农村既有居住建筑节能改造效果研究

引言

既有建筑节能改造是清洁取暖试点城市用户侧的工作,主要针对农村既有居住建筑(简称"既有农房")、城镇居住建筑和城镇公共建筑进行节能改造。

目前我市农房建设逐年增加,村民居住条件不断改善,但普遍存在建筑能耗大、能效低、围护结构热工性能差的问题。用能形式简单,主要是散煤/秸杆燃烧、电力、煤气等,散煤/秸杆燃烧环境问题是难点,用电/用气经济成本是痛点。

为了改善既有农房围护结构热工性能,提升居民生活环境质量,降低正常生活所需能源消耗,减少污染物排放等,对既有农房进行节能改造,提升其能效水平具有重要意义。

对于既有农房建筑能效的提升改造工作,应遵循以下原则[1]:

(1)应根据节能诊断结果,从技术可靠性、可操作性和经济性等方面进行综合分析,同时应结合当地村庄和农房改造规划、地理位置、自然资源条件、传统做法,因地制宜选取合理可行的能效提升方案和技术措施:

(2)能效提升应在不影响原有建筑结构安全、抗震性能、防火性能的前提下进行:

(3)改造方案应满足国家、地方标准对能效提升的要求,实施路线应科学合理,改造过程中应尊重农民意见并对其影响较小。

1既有农房节能改造实例

以某农村为例,通过对该项目进行实际的计算和研究,分析该项目在进行节能改造后的节能效益及其他效益。

经调研,该村共有179户农房,房屋大部分为坐北朝南,极少数坐西朝东,大部分为一层平屋面,少数屋面上有彩钢瓦。围护结构现状如表1所示。

本次调研共选取了两个典型户型:

(1)典型户型1:单户开间为19.7m,进深为8m,层高为3.9m,单户建筑面积为140m2。

(2)典型户型2:单户开间为12.8m,进深为6.5m,层高为4.25m,单户建筑面积为83.7m2。

平面图如图1、图2所示。

图1典型户型1建筑平面图(独户户型)

图2典型户型2建筑平面图(独户户型)

2节能诊断

根据前期现场调研,该村农房户型比较杂乱,但整体尺寸差别不大,都为一层平屋面。户型组合也较多,有一层单户、一层两联户、一层三联户、一层四联户几种形式。根据各类农房体量分析,最终选取两种典型户型,对两种典型户型单户、两联户、三联户、四联户分别建立模型,对其进行模拟计算,分析计算耗热量指标以及各项围护结构的能耗情况,进而为改造方案的提出指明方向。

从整个村庄来看,屋面的传热量占比最大为55.33%,因此,确定既有农房的能效提升路线应优先考虑屋面。

3改造方案

遵循节能改造基本原则,按照国家、省相关政策文件及标准导则[2]要求,根据前期对该项目现场调研的结果,结合针对两种典型户型各四种组合形式的改造前节能诊断计算结果,分别提出改造方案。具体计算不再赘述,该既有农房项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计算:

式中,gH1为改造前农房的耗热量指标(w/m2):gH2为改造后农房的耗热量指标(w/m2)。

4效益分析

4.1环境效益分析

该村拟完成32014m2既有农房节能改造,以农房能效提升30%计算,预期节约标准煤共243.43t,节约电198.07万kwh。4.2社会效益分析

该项目的实施不仅大大降低了既有建筑的能耗水平,改善了居民居住环境,减少了环境污染,还可以带动相关产业的发展。

我省是能源消耗大省,2015年能源消费达2.32亿t标准煤,占全国总能耗的5.4%[3]。随着全省城镇化进程的不断加快,建筑使用能耗在逐年增加,进一步加剧了我省能源紧缺、空气污染和环境恶化的矛盾。

4.3项目推广前景分析

通过既有农房节能改造示范带动,推动我省其他城市的既有农房节能改造,最终达到建筑节能关键技术在全省既有建筑节能改造中的大面积推广应用。

到2020年可再生能源发展达到如下目标:一是全省可再生能源占一次能源消费总量的7%以上:二是全省可再生能源发电装机达到1454万kw左右:三是可再生能源供热和民用燃料替代化石能源1184万t标准煤左右。

5结论

本文对该农村项目节能改造进行了计算研究,结果表明:

(1)该项目进行节能改造的方案为对屋面加设保温层,选用厚度为30mm的xPs作为保温材料,改造后能效水平提升36.21%~41.54%:

(2)该项目按照能效水平提升30%的要求进行改造后,预期节约标煤243.43t,节电量约为198.07万kwh。