严寒地区冷加工厂房节能改造技术措施研究

摘要

随着国民经济的不断发展和人民生活水平的日益提高，建筑能耗不断增长，造成的环境问题（比如雾霾）也日益严重。中国工业建筑面积占所有建筑面积的比例较大，工程投资额占总投资额的比例比民用建筑高3％，并且建筑能耗在总建筑能耗中占相当大的比重。因此，对工业建筑进行节能技术研究具有非常重要的意义。
　　本文通过对新疆地区工业厂房围护结构进行大量的调研，发现自上世纪80年代以来该地区厂房主要以排架结构类型为主，墙体多为粘土砖或者彩钢夹芯板，门窗多以钢制为主。通过围护结构散热量大，导致室内温度过低从而产生结露现象，影响结构的安全与使用寿命，导致建筑维护费用和采暖能耗的增加。所以对该地区工业建筑进行节能改造技术措施研究刻不容缓。
　　本文选取新疆乌鲁木齐机务段冷加工厂房为研究对象。对其进行热工测试、热工验算，发现该厂房部分围护结构不能满足规范中“最小热阻值”的要求。通过表面结露和内部冷凝判断，发现该厂房结露的主要原因是围护结构内表面温度低、相对湿度大。
　　严寒地区通过围护结构传热造成的热量流失较大。首先，作者借助能耗模拟软件Design Builder建立模型，把乌鲁木齐机务段冷加工厂房作为“基准建筑”，模拟出全年累计热负荷，并换算成标准煤。然后，分别模拟外墙、屋面在附加不同保温材料以及门窗采用不同类型的玻璃后厂房的能耗情况，希望可以通过增大墙体、屋面与门窗的热阻来降低采暖能耗。根据模拟结果、《工业建筑节能设计统一标准》（征求意见稿）中关于围护结构传热系数限值的规定确定外墙1可以在原来370mm粘土实心砖墙外加30mm的XPS；墙体2、屋面应为80mm的XPS彩钢夹芯板；窗户采用Low-e6/6mmAir的玻璃。最后，根据模拟的节能效率，考虑到经济性、可操作性，把屋面为该厂房改造的重点部位。具体措施为：屋面采用80mm的XPS彩钢夹芯板，在室内侧设置隔汽层，在防水透汽层上设通风间层使保温材料处于半气密型的构造中。对于局部湿度较大的煮洗区，作者提出可以通过将煮洗区水箱上的屋面升高到15m，设通风天窗利用热压以及机械通风进行除湿，同时还应设置挡板来隔断湿空气向其他区域扩散。
　　基于上述认识及理解，作者希望通过本文的研究，能够为严寒地区工业建筑节能提供一定的理论依据和技术方案，并在一定程度上推动严寒地区工业建筑的节能改造工作。

目录

声明

1绪论

1.1课题研究的背景

1.2 国内外节能技术研究现状

1.3 相关概念及研究范围的界定

1.4 研究目的及意义

1.5 研究的内容与方法

2严寒地区工业建筑现状

2.1严寒地区气候特征

2.2严寒地区既有工业建筑现状调研

2.3严寒地区既有冷加工厂房存在的问题、防治措施

2.4 本章小结

3 严寒地区冷加工厂房围护结构热工测试分析

3.1厂房概况

3.2 测试内容

3.3 测试仪器

3.4 测试分析

3.5 围护结构热工性能验算

3.6 围护结构内表面结露判断

3.7 围护结构内部冷凝判断

3.8 本章小结

4 冷加工厂房围护结构能耗模拟与分析

4.1理论依据

4.2 模拟软件的选择

4.3 模型的建立

4.4 厂房能耗模拟

4.5 本章小结

5 冷加工厂房改造技术措施的确定

5.1 保温层经济厚度的确定

5.2 屋面改造的构造做法

5.3 采用改造技术后屋面的热工验算

5.4 采用改造技术后的节能效果与经济性分析

5.5 补充建议

5.6 本章小结

6 结论

参考文献

致谢

图录

表录

附录一

攻读学位期间发表的学术论文