西藏地区民居建筑太阳能 空气源热泵供暖系统性能及碳排放浅析.pdf
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1、针对西藏地区民居建筑,进行了被动式建筑节能研究,模拟了建筑负荷,采用太阳能空气源热泵系统进行冬季供暖。分析了系统能耗、全寿命周期投资运行单价及碳排放情况。结果表明,太阳能空气源热泵供暖系统具有运行能耗低、运行费用少,碳排放量小等特点,具有显著节能效果和减碳作用。关键词:太阳能;空气源热泵;供暖;碳排放;西藏杨方德,男,年生,硕士研究生,高级工程师 上海虹口区逸仙路 号 :收稿日期:引言建筑耗能与工业耗能、交通耗能并列,成为我国三大“耗能大户”。尤其是建筑耗能,伴随着建筑总量的不断攀升和居住舒适度的提升,呈急剧上扬趋势。建筑能耗约占全社会总能耗的,其中供暖和空调能耗约占总能耗。西藏太阳能资源全国
2、排第一,对于西藏地区广大民居建筑,充分利用当地太阳能资源用于冬季供暖,不仅可以解决供暖用能问题还可以保护和改善生态环境,提高生活质量,同时降低建筑供暖成本,减少建筑碳排放,可为实现碳达峰碳中和发挥重要的作用。典型民居被动式建筑设置 建筑模型以西藏地区典型民居建筑为研究对象,大部分的建筑是家独栋别院相邻布置,根据人数的不同,有着不同的户型,楼有朝南的露台,厨房和厕所均朝北。但经过分析,该户型最大的缺陷是体型系数不满足 建筑节能与可再生能源利用通用规范 的要求。本文针对体形系数不满足的问题进行重新设计,将前院的厨房挪至后面整体建筑内,使新户型体型方正,无进退凹凸。优化后的典型户型体形系数降为 ,小
3、于寒冷地区 的要求。经过 模型软件计算比对,对于典型户型进行了屋顶、外窗、层高、外墙等比选,最终该户型满足 建筑节能与可再生能源利用通用规范 的要求,且可以将单位面积热负荷降到最低,整体热工性能可满足 节能要求。典型建筑围护结构构造及传热系数见表。表典型建筑围护结构构造及传热系数材料构造传热系数()外墙 水泥砂浆 挤塑聚苯板 加气混凝土砌块 水泥砂浆 楼板 水泥砂浆 细石混凝土 挤塑聚苯板 水泥砂浆 钢筋混凝土 屋面 细石混凝土 水泥砂浆 挤塑聚苯板 水泥砂浆 轻集料混凝土清捣 钢筋混凝土 地面瓷砖面层 挤塑聚苯板 水泥砂浆找平层 垫层素土夯实 外窗层中空 玻璃断桥铝合金窗 分别从户型和体形系
4、数、窗户尺寸及玻璃选择、层高和保温材质等方面入手,进行建筑热负荷敏感性单因素分析,得出:)拥有好的保温隔热性能,前提是有好的户型,符合规范的体形系数;)合适的开窗尺寸 北向 高度开窗,南向 开窗;)合适的层高 为宜;)优质的门窗材料和保温材料也意味着高昂的价格,在经济性和材料性能上综合考虑,决定采用挤塑聚苯板作为屋顶和外墙的保 温 材 料,外 窗 采 用 木 窗 框 单 层 银 膜 玻璃 真空层单层银膜 玻璃的设计,建筑热负荷最小;)优良的施工工艺,减小热桥对于建筑热负荷的影响及高气密性,都很重要。建筑热负荷模拟选取以上典型建筑进行供暖季热负荷模拟。该建筑为层框架结构,层高均为,建筑总面积为
5、,包括个起居室、个卧室、个厨房、个卫生间和个储藏室。根据典型建筑结构和当地气象参数,进行建筑供暖负荷模拟,选取当年 月 日至次年月 日为供暖季,忽略建筑内部人员、设备及照明等散热的影响,全年供暖热负荷如图所示,其中月份最大日供暖负荷为 ,月总负荷为 ;月份最大日供暖负荷为 ,月总负荷为 ;全年总热负荷为 ,最大逐时供暖热负荷为 ,设计逐时负荷最大值为 。图典型建筑供暖季逐时热负荷供暖系统全年能耗计算 供暖系统设置供暖供热暖通空调 年第 卷增刊采用太阳能空气源热泵联合供暖,充分利用太阳能集热,当阴天和夜间时,启动空气源热泵作为辅助热源,其中太阳能集热系统采用平板型集热器。建筑物供暖所需太阳能集热
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