科技成果

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成果名称: 被动式低能耗技术在陕西关中地区既有建筑节能改造中的应用研究

成果登记号: 9612019Y0600

第一完成单位: 长安大学

联 系 人: 刘勇

成果类型: 应用技术

成果体现形式 : 新技术

技术领域: 新能源与高效节能

应用行业: 建筑业

成果简介:

    随着陕西省城镇化率大幅提升,关中地区建筑能源消耗量也随之增大,虽然我国其他省份或地区对城镇既有建筑节能改造方面进行了研究,也取得了不少成果,但由于陕西关中地区独特的地理位置和气候条件,以往研究成果不能完全照搬应用,因此,仍然需要对关中地区既有建筑节能改造技术进行深入细致的研究。随着关中地区城镇化进程的加快,及国家节能环保的政策要求,绿色节能建筑新建和改造项目市场需求必将增大,建筑节能改造的紧迫性和必要性不容忽视,且蕴含着巨大的市场潜力。被动式低能耗建筑作为绿色建筑领域中对于建筑中各项能耗指标要求更为严格的一种全新建筑类型和概念,在既有建筑节能改造中,和现有国内建筑65%节能要求相比,可以极大地降低建筑能耗。纵观全国情况,我国已经成为世界第三大能源生产国和第二大能源消耗国,每年建成的建筑总面积已超过所有发达国家总和。随着我国政府日益加大对建筑能耗的审查和相关标准规范的实施,我国的建筑节能产业已经成为节能环保产业的重要组成部分,建筑节能市场也具有前所未有的巨大潜力。

    建筑节能是当今社会发展的热点领域,既有建筑的被动式节能改造作为建筑节能中的重要一环,对提高人民生活水平、协调区域发展、完善生态文明建设、加快城镇一体化有着巨大的影响。本研究以实地考察与调查问卷相结合的方式对陕西关中地区既有建筑节能改造进行了全面调研,掌握了陕西关中地区既有建筑节能改造的进度以及过程中遇到的问题;通过大量的泡沫混凝土试验,对建筑节能材料的保温隔热及力学性能进行了深入的试验研究,根据试验结果完成了既有建筑的被动式低能耗改造研究。研究主要包括两部分:一是在学校混凝土实验室制备大量不同规格的泡沫混凝土试件,依据相关测试标准,测得泡沫混凝土的物理和化学性能参数,对实验方案进行优化;二是依据优化后的实验方案,以关中地区礼泉县烟霞镇官厅村的一处普通民居为例,并结合有限元软件的仿真分析,进行既有建筑的被动式低能耗设计改造,对比改造前后的能耗分析,并结合当地气候特点,提出一套适用于本地区的既有建筑节能改造方案。通过以上对陕西关中地区既有建筑的深入分析,本项目的主要技术内容包括:考虑传统民居建筑的建筑设计理念及传统建筑风格,陕西关中地区既有建筑在被动式节能改造上有着巨大的潜能。对于陕西关中地区既有民居建筑的被动式节能改造,主要从围护结构的保温隔热性能提升、建筑门窗气密性提升和冷热桥处理以及被动式能源供给三个方面进行。研究结果与实践案例表明:黏土砖、保温板复合砌块和泡沫混凝土砌块所需要的厚度分别为600mm、150mm和240mm可以满足严寒和寒冷地区居住建筑节能65%的指标要求,厚度分别为2400mm、600mm和960mm,可以满足河北省工程建设标准DB13(J)/T177-2015《被动式低能耗居住建筑节能设计标准》中规定的外墙传热系数为0.15的要求,厚度分别为1800mm、450mm和720mm,可以满足我国《被动式超低能耗绿色建筑技术导则(试行)》(居住建筑)中寒冷地区外墙传热系数0.25的要求。

    根据近几年的政策倾向以及节能环保事业的发展,本研究成果中的既有建筑节能改造技术方案将得到更广泛的应用。自从2012年住房和城乡建设部发布《既有居住建筑节能改造指南》以来,本项目首次对陕西关中地区既有建筑节能改造进行全面调研,全面掌握陕西关中地区既有建筑节能改造进度和存在的问题,并针对建筑节能材料热湿传递的机理进行了深入研究,立足于陕西关中地区建筑特点,研究既有建筑改造,提出并编制相应改造方案。依托本项目,研究成果发表学术研究论文共4篇,其中EI检索一篇,会议论文2篇,期刊论文2篇,授权实用新型专利一篇,培养硕士研究生一名。