采暖居住建筑节能基本原理

供热方面详细阐述建筑节能的具体措施

一、采暖居住建筑的主要特点

统计显示，在居住建筑中住宅大约占92%，其余的为集体宿舍、招待所、托幼建筑等。这些建筑的共同特点是供人们昼夜连续使用。所以这类建筑常对室内热环境和空气质量有较高要求，室内都设计安装有采暖设备及通风换气装置。在冬季按我国现行标准，冬季室内温度要求达到16~18℃，高级别建筑要求达到20~22℃。从建筑尺度上看，居住建筑层高一般为 2.7~3.0m，开间一般为3.3~4.5m。住宅建筑中人均占有居住面积约为7~8㎡，占有居住容积18.2~20.8m ³。城镇居住建筑以2多层建筑为主，大城市中有一定数量的中高层住宅。近年来由于建筑设计的多样化，城镇新建居住建筑物体形系数有变大的趋势。有数字表明，在北京市和天津市等寒冷地区，多层住宅体形系数已从原来的0.30左右增大至0.35左右。

二、采暖居住建筑的能耗构成

建筑能耗可分成建筑材料生产能耗、建筑施工能耗、建筑使用能耗三个部分。在这里主要讨论建筑使用能耗。

采暖居住建筑的耗热量由通过围护结构的传热耗热量和通过门窗缝隙的空气渗透耗热量两部分组成。以北京地区80住2-4、80MD1、81塔1等三种多层住宅为例，建筑物耗热量主要由通过围护结构的传热耗热量构成，占73~77%，其次为通过门窗缝隙的空气渗透耗热量，占23~27%。传热耗热总量中，外墙占23~34%，门窗占23~25%，楼梯间隔墙占6~11%，屋顶占7~8%，阳台门占2~3%，户门占2~3%，地面占2%。窗户总耗热量，即窗的传热耗热量加上空气渗透耗热量占建筑物全部耗热量的50%。

从上述可见，窗户是耗热量较大的构件，是节能的重点部位，改善建筑物窗户（包括阳台门）的保温性能和加强窗户的气密性是节能的关键措施。另一方面我国对保证室内空气卫生要求所需的换气次数有明确标准，加强窗户的气密性以减少冷风渗透耗量需注意保证室内最低换气次数。使用气密性很高的窗户时应考虑增加主动式排风装置。

从围护结构各部位传热耗热量所占比例来看，外墙最大，其次是窗户，再其次是楼梯间隔（以楼梯间不采暖住宅为例）和屋顶。所以外墙仍是节能设计的重点部位。

三、采暖居住建筑节能基本原理

采暖居住建筑物在冬季为了获得适于居住生活的室内温度，必须有持续稳定的得热途径。建筑物总的热量中采暖供热设备供热占大多数，其次为太阳辐射得热，建筑物内部得热（包括炊事、照明、家电和人体散热等）。这些热量的一部分会通过围护结构的传热和门窗缝隙的空气渗透向室外散失。当建筑物的总得热和总失热达到平衡时，室温得以稳定维持。所以建筑节能的基本原理是：最大限度地争取得热，最低限度地向外散热。具体可总结成以下几个方面：

1.通过有效的组团规划、单体设计，从朝向、间距、体型上保证建筑物受

太阳辐射面积最大；

2.减小建筑物的体形系数及外表面积和加强维护结构保温，以减少传热耗

热量；

3.提高门窗的气密性，减少空气渗透耗热量，提高门窗保温性减少其传热

耗热量；

4.改善采暖供热系统的设计和运行管理，提高锅炉运行效率，加强供热管

线保温、加强热网供热的调控能力。

1、多功能智能型锅炉系统节能控制装置

我公司从1998年研发至今更新换代三代控制产品，实现在北京首例供热节能改造工程，节能效果十分显著，目前已广泛应用。该控制系统具备气候补偿功能、锅炉联动功能，可以实现分时、分温、分区供热、按需供热，采用了当前供热领域中最先进的节能控制理论，达到最大的节能效果。

