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摘要:分析了既有采暖建筑按围护结构分项耗热量比例构成中，在通过外围护结构保温性能的同时，空气耗热量比例构成中在节能建筑中占的比例份额将越来越大，要进一步较高建筑的节能率，应将空气热回收技术做为既有采暖建筑提高建筑节能率的重要措施。
关键词:既有采暖居住建筑；热回收；空气耗热量；节能率
中图分类号：TU7文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）
1 引言
目前，建筑能耗已经成为仅次于工业能耗的第二大能源消耗大户。随着城市的发展，建筑能耗所占的比重也在逐年攀升。中国工程院院士，清华大学建筑学院江亿教授说：“目前我国建筑在运行过程中的能耗已经占到全社会总能耗的25%以上。而且还在不断增长”。
预计到2020年底，我国将新增建筑面积约300亿㎡，如果延续目前的建筑能耗状况，每年将消耗12000亿度电，4.1亿吨标准煤，是目前全国建筑能耗的3倍。因此推行建筑节能刻不容缓。目前我们国家，北方城镇建筑面积有160亿㎡冬季采暖能耗占到我国城市建筑能耗的总量的40%。冬季采暖能耗是建筑能耗中比例最大的一块。
在北方严寒地区和寒冷地区冬季采暖能耗是建筑能耗中，目前新建建筑65%节能标准以及既有建筑节能50%节能改造工程的大规模实施。在建筑能耗中窗户能耗所占地比例越来越高，尤其是节能65%节能目标实施后窗户的空气渗透耗热量比例将大幅上升。如何使得建筑在采暖期室内外温差为40℃（乌鲁木齐为例）的情况下，为保证室内空气品质必需的0.5h-1换气次数，将室内排到室外的18℃空气所携带的热量回收，这是节能65%目标实施后一个提高建筑节能率的有效且必须的节能措施。
2 采暖建筑空气耗热量
以乌鲁木齐市(北纬=43.77°，东经=87.68°)一栋地上6层、地下室1层、建筑物高度为18.10 m 磚混结构370砖墙单元式住宅楼，住户36户，气候分区属七区，建筑朝向南北，条式建筑体形系数为 0.31，节能计算总建筑面积（地上）2383.91㎡，建筑体积为（地上）6195.34m³，建筑体积（地下）为479.60 m³，建筑总体积为6674.94 m³，建筑表面积：2094.90㎡，用斯威尔能耗计算软件模拟计算，以现行的65%节能标准为例计算围护结构单项能耗值如表所示—65%节能标准建筑耗热量统计表：
65%节能标准建筑总耗热量统计表
从上表可以看出空气渗透耗热量在模型建筑节能执行《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ 26—2010行业标准后，建筑总耗热量中所占的比例高达58%，而外围护结构仅占到42%，在目前外围护结构总传热耗热量降低措施中，外墙保温措施在中华人民共和国公安部《关于进一步明确民用建筑外保温材料消防监督管理有关要求的通知》（公消[2011]65号）中外保温材料防火等级提高到A级后，高效的有机保温材料推出外保温体系的推出建筑节能市场后，外墙围护结构的保温性能提高率与造价的上升率呈近似直线上升关系，外窗的保温性能提高通过乌鲁木齐市某住宅小区小改方案、中改方案、大改方案中窗户的节能改造对比，如下表为小区建筑节能改造工程中窗户部分改造的具体方案以及改造费用统计表。
乌鲁木齐市某小区综合节能改造窗户改造方案
序 号 节能改造
乌鲁木齐市某小区综合节能改造窗户改造造价
序号 节能改造
从上述不同方案的改造方案以及成本对比可以看出，建筑中窗户的改造造价由于换窗伴随的拆窗、安装窗户、窗边保温、窗内侧装修破坏等一系列的增加成本因素，造成改造成本如上表显示小改方案496元/㎡窗面积，中改方案586元/㎡窗面积，大改方案607元/㎡窗面积。这个价格如此的高昂主要是由于换窗直接造成的。由此可以看出，窗户的耗热量降低成不也不低，由于其他外围护结构在外围护结构的传热耗热量比例中份额较小，实行再好的节能措施对整体的保温性能的提升贡献率甚小。目前，最有效的方法就是降低空气耗热量。
3 采暖建筑空气耗热量回收
