某老旧办公楼节能改造方案

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摘要：简单介绍了老旧办公楼节能保温工程做法及效果。分析了太阳能热水集热和低温新介质发电，结合地源热泵制冷取暖，并对此进行了研究。

关键词：节能改造 太阳能 低温发电 地源热泵

中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号：

一.项目概况

某单位旧办公楼，建于上世纪九十年代中期。框架结构地上四层，一至三层为办公区，四层为大会议室，地下室除仓库外多数闲置。总建筑面积4550㎡，其中一至四层3640㎡，地下一层910㎡，日常办工除共用通道、顶层大会议室外建筑面积约2300㎡。

由于使用需要，拟进行节能降耗改造。具体内容为：建筑物主体增设保温构造。改造原有分体空调制冷，铸铁暖气片集中供热取暖。正常工作时间为每日8:00—18:00，共计10个小时。

该办公楼已按照《民用建筑节能设计标准》（JGJ26-95）65%节能标准要求进行了外墙、屋面、地下室顶板及门窗的节能改造。按照当地供暖制冷设计标准，每平方米能耗34千瓦时。冬季低温热辐射采暖，夏季中央空调送风。正常工作时间为每日8:00—18:00，共计10个小时。

改造前每年冬季集中供暖缴纳取暖费81900元。夏季空调用电费用85300元（五年平均值）。两项共计167200元。

二.建筑节能改造

由于设计年限较老，原有建筑无节能构造。现对外墙、屋面与地下室顶板、门窗、分户隔墙及暖气工程进行了保温设置。

2.1外墙保温工程

原有外墙系加气混凝土墙身，干粘石饰面。现改造为外贴容重35kg/m³的100mm厚聚苯板、玻璃丝布抗裂砂浆抹面，外喷真石漆。传热系数为：0.43W/㎡·K。

2.2屋面与地下室顶板保温工程

粘贴容重35kg/m³的100mm厚聚苯板，粉刷石膏罩面。传热系数为：0.41W/㎡·K。

2.3门窗更换工程

拆除原有塑钢单层外窗和普通空心木门。更换为断桥铝中空玻璃（5+12+5）mm，传热系数为：2.31 W/㎡·K。和25mm填充挤塑板内门，传热系数为：1.54W/㎡·K。

2.4分户隔墙工程

原有分户隔墙为普通抹灰，仿瓷涂料罩面。改造后为：20mm厚胶粉聚苯颗粒抹灰，玻璃丝布抗裂层，乳胶漆罩面。传热系数为：1.47W/㎡·K。

2.5暖气改造工程

拆除原有铸铁暖气片及管道。铺设低温热辐射采暖系统。构造为：20mm厚挤塑板、辐射膜、地面盘管、砂浆找平层，面层。地面盘管按照每平方米4.2米设置。

2.6改造后采暖设计热负荷指标：29.13W/㎡。较改造前97.1 W/㎡下降了70%。符合《民用建筑节能设计标准》（JGJ26-95）65%节能标准要求。

三.设备改造

本工程共有超导太阳能HFC-134a介质发电、地源热泵空调两个个子系统。

3.1超导太阳能HFC-134a介质发电子系统

该办公楼屋面面积910㎡，按照1:0.75计算，设置680㎡超导真空集热器。

超导真空集热管是近年来新兴的非水介质光热收集装置，其导热性能好、工作温度高：真空集热管太阳能相变导热系统即使在冬季热交换率也能达到95%以上。

相变导热技术，是一种非水介质，集热、导热的核心。使用的HFC-134a作为相变介质。HFC-134a，化学名：四氯乙烷。其ODP(即消耗臭氧潜能值)为0，常压沸点－26.5℃。常用气化关系见附图。

利用HFC-134a低温汽化的特性，使用相对较低的温度产生需要的高压蒸汽来推动叶轮机发电。在此，选用5kg/cm²压力下HFC-134a气化温度为25℃，由超导太阳能加热后产生的HFC-134a蒸汽压力为0.8 MPa，

集热器选用ф70mm*1700mm超导真空集热管，间距30mm。根据工程所在地纬度，集热器仰角为37°，行距0.6m。所在地冬季平均日照辐射强度超过或等于1.3KW/㎡的时间为3.13小时，0.8 KW/㎡的时间为6.64小时。夏季相应为为5.64和10.22小时。冬季，超导太阳能相变导热子系统每日可提供约1756800000千焦的热量（本文中计算数据均以冬季参数计算），HFC-134a蒸汽推动多联微矩发电机叶轮后经过水冷却至20℃回流至储液罐循环使用。

多联微矩发电机转换效率为0.5，每日实际发电244kw/h。

3.2地源热泵空调子系统

地源热泵空调是采用节能环保的地源热泵系统，其冷热源采用安装灵活、易于控制的埋管式土壤源热泵系统，也称土壤耦合式热泵系统。具体采用立埋的埋管方式，以水作为冷热量载体，水在埋于土壤中的换热管道内与热泵机组间循环流动，实现机组与大地土壤之间的热量交换。

冬季循环水通过埋在土壤中的高密度聚乙烯管环路，从土壤中吸收热量，使循环水温度升高，供给地源热泵机组，同时由热泵机组提供热水，通过地板辐射给室内供暖；夏季循环水通过地埋管将热量排放到土壤中，使循环水温度降低供给地源热泵机组。再由热泵机组提供冷冻水，通过风机盘管给室内供冷。

本工程采用SGHP ML2-300地源热泵机组。名义制冷量350KW，制热量385KW。输入功率55 KW。

四.经济效果

每年采暖、制冷时间按照230天计算。地源热泵每天工作10小时，耗能126500 kw/h。超导太阳能HFC-134a介质发电子系统每日发电244kw/h，按照75%系数折合，年发电38640 kw/h。每年需从电网补充87860 kw/h，按照0.85 元/kw/h计算，本办公楼改造完毕后每年制冷、制热费用为74681元，为改造前的45%。经济效果明显。

结束语

倡导节约环保型经济发展。这项对旧办公楼的节能改造，完全结合了人性化、科学化、节约化的方案方针。达到了节能改造与效益提升的双赢。