第三代节能控制产品HTXY—02/03多功能智能型锅炉系统控制装置，采用最先进的计算机芯片组成主控制板；彩色触摸液晶显示屏，用户界面具有Windows 操作系统风格，主控器通过RS485总线与各锅炉控制器进行通讯。

该控制系统有多种运行模式，可以控制锅炉、换热站及整个供暖系统节能运行，并且可以和计算机中央控制，远程控制，网络控制相连接，实现能源集中管理。

该控制系统具备气候补偿功能、锅炉联动功能，可以实现分时、分温、分区供热、按需供热，采用了当前供热领域中最先进的节能控制理论，达到最大的节能效果。

该节能控制系统，荣获多项国家专利和软件著作权，被评为北京市节能产品，经政府部门多项现场检测，节能率为22-35%。

2、锅炉联动功能

根据热需求对多台锅炉联动控制、使供热和负荷相匹配，均衡锅炉出力，达到节能效果。

按照以往的运行方式，锅炉启动的台数完全由锅炉操作人员所掌控，锅炉出力不均衡，能耗浪费大。，使用华通热力的多功能智能型锅炉系统控制装置运行锅炉，就可以科学化按热负荷的需求启动或停止锅炉，既保证了锅炉的燃烧负荷平衡，又避免了锅炉的频繁起停和热量的浪费。比如：采暖初期，热需求量小，1#锅炉）的电动二通阀打开，系统自动启动1#锅炉的小火运行，当天气渐渐变冷，1#锅炉转为大火运行，当室外温度继续下降，一台锅炉运行已经不能满足热负荷需求时，2#锅炉的电动二通阀打开，系统则自动启动2#锅炉运行，最寒冷时，4台锅炉全部启动运行，当天气变暖时，按需求自动关闭4#、3#、2#锅炉，

从而达到设备合理运行，均衡锅炉使用寿命，节省大量能源。

3、气候补偿技术

根据气候的变化室内温度供热质量有效地降低燃气消耗，达到节能目的。

华通热力集团自行研发的第三代多功能智能型锅炉系统控制装置的核心技术-气候补偿调节技术，打破了以往人工看天烧锅炉的供水温度恒定的陈旧的运行模式，可依据用户设定的不同的室内温度要求，根据气候的变化和四次调节关系曲线调整供回水温度，当室外温度升高时，供水温度降低；当室外温度降低时，供水温度升高，此过程依据热负荷的需求自动调整，从而使用户室内温度在室外气候温度变化时保持基本恒定，保证供热质量，有效地降低燃气消耗，达到节能目的。

气候补偿系统由控制器、电动调节阀、室外温度传感器、供回水温度传感器等，加之相应的控制软件所组成，该系统中的四次供热调节曲线属国内首创，取值更合理，控制更精确，节能效果更加显著。

4、分时分温分区供热技术

根据热用户的性质不同，提供不同的负荷控制策略，使系统的供热量与热负荷相一致，实现分时、分温、分区、按需供热。

在一个供暖系统中，热用户的性质是不同的，例如，一个学校，有办公楼、教学楼、宿舍楼、家属楼、图书馆、体育馆、游泳池、车库等，由于建筑物的功能不同，所需的热量不同，供暖时间也各不相同，分时、分温、分区供热技术就是对这些不同的热用户提供不同的负荷控制策略，通过分区调节，使系统的供热量与热负荷相一致，实现按需供热、按时间段供热，达到最大限度的节能。例如：教学楼和宿舍楼的供暖需求不同，白天：教学楼需要高温供暖，且供暖时间要长，而宿舍楼就可以低温供暖，且供暖的时间相对要短；夜间：宿舍楼需要高温供暖，而教学楼就可以低温供暖；图书馆可以按照规定的开馆时间保证适宜的室内温度，其余闭馆时间仅需要低温供暖即可；对车库只要提供较低的供暖温度保证汽车的适应温度就可以了。这种分时分温分区的按需供热，既满足了不同用户的需求，又可达到十分明显的节能效果。

5、管网水力平衡调节技术

通过管网水力平衡调节，克服水力失调、冷热不均的现象，使用户的实际流