首页 > 论文范文 > 工程工业论文 > 建筑工程论文 > 建筑设计论文 > 探讨北方清洁取暖农房节能改造方案

探讨北方清洁取暖农房节能改造方案

2021-11-26 118 上传者：管理员

摘要：2019年运城市人民政府印发《运城市2019年冬季清洁取暖工作实施方案》，方案中结合美丽乡村建设，设立市级和县级冬季清洁取暖示范村，对选取的示范村进行围护结构节能改造，使得改造前后能效提升15%以上。以其中一个示范村为例，通过对示范村的基本情况进行调研分析，根据农房自身的不同特点分析探讨不同的改造方案，并对不同的方案进行计算，得出不同方案下农房改造前后的能效提升率。

关键词：
供暖模式
农房改造
区域能耗
清洁取暖
节能改造
加入收藏

我国北方冬季供暖需求极大，在主要以煤炭为热源的供暖模式下，每到供暖季节雾霾天气愈加高发。北方农村地区无集中供热，主要是以燃烧散煤的方式进行取暖，这种取暖方式不仅效率低下，造成能源大量浪费，更是给环境带来极大的污染，使得冬季雾霾问题更为严峻。2018年6月，国务院印发《关于印发打赢蓝天保卫战三年行动计划的通知》(国发[2018]22号),在“2+26”通道城市基础上，新增张家口市和汾渭平原城市；2018年8月，运城市参加国家四部委北方地区冬季清洁取暖试点城市的申报工作，并成功获批试点城市。

清洁供暖包含两个方面的深层次含义，第一方面的含义是将热源部分清洁化，即以新的热源来取代以煤炭为主的热源；第二方面的含义是通过降低用户侧的能源消耗，即提升用户侧的用能能效。“煤改气”“煤改电”是以新的热源取代以煤炭为主的热源的主要方式，而对围护结构进行节能改造是降低用户侧能耗的最根本手段。2019年运城市人民政府印发《运城市2019年冬季清洁取暖工作实施方案》,方案中大力推进标准示范试点建设，结合美丽乡村建设，设立市级和县级冬季清洁取暖示范村，并给予示范村一部分的资金奖励，对选取的示范村进行围护结构节能改造，使得改造前后能效提升15%以上。

针对上述问题，太原市建筑设计研究院与山西省建筑科学研究院有限公司选取运城市清洁取暖示范村节能改造项目，采用能耗计算软件，应用稳态计算方法计算出改造前后农房单位面积耗热量，对不同的改造方案进行计算分析，为同一气候区域清洁取暖节能改造工程的实施提供一定的指导。

1、示范村基本情况概述

示范村坐落在运城市的西北区域，共有村民1000多户，5000多人，是运城市最大的村落之一，农户集中且建造年代跨度大，建造方式不一，联排建造特点明显。根据建造年份，该示范村大概分为三个类型：2000年之前建造的民居，2000年—2010年之间建造的民居及2010年之后建造的民居。2000年之前建造的民居围护结构无任何保温措施，外窗多为木窗；2000年—2010年之间建造的民居屋面部分有保温措施，外窗多为铝合金推拉窗；2010年之后建造的民居屋面及外墙均有相应的保温措施，外窗多为塑钢平开窗。根据建造方式的不同，可分为砖木结构及砖混结构两种。砖木结构多见于2000年之前建造的民居，2000年之后建造的民居多为砖混结构。根据建造层数不同，民居分为单层和二层两种，其中二层民居较多，且二层基本无人居住[1]。

建筑外观图如图1所示。

2、改造方案探讨

根据示范村民居的实际情况，因势利导，利用建筑物本身的特性采取针对性的改造方案，初步拟采取三种改造方案。方案1:对于外墙开裂需翻修的民居采取外墙增加保温层的节能改造方式；方案2:对于本身具有挑檐的建筑采取增加阳光廊的节能改造方式；方案3:对于不具备增加阳光廊且外墙无破损的建筑采取更换外窗的节能改造方式。由于民居二层多不住人，因此在进行改造时均只针对一层空间进行改造[2]。

