山东大学建筑设备论文：建筑供暖的节能改造浅谈.doc

论文题目：建筑供暖的节能改造浅谈 姓 名： 班 级： 学 号： 指导教师： 日期： 建筑供暖的节能改造浅谈 摘要: 随着国家节能减排工作的开展，建筑供暖的节能改造已经势在必行。本文分析了建筑节能的意义和可行性，从建筑物围护、供暖设计等方面阐述建筑节能改造的方法措施。关键词: 建筑供暖 节能 改造Abstract:With the development of energy saving and emission reduction work,energy-saving renovation of heating systems in buildings is imperative.This paper analyzes the meaning and feasibility of energy-saving buildings,and expounds the measures of the energy-saving renovation for buildings from the aspects of building guard,heating design etc.Key words: heating systems in buildings energy-saving renovation一、前言我国经济社会日益发展，居民生活水平不断提高，对居住环境舒适性的要求也不断提高。城市供热，特别是集中供热事业快速发展。根据山东省的统计资料，截至2012年底，全省建筑总面积2.6亿平方米，其中居民建筑2.2亿平方米。我国供热事业是在计划经济条件下孕育和发展起来的，“福利供热”的色彩很重，采暖按面积计费，用户采暖费大部分由政府补贴，供热企业经营亏损由政府补贴。20102012年采暖季，全省供热行业经营亏损近2亿元，各级政府财政补贴达8000多万元。供热企业供多少热、用户用多少热不能与其自身利益挂钩，管理粗放，供用热双方缺乏节能积极性。在这种状况下，建筑总量增幅越大，能耗增量越大，能源浪费就越多。我国人口众多，人均能源资源占有量大大低于世界平均水平。如石油、天然气人均剩余可采储量仅有世界平均水平的7.7%和7.1%；储量比较丰富的煤也只有世界平均水平的58.6%。近年来能源需求猛增，供需矛盾日益突出，更加凸显出节能的紧迫性。供热采暖能耗是建筑能耗的重要部分。有关统计资料显示，我国单位建筑面积采暖能耗相当于气候相近发达国家的2-3倍。根据有关资料，2009年全国各级政府机构能源消费量达6335万吨标准煤，其中电力911亿千瓦时，超过全国8亿农民全年生活用电总量，政府机构能源费用开支达1240亿元。据北京市有关机构调查，目前政府机构和公共设施的单位建筑面积能耗是普通住宅的1020倍。政府机构办公建筑及大型公共建筑是耗能大户，政府机构办公建筑和大型公共建筑节能降耗迫在眉睫。 二、正文冬季供暖是寒区人们生活和生存的一件大事。中国秦岭-淮河以北的城市，都建有全城规模的暖气管道网络，冬季提供集中供暖服务。秦岭-淮河以南的城市，一般没有全城规模的暖气网络，但存在较小规模（如一个住宅小区内、一个校园内、一个厂区内）的暖气网络。 要做好供暖这件事，困难不少。可以说， 年年讲供暖，供暖年年难，暖费年年收，年年收不全，交费户不一定暖，不交者也不一定寒。这是目前全国供暖工作的现状。 集中供暖，指集中集团式供暖的一种形式。一般都是按一个采暖季每平方来收费的。对北方地区来说，天气比较冷，需要供暖时间长，应该集中供暖省钱。从能源利用方面讲，集中供暖一次性投资大，运行费用高，无论是否需要，暖气始终全天供热，因楼层不同而造成温度不均，若遇到供暖偏热，居民只有开窗降温，使宝贵的能源白白浪费。随着住宅建筑的多样化及其技术进步，不同的采暖方式已成为发展的必然趋势，而传统的建筑集中供暖正面临着不可阻挡的冲击。