基于技术经济分析的夏热冬冷地区住宅建筑外墙外保温层厚度优化研究

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新形势下,节约投资、减少能耗和减少温室气体排放是建筑行业发展的重要目标。在一定的厚度范围内,外墙外保温层厚度增加能提高外墙外保温技术的节能减排效果,与此同时,保温层的投资费用也随之增加。现行的外墙外保温层厚度不能同时兼顾保温层的经济性和节能减排性,造成了外墙外保温层厚度相关的费用高、能耗多、温室气体排放高等问题。鲜有文献在考虑外墙外保温层厚度相关的能耗和温室气体排放因素下,从提高外墙外保温层技术的经济效果角度出发,对外墙外保温层厚度进行优化研究。鲜有文献考虑到夏热冬冷地区特有的间歇式采暖空调用能方式对外墙外保温层最佳厚度的影响。本文以夏热冬冷地区住宅建筑外墙外保温层厚度为研究对象,在考虑外墙外保温层厚度相关的能耗因素和温室气体排放因素下,从提高外墙外保温层技术的经济效果角度出发,提出基于技术经济方法的夏热冬冷地区外墙外保温层最佳厚度确定的基本分析框架。具体来讲,本文采用建筑能耗软件Integrated Environmental Solutions-Virtual Environment(IES-VE)计算建筑空调采暖能耗,在此基础上,采用空调采暖能耗价格、能耗货币化系数和温室气体货币化系数得到保温层厚度增量效益。采用保温层价格、能耗货币化系数和温室气体货币化系数得到保温层厚度增量费用。采用经济净现值代表保温层费用效益评价综合指标。在此基础上,以夏热冬冷地区典型城市(武汉、长沙、杭州、成都)的典型住宅建筑为例,以聚苯乙烯泡沫板作为外墙外保温层材料,求出这四个城市在连续式和间歇式用能假设下典型住宅建筑外墙外保温层最佳厚度。结果表明,夏热冬冷地区采用传统的建筑外墙外保温层厚度方案(30mm)无法取得外墙外保温技术最优的经济效益。夏热冬冷四个典型城市的住宅建筑外墙外保温层最佳厚度略有差异。间歇式用能情景下,武汉、长沙、杭州和成都的住宅建筑外墙外保温层最佳厚度依次为50 mm,50 mm,50 mm,40 mm。连续式用能情景下,武汉、长沙、杭州和成都的住宅建筑外墙外保温层最佳厚度依次为70 mm,70 mm,70 mm,60 mm。两种不同的建筑空调采暖运行模式(连续性和间歇性)对外墙外保温层最佳厚度有影响,基于连续式用能假设的外墙外保温层最佳厚度不小于基于间歇式用能假设的所得值。
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