)目的改造方案及效果如表2所示。

表2中能效提升水平按下式計(jì)算:

式中,gH1為改造前農(nóng)房的耗熱量指標(biāo)(w/m2):gH2為改造后農(nóng)房的耗熱量指標(biāo)(w/m2)。

4效益分析

4.1環(huán)境效益分析

該村擬完成32014m2既有農(nóng)房節(jié)能改造,以農(nóng)房能效提升30%計(jì)算,預(yù)期節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤共243.43t,節(jié)約電198.07萬(wàn)kwh。4.2社會(huì)效益分析

該項(xiàng)目的實(shí)施不僅大大降低了既有建筑的能耗水平,改善了居民居住環(huán)境,減少了環(huán)境污染,還可以帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

我省是能源消耗大省,2015年能源消費(fèi)達(dá)2.32億t標(biāo)準(zhǔn)煤,占全國(guó)總能耗的5.4%[3]。隨著全省城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷加快,建筑使用能耗在逐年增加,進(jìn)一步加劇了我省能源緊缺、空氣污染和環(huán)境惡化的矛盾。

4.3項(xiàng)目推廣前景分析

通過(guò)既有農(nóng)房節(jié)能改造示范帶動(dòng),推動(dòng)我省其他城市的既有農(nóng)房節(jié)能改造,最終達(dá)到建筑節(jié)能關(guān)鍵技術(shù)在全省既有建筑節(jié)能改造中的大面積推廣應(yīng)用。

到2020年可再生能源發(fā)展達(dá)到如下目標(biāo):一是全省可再生能源占一次能源消費(fèi)總量的7%以上:二是全省可再生能源發(fā)電裝機(jī)達(dá)到1454萬(wàn)kw左右:三是可再生能源供熱和民用燃料替代化石能源1184萬(wàn)t標(biāo)準(zhǔn)煤左右。

5結(jié)論

本文對(duì)該農(nóng)村項(xiàng)目節(jié)能改造進(jìn)行了計(jì)算研究,結(jié)果表明:

(1)該項(xiàng)目進(jìn)行節(jié)能改造的方案為對(duì)屋面加設(shè)保溫層,選用厚度為30mm的xPs作為保溫材料,改造后能效水平提升36.21%~41.54%:

(2)該項(xiàng)目按照能效水平提升30%的要求進(jìn)行改造后,預(yù)期節(jié)約標(biāo)煤243.43t,節(jié)電量約為198.07萬(wàn)kwh。