几十年惯用的供暖模式相比起新型的供暖方式在能耗方面代价太大。采暖能耗一部分是由于供热系统自身存在的问题及运行管理不到位导致，另一部分是由于建筑围护结构的保温性差，热损失严重及用户无自主节能意识，有私自放水放热现象导致。而要解决建筑节能供暖这一大难题，就得从供暖系统的改进及革新和建筑物的保温隔热性能两方面着手。（一）供热系统的改进及革新1. 供热管网系统的节能在能源紧张的情况下，集中供热作为一项节约能源、保护环境、方便生活的重要基础设施，在城市发展中的重要地位日益显现。集中供热通过取替低效率的小锅炉，代之以大型热电联产和大型热水锅炉房，有效提高了热源的热效率。但由于集中供热系统庞大、环节多，也存在输配环节热损失大、系统整体效率不高等弊端。热量浪费主要由管网水力失调、不同采暖形式混装、公建热量浪费、粗放运行调节方式、供热管网失水、管道老化引起的。热水管网在设计主干线宜选较大管径，水力工况较稳定；支管网可根据热平衡原理确定管径，要先从设计上保证管网平衡，避免出现水力失调。热水管网直埋地下采用预制保温管，可以有效防止热量的散失。直埋热网其热效率可达到90%以上，而架空和地沟敷设其热损失远大于10%，如地沟有积水，保温层被破坏，其热损失就更大，一般要求保温管接头施工规范，保证保温管质量。定期检修管网系统，避免发生事故漏水。原有管网很多都没有分支阀门，一旦某段发生漏水，只能全部放掉，从而造成煤、水、电的浪费。2. 室内供热系统的节能室内供热系统也要在设计阶段要把好热负荷及水力计算这一关，从设计中把握好平衡，系统平衡了才会相应的节省电能。室内供热系统在运行过程中也应做好调节。室内系统易出现水平和垂直失调。对单元与单元之间易出现水平失调；对室内单双管上供下回式系统，易出现上热下冷的垂直失调现象，楼层间散热器无阀门无从调节；分户采暖则是下热上冷的垂直失调现象，只有锁闭阀控制。室内系统还应安装热计量装置、调节阀等，用多少热都由用户自己说了算。室温调节不好，就会造成人为放水，室内系统的漏水量都达到2%以上，而补进去的则是温度在10左右的冷水，要把冷水变成热水，就会耗费许多的煤和电，曾有数据显示补水率与耗热量是近1：3的比例。室温调节好了，也减少了用户私自放水现象的发生。靠用户自觉节能，这样才可以有效防止热能的浪费。3. 室内供暖温度的控制传统的建筑集中供暖，住户由于没有选择权，无法调节室内温度高低，造成室温过高，空气流通不好。长期如此居民出现皮肤发紧，口唇干燥、咽部发痒、咳嗽、流鼻血等“暖气病”。同时，由于室内暖气无法自动调节温度，持续供暖，致使室内温度过高引发了很多事故。最主要的还有造成了极大的能源浪费。现有的室内暖气设备，只是简单的调控流量的开关阀，不能及时有效地调节温度，单单只能靠人体的感觉进行手动调控，滞后性易造成室内度过热，湿度降低，舒适度下降，以致影响健康问题。而现在研发的一些室内暖气温度控制器操作简便，占用面积小，性能稳定，通过灵敏感应能及时调温控制阀门，有效实现室内温度和湿度的良好平衡。居民可以自行设定室内温度，从而可以减少不必要的热能散耗，节约煤炭资源，减少废气排放，符合节能减排、低碳生活的理念。4. 新型供热系统的应用由于以前计划经济体制，受我国制度与技术的双重制约，我国北方的建筑采暖方式如今还是以煤作为主要能源。集中供热成了北方地区建筑取暖的最佳方式。相比于分散燃煤的取暖方式，集中供热具备供热效率高，便于除尘的优点。随着社会主义市场经济体制的建立，能源市场得到开放，建筑采暖方式已经能够逐步脱离煤炭资源的制约。因此，如今单一的集中采暖方式已无法满足不同层次的消费群体的需求燃气分散取暖的优越性近几年，我国北方地区不再以集中供暖为唯一选择，燃气取暖方式开始被居民所采纳。