西安市未央区和平工业园中试基地节能房——太阳能地面热水辐射采暖系统

陕西省建筑科学研究院 ■ 任普亮

一 工程概况

示范工程位于陕西省西安市未央区和平工业园陕西省建筑科学研究院中试基地内。西安市属寒冷地区，冬季采暖期室外平均温度为0.9℃，全年≤5℃的天数为100d，夏季最热月平均温度为26.4℃，冬季日照率为43%。该住宅建于2009年8月，建设周期9个月，建筑面积185m2，建筑造价为18.2687万元。房屋类型为两层双坡屋顶住宅(图1)。每层设计有卧室3间，书房、起居室、厨房、锅炉各1间，卫生间2间。主要承重结构为砖混结构。建筑南立面如图1所示。

图1 建筑南立面

二 采取的节能技术措施

1 维护结构

围护结构所用材料尽量就地选材，摒弃传统的烧结粘土实心砖，一层墙体采用370mm烧结粘土多孔砖，二层采用370mm烧结粘土空心砖。相比传统的240mm砖墙，热工性能明显提高，如图2所示。

图2 外墙节能砌筑材料

2 屋面

屋面为混凝土架空坡屋面，屋面保温采用轻钢夹芯保温板，夹芯层为憎水珍珠岩板，厚度100mm。该屋面板为成型产品，便于安装，如图3所示。在屋面板上铺设泥草层，外铺贴小青瓦。

3 门窗

图3 屋面

图4 塑钢中空玻璃推拉窗

外窗选用塑钢中空玻璃推拉窗(图4)，传热系数≤3.0W/(m2·K)，热工性能优于传统的铁窗、铝合金单玻窗，且外观美观，与建筑整体结合性好。外门选用金属保温门。门窗框与门窗洞壁之间的缝隙，采用发泡聚氨酯材料填实，确保洞口气密性。

4 采暖方式

采暖系统由两部分组成：火炉火炕和太阳能地板辐射式采暖系统。火炉火炕主要负责一层卧室采暖，如图5所示。火炉火炕，采用蜂窝煤炉为热源，是在传统火炕的基础上对其优化，改善了传统柴火土炕燃烧效率低、燃烧不畅、炕面温度不均等问题。炕体围护采用120mm粘土砖，足够厚度的围护结构隔热保温性能良好，使更多的烟气余热通过炕的吸收进入室内，从而提高烟气热量进入炕洞的利用效率，达到节能目的。炕体内无立柱，使换热过程在整个炕体内均匀分布，消除炕体温度不均匀性，消除了各种烟挡形成的烟气涡流，保证烟气充满整个炕体，使炕面温度更趋均匀。炕板采用50mm厚预制砼板，上下两层，围成一个长方形蓄热体，高400mm，蓄热体距地200mm，减少与地面接触无效热损失。蓄热材料采用木屑、锯末，蓄热层厚度350mm，并且沿烟气流动方向设坡度，烟气在流动过程中是上升的，有利于烟气有组织的流动，不会产生倒灌现象。炕面抹面厚度50mm，保证了炕面温度均匀。

图5 火炉火炕图

西安地区太阳能资源相对丰富，太阳能地板辐射式采暖系统在供应生活用热水的同时，辅助进行二层及一层起居室采暖，如图6所示。

图6 太阳能热水及室内地热施工图

三 温度测试

对示范工程不同功能房间的温湿度进行了实测，采用火炉火炕采暖的房间1，房门密闭后温度基本恒定在16～18℃，可基本满足农宅冬季采暖的需求；二楼起居室的温度基本保持在12～16℃，较室外温度波动明显降低；由于厨房有自然排风的管道，温度在12～14℃，安装可开启的排风装置后，房间的温度保持在可接受的范围内。

经过示范工程节能措施的改进提高，农宅工程室内温度基本可满足农民正常居住的需求。