依据北京工业大学汪会勇撰写的《空气热交换器的适用性分析》中以标准《空气—空气能量回收通风装置》中规定的夏季制冷性能测试工况作为实际测试工况，即室外干球温度为35℃，湿球温度为28℃；室内干球温度为27℃，湿球温度为19.5℃，结果测得论文中圆盘形显热换热器的最大显热换热效率为71.3%；膜式全热换热器最大显热换热效率为70%，潜热换热效率为70.6%，全热换热效率为70.3% 。如果此空气热回收装置用于冬季采暖建筑的的空气热回收，回收效率在冬季内外大温差的条件下会远大于70%，暂且按照70%的回收效率计算，前述模型建筑的空气耗热量回收率为：58%×70%=41.6%，可以回收整栋建筑中耗热量的41.6%。
4 结论
依据上述模型分析和理论计算约40%的节能效益，按照目前建筑节能率提法，在现行65%的基础上再节约40%，相当于在执行《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ 26—2010行业标准后节能率再提升14%。如果配合采暖系统室内温度调节装置及有效的室外管网的有效气候补偿和室内联动控制的前提下，这对于我国采暖地区建筑节能、能源危机、大气污染、人居环境的贡献率将是无法估量的。
新疆大学2011年度大学生创新性实验计划校级项目——空气热回收装置在采暖居住建筑应用实验研究（XJU-SRT-11018）
参考文献：
［1］中国建筑科学研究院，中国建筑业协会建筑节能专业委员会. JGJ26-95民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分) [S].北京：中国建筑工业出版社，1996
［2］ 北京中建建筑设计院.JGJ129-2000 既有采暖居住建筑节能改造技术规程[S].北京：中国建筑工业出版社，2000
［3］杨善勤.民用建筑节能设计手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1997
［4］房志勇.建筑节能[M].2版.北京，中国建筑工业出版社，2006
［5］北京市建筑设计研究院.DBJ 11-602-2006 居住建筑节能设计标准[S],北京，2006
［6］《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ 26—2010[S].北京，2008
［7］《空气热交换器的适用性分析》 汪会勇 鹿院卫. 《制冷与空调》 2008年04期
［8］《空气-空气能量回收装置》 GB/T 21087-2007 [S],北京，2007
关键词:既有采暖居住建筑；热回收；空气耗热量；节能率
中图分类号：TU7文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）
1 引言
目前，建筑能耗已经成为仅次于工业能耗的第二大能源消耗大户。随着城市的发展，建筑能耗所占的比重也在逐年攀升。中国工程院院士，清华大学建筑学院江亿教授说：“目前我国建筑在运行过程中的能耗已经占到全社会总能耗的25%以上。而且还在不断增长”。
预计到2020年底，我国将新增建筑面积约300亿㎡，如果延续目前的建筑能耗状况，每年将消耗12000亿度电，4.1亿吨标准煤，是目前全国建筑能耗的3倍。因此推行建筑节能刻不容缓。目前我们国家，北方城镇建筑面积有160亿㎡冬季采暖能耗占到我国城市建筑能耗的总量的40%。冬季采暖能耗是建筑能耗中比例最大的一块。
在北方严寒地区和寒冷地区冬季采暖能耗是建筑能耗中，目前新建建筑65%节能标准以及既有建筑节能50%节能改造工程的大规模实施。在建筑能耗中窗户能耗所占地比例越来越高，尤其是节能65%节能目标实施后窗户的空气渗透耗热量比例将大幅上升。如何使得建筑在采暖期室内外温差为40℃（乌鲁木齐为例）的情况下，为保证室内空气品质必需的0.5h-1换气次数，将室内排到室外的18℃空气所携带的热量回收，这是节能65%目标实施后一个提高建筑节能率的有效且必须的节能措施。
2 采暖建筑空气耗热量
以乌鲁木齐市(北纬=43.77°，东经=87.68°)一栋地上6层、地下室1层、建筑物高度为18.10 m 磚混结构370砖墙单元式住宅楼，住户36户，气候分区属七区，建筑朝向南北，条式建筑体形系数为 0.31，节能计算总建筑面积（地上）2383.91㎡，建筑体积为（地上）6195.34m³，建筑体积（地下）为479.60 m³，建筑总体积为6674.94 m³，建筑表面积：2094.90㎡，用斯威尔能耗计算软件模拟计算，以现行的65%节能标准为例计算围护结构单项能耗值如表所示—65%节能标准建筑耗热量统计表：