目前燃气取暖方式主要有以下几种类型：水暖供热系统（热源为壁挂式燃气采暖炉）；风道式燃气家用中央空调系统；分体式一拖多家用燃气空调系统。将以上取暖方式称作分散供热的原因是它们具有一个相同点：用户使用时系统是独立的，互不影响。用户可以自己自由决定采暖时间。而与集中供热相比，分散供热有着明显的优势。太阳能集热系统的应用农村地区在太阳能利用上具有得天独厚的优势。首先，农村住宅以单体建筑为主，且布局相对分散，为太阳能集热系统的布置提供了充足的空间。其次，农村生活方式与城市不同，在生活生产过程中需要频繁进出房间，调研数据显示，冬季室内温度控制在10-15 左右能更好的满足农村居民的需求 9 。较低的室内温度，有利于提高太阳能集热效率。因此，农村地区更适宜作为太阳能建筑供暖的突破点，也将成为未来太阳能采暖应用的主要市场。（二）建筑物的保温隔热性能集中供热管网系统中包含节能建筑和非节能建筑。其中节能建筑是指通过提高建筑维护结构（外墙、门窗、屋面和楼板）的热工性能，同时提高采暖、空调能源利用效率的建筑。而非节能建筑为热工性能较差的既有建筑。据市场调研数据显示，节能建筑的能耗指标比非节能建筑低50%。建设部在“十一五”规划中已经将“既有建筑节能改造”作为重大的专项工程。目前，建筑物本身采暖能耗占集中供热管网系总能耗的90%以上。因此，降低建筑物本身采暖能耗，是供热管网系统节能的根源。建筑围护结构保温隔热性能是由组成围护结构的各部分材料性能所决定的，材料的保温隔热性能通常用传热系数K来衡量，传热系数越大，则表明材料传热的能力越强，那么保温隔热的效果就越差。提高建筑围护结构保温隔热性能就是要尽量降低围护结构各个部分的传热系数。建筑节能包括三部分：第一部分是技术节能，技术节能是指通过技术措施，提高建筑物热工性能。技术节能是建筑节能的基础。第二部分是政策节能，政策节能是指政府制定相应的地扶植政策和鼓励措施。第三部分是行为节能，行为节能取决于人的价值观和意识。从技术层面来看，通过合理的设计，采取以下措施，可有效的提高建筑物的保温隔热性能，降低能耗。 一是应尽量减小建筑物的体形系数。体形系数是建筑物的表面积和体积之比。它的大小实际上反映了建筑物表面积的大小。我们对两栋体形系数分别为0.349和0.293的同类型建筑的能耗量进行计算分析可知：体形系数大的建筑物能耗量高13.8-15.5。以上对比结果表面，体形系数越大，表明同等体积的房间，表面积越大，那么建筑物能量损失的途径就越多；同时体形系数越小，意味着建筑物外墙、外窗的面积较小，造价相对较低。因此，建筑设计应尽量减小建筑物的体形系数。 二是外门窗负担了建筑物主要的采光、通风的功能，选择适当的窗墙面积比、采用传热系数小的窗户、解决好东西向外窗的外遮阳问题，是提高外窗保温隔热性能的重要途径。 另外，节能建筑不宜设置凸窗和转角窗。其一、增大了建筑物的表面积，即增大了建筑物的体形系数，从而增大了建筑能耗；其二、增大了窗墙面积比，即增大了建筑能耗；其三、窗顶板和窗台板直接与室外空气接触，等同于外墙，但要达到外墙的保温隔热性能很难实施。 三是尽量减小屋面和外墙的传热系数，增强屋面和外墙的保温隔热性能。标准所规定的围护结构传热系数的限值，只是建筑节能现阶段的目标值。随着经济的发展和社会的进步，建筑节能设计标准将分阶段进行修改，围护结构传热系数的限值也会逐步要求降低。由于建筑的设计使用周期为50年，几十年后再来对既有建筑进行节能改造是很困难的，特别是高层建筑。因此，对标准较高的住宅，特别是高层住宅，其围护结构的传热系数宜适当低于标准所规定的限值，即贯彻建筑节能的超前性原则。三、总结本文从北方地区冬季集中供暖大背景出发，通过调查，数据分析，站在国家能源战略的高度提出建立节能型建筑供暖的必要性和可行性，并从供暖系统改进及革新和提高建筑物热工性能两方面提出了建筑供暖节能改造的一些措施。希望建设部在“十一五”规划中提