基于分户计量的户型位置与耗热量关系研究

2021-08-10朱体强赵令宽王金奎

河北建筑工程学院学报 2021年1期

朱体强赵令宽王金奎

(河北建筑工程学院，河北张家口 075000)

1 前言

从2010年开始[1]，北方采暖地区新竣工建筑及完成热计量改造的既有居住建筑，取消以面积计价收费方式，实行两部制热价政策，在此方案下，向居民收取按面积计量的“基本热费”和按用热量计量的“计量热费”。然而由于住户位置不同而产生的围护结构热工性能的差异对采暖耗热量造成的影响，如果本着多用热多缴费的原则，不同位置的住户的热计量相差极大，如此会挫伤一部分住户参与计量供热的积极性。本文以河北省张家口市同一节能类型的两个典型住宅户型为例，拟提出通过改变不同位置住户围护结构热工性能的方式来使热计量收费更加公正、合理。

2 典型户型居住建筑热工性能

本文选取了张家口市内两栋典型住宅，如图1、2，图1为一梯两户户型，图2为两梯四户户型，两种户型的住宅都满足河北省居住建筑节能75%设计标准，地上为11层，地下为1层，其主要围护结构概况如表1所示.两种典型户型居住建筑的耗热量指标分别为11.17W/m2、11.25W/m2，小于限值11.30W/m2，满足75%建筑节能标准.

图1 一梯两户户型标准层平面图

图2 一梯两户户型标准层平面图

表1 两种户型主要围护结构工程概况

3 住户房间位置对用热量的影响

3.1 一梯两户

根据住户在建筑中位置的不同分为六类住户，各位置对应代号如表2，各位置住户的耗热量如图3所示，采暖最有利住户与采暖最不利住户的单位面积耗热量占比如图4所示.

表2 一梯两户户型各位置对应编号

由图3所示，位于A1、A3、B1、B3住户的单位采暖面积耗热量比较大，为采暖不利住户，而A2与B2位置住户单位采暖面积耗热量较小，为采暖有利住户，最不利住房超过最有利住户69%.从图4可看出，耗热量差异较大的原因是A1住户比B2住户多出了屋面、山墙的耗热，造成用热量不均。

图3 一梯两户户型各位置住户耗热量(单位：W/m3) 图4 A1与B2两户耗热量比较(单位：W/m3)

3.2 两梯四户

住户各位置对应代号如表3，各位置住户的耗热量如图5所示，采暖最有利住户与采暖最不利住户的单位面积耗热量占比如图6所示.

表3 两梯四户户型各位置对应编号

由图5可看出，两梯四户户型最不利住户超过最有利住户耗热量135%.同时从图6可看出，采暖最有利住户D2位置与采暖最不利住户C1位置耗热量差异最大的是屋面，其次为外门窗、墙体.

图5 两梯四户各位置住户耗热量(单位：W/m2) 图6 C1与D2两户耗热量比较(单位：W/m2)

整体来说，不同位置住户在居住建筑中的耗热量差异较大，在按住户实际耗热量进行采暖收费时，需要采取方法来减小因不同位置住户耗热量不同而导致热费收取的差异。

4 优化方法

由于两种户型各住户间耗热量差异的不同，在保证建筑总体耗热量满足节能75%的前提下，两种户型应该采取不同的围护结构热工性能修正方法以减小各住户间耗热量差异，从外围护结构中对住户间耗热量差异影响最大的屋顶、地面、外墙入手，以减小或维持中间户的保温层厚度和增大边户的保温层厚度的方式来减小耗热量的户间差异.

4.1 一梯两户

对于一梯两户户型：屋顶层保温层厚度调节为300mm，边户外墙保温层调节为100mm，中间户外墙保温层厚度不变，地面保温层厚度调整为120mm.根据《河北省居住建筑节能设计标准》[2]与《民用建筑热工设计规范》[3]理论计算，调整后建筑耗热量指标为10.45 W/，比修改前减少6%.建筑耗热量各部分的数值见图7，一梯两户户型最不利住户超过最有利住户耗热量从原来的69%减小到22%，在建筑整体能耗与调整前相差较小的情况下有效减小了户间的耗热量差距.

图7 优化后一梯两户户型各位置住户耗热量图8 优化后两梯四户户型各位置住户耗热量

4.2 两梯四户

对于两梯四户户型：屋顶层保温层厚度调节为300mm，边户外墙保温层调节为100mm，中间户外墙保温层厚度调整为大于最小传热阻[3]的60mm，地面保温层厚度调整为120mm.经计算，调整后建筑耗热量指标为11.76 W/m2，比修改前减少4%.调整后的建筑耗热量各部分的数值见图8，两梯四户户型最不利住户超过最有利住户耗热量从原来的135%减小到48%，在建筑整体能耗与调整前相差较小的情况下有效减小了户间的耗热量差距.