65%节能标准建筑总耗热量统计表
从上表可以看出空气渗透耗热量在模型建筑节能执行《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ 26—2010行业标准后，建筑总耗热量中所占的比例高达58%，而外围护结构仅占到42%，在目前外围护结构总传热耗热量降低措施中，外墙保温措施在中华人民共和国公安部《关于进一步明确民用建筑外保温材料消防监督管理有关要求的通知》（公消[2011]65号）中外保温材料防火等级提高到A级后，高效的有机保温材料推出外保温体系的推出建筑节能市场后，外墙围护结构的保温性能提高率与造价的上升率呈近似直线上升关系，外窗的保温性能提高通过乌鲁木齐市某住宅小区小改方案、中改方案、大改方案中窗户的节能改造对比，如下表为小区建筑节能改造工程中窗户部分改造的具体方案以及改造费用统计表。
乌鲁木齐市某小区综合节能改造窗户改造方案
序 号 节能改造
乌鲁木齐市某小区综合节能改造窗户改造造价
序号 节能改造
从上述不同方案的改造方案以及成本对比可以看出，建筑中窗户的改造造价由于换窗伴随的拆窗、安装窗户、窗边保温、窗内侧装修破坏等一系列的增加成本因素，造成改造成本如上表显示小改方案496元/㎡窗面积，中改方案586元/㎡窗面积，大改方案607元/㎡窗面积。这个价格如此的高昂主要是由于换窗直接造成的。由此可以看出，窗户的耗热量降低成不也不低，由于其他外围护结构在外围护结构的传热耗热量比例中份额较小，实行再好的节能措施对整体的保温性能的提升贡献率甚小。目前，最有效的方法就是降低空气耗热量。
3 采暖建筑空气耗热量回收
依据北京工业大学汪会勇撰写的《空气热交换器的适用性分析》中以标准《空气—空气能量回收通风装置》中规定的夏季制冷性能测试工况作为实际测试工况，即室外干球温度为35℃，湿球温度为28℃；室内干球温度为27℃，湿球温度为19.5℃，结果测得论文中圆盘形显热换热器的最大显热换热效率为71.3%；膜式全热换热器最大显热换热效率为70%，潜热换热效率为70.6%，全热换热效率为70.3% 。如果此空气热回收装置用于冬季采暖建筑的的空气热回收，回收效率在冬季内外大温差的条件下会远大于70%，暂且按照70%的回收效率计算，前述模型建筑的空气耗热量回收率为：58%×70%=41.6%，可以回收整栋建筑中耗热量的41.6%。
4 结论
依据上述模型分析和理论计算约40%的节能效益，按照目前建筑节能率提法，在现行65%的基础上再节约40%，相当于在执行《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ 26—2010行业标准后节能率再提升14%。如果配合采暖系统室内温度调节装置及有效的室外管网的有效气候补偿和室内联动控制的前提下，这对于我国采暖地区建筑节能、能源危机、大气污染、人居环境的贡献率将是无法估量的。
新疆大学2011年度大学生创新性实验计划校级项目——空气热回收装置在采暖居住建筑应用实验研究（XJU-SRT-11018）
参考文献：
［1］中国建筑科学研究院，中国建筑业协会建筑节能专业委员会. JGJ26-95民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分) [S].北京：中国建筑工业出版社，1996
［2］ 北京中建建筑设计院.JGJ129-2000 既有采暖居住建筑节能改造技术规程[S].北京：中国建筑工业出版社，2000
［3］杨善勤.民用建筑节能设计手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1997
［4］房志勇.建筑节能[M].2版.北京，中国建筑工业出版社，2006
［5］北京市建筑设计研究院.DBJ 11-602-2006 居住建筑节能设计标准[S],北京，2006
［6］《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ 26—2010[S].北京，2008
［7］《空气热交换器的适用性分析》 汪会勇 鹿院卫. 《制冷与空调》 2008年04期
［8］《空气-空气能量回收装置》 GB/T 21087-2007 [S],北京，2007