方案1为给外墙增加保温层，由于示范村民居多为联排建造，且南向外墙多为瓷砖饰面，因此实际只有两面外墙可做外墙保温改造，方案1初步拟定对直接与室外空气接触的西、北外墙增加保温层，保温材料选取模塑聚苯板，保温材料厚度分别为50mm,70mm,80mm,100mm;方案2为给具有挑檐的建筑采取增加阳光廊的节能改造方式，阳光廊仅在一层南向建造；方案3为采取更换节能外窗的节能改造方式。仅针对一层区域更换外窗，将一层区域东、西、南、北向外窗均更换为节能外窗。

3、能效提升率计算

3.1 建立民居模型

根据示范村民居实际情况，采用能耗模拟软件建立民居模型，根据民居围护结构实际情况对模型进行赋值模拟，计算出民居在未进行节能改造情况下的建筑能耗，在基准模型基础上对民居采取不同的节能改造措施，并计算民居在不同节能改造措施下的效果，最终给出最佳改造方案[3,4]。

不同的屋面做法对建筑总体能耗的影响相差较大，示范村民居屋面大部分均有保温措施，保温措施分别为：屋面覆500mm土壤或500mm炉渣，且采用这两种屋面保温做法的民居比重相当，因此在建立民居模型时，针对不同的屋面做法建立了两个民居模型，其中民居模型1屋面做法为：现浇屋面+土壤+黏土砖，其余围护结构做法不变；民居模型2屋面做法为：现浇屋面+炉渣+黏土砖，其余围护结构做法不变。

为使改造方案适用于多数民居，根据示范村的实际情况选取样本民居，样本民居的建筑面积、体型系数及窗墙比等需能代表大多数民居的现状。根据调研整理，制定出样本民居的建筑信息：样本民居为二层建筑，建筑面积为200m2,建筑层高为4m,南向外窗面积为25m2,北向外窗面积为8m2,东西向外窗总面积在4m2左右。考虑到示范村联排建造及木窗利用的特点，将民居模型中的东、北、南外墙设置为与空气接触，西向外墙与临户紧紧相邻；南向外窗为铝合金推拉窗，东、西、北外窗为木窗。

民居建筑信息情况及构造参数情况如表1,表2所示，民居模型外观如图2所示。

3.2 结果计算

对模型1与模型2分别使用方案1～方案3中的改造内容进行节能改造，计算出在不同改造方案下的能效提升情况，计算结果如表3,表4所示。

4、结语

从以上计算可以看到，针对该项目无论是屋面覆炉渣民居或者是屋面覆土民居，增加阳光廊和更换节能外窗均能满足节能15%的需求，仅仅依靠外墙增加保温层无法满足节能要求。这主要是因为民居模型窗墙面积比大，且农房因为自身的建造特点外墙可施工部位有限，因此仅仅只依靠外墙保温无法实现能效提升15%的要求。

由于寒冷地区农村建筑建造特点，外墙多为联排建造，在节能改造中可施工部位较少，所能达到节能效果有限。而农房在建造过程中屋面往往采用了传统的覆土壤或者覆炉渣的做法，所以屋面本身就能起到一定的保温作用，因此在寒冷地区农村建筑节能改造中，如果在建造时屋面已经有了一定的保温处理，当外墙施工面较少且外窗面积够大时，可优先考虑增加封廊或者更换外窗的节能改造方式来达到相应的保温效果。

参考文献:

[1]管振忠,曲磊.北方地区农房节能性能现状及推动策略研究[J].建筑节能,2020,48(354):131-136.

[2]马文生.郑州市冬季清洁供暖技术路径探析[J].建筑科学,2018,34(12):19-25.

[3]张玉,吴国强,李烨.农村住房节能改造试验项目效果简析[J].山西建筑,2019,45(20):157-158.

[4]王佳丽.农村既有居住建筑节能改造效果研究[J].机电信息,2019,33(603):176-177.

文章来源：张海宁,秦旖.北方清洁取暖农房节能改造方案探讨[J].山西建筑,2021,47(23):140-141+144.