高原寒冷地區(qū)既有建筑節(jié)能改造適宜性及經(jīng)濟(jì)性分析

趙 娟，周波濤，白藝飛，高俊梅，強(qiáng)天偉

(西安工程大學(xué) 城市規(guī)劃與市政工程學(xué)院，陜西 西安 710048)

拉薩地處高原寒冷地區(qū)，冬季漫長而寒冷，夜間溫度常年低于-8 ℃，歷史最低氣溫可達(dá)-16 ℃，供暖是十分必要的[1].由于其特殊的地理環(huán)境，城市熱網(wǎng)供暖無法實現(xiàn)，空氣源熱泵是比較常用的一種集中供暖方式.然而當(dāng)?shù)剌^早建設(shè)的建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)未能滿足節(jié)能建筑要求，且氣候條件與平原地區(qū)差異較大，空氣源熱泵無法達(dá)到額定制熱量，加之設(shè)備運行數(shù)年之后系統(tǒng)性能衰減，導(dǎo)致很多既有建筑不滿足供暖要求的情況.

圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能改造已有眾多學(xué)者進(jìn)行了相應(yīng)的研究.桑國臣等[2]對不同朝向外墻單位面積日平均失熱量進(jìn)行分析，提出“傳熱朝向差異”的圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工設(shè)計方法.李榕榕等[3]利用DeST軟件對四個城市的辦公建筑模型進(jìn)行12個角度朝向旋轉(zhuǎn)，模擬計算全年冷、熱負(fù)荷，分析朝向差異建筑對冷熱負(fù)荷的影響程度，找到該地區(qū)最佳朝向.胡達(dá)明等[4]通過DOE-2軟件模擬計算夏熱冬冷地區(qū)典型居住建筑在不同朝向時的能耗，發(fā)現(xiàn)建筑南北向時能耗比東西向時低15%左右.André Furtado等[5]通過對既有建筑的外墻填充不同材料的砌體進(jìn)行圍護(hù)結(jié)構(gòu)改造，發(fā)現(xiàn)最高可以提升70%的能效.梁秒夢等[6]基于建筑朝向差異，對建筑進(jìn)行功能分區(qū)與室內(nèi)分區(qū)設(shè)計，即典型建筑.通過軟件模擬不同地區(qū)既有建筑與典型建筑的室外溫度、冬至日建筑耗熱量，發(fā)現(xiàn)典型建筑模型的室溫相對既有建筑模型有明顯提高.Faezeh Bagheri Moghaddam等[7]通過軟件模擬建筑在不同朝向建立綠色外墻時的能耗，發(fā)現(xiàn)在西北向時節(jié)能效果不明顯，而在南向建立綠色外墻時建筑能耗下降28%.崔俊奎等[8]通過工程實測，發(fā)現(xiàn)既有建筑保溫特性與節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)有較大差距.通過模擬計算參數(shù)達(dá)標(biāo)前后圍護(hù)結(jié)構(gòu)能耗差，并比較各方案的改造費用得出最優(yōu)方案.黃帥帥等[9]通過DeST軟件模擬得出建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)各部分改造后節(jié)能情況.外墻最大熱負(fù)荷節(jié)能率為45.66%，屋面最大熱負(fù)荷節(jié)能率為4.25%，外窗最大熱負(fù)荷節(jié)能率為7.36%.F Martín-Consuegra等[10]研究了某小區(qū)住宅被動式改造后能效改善情況，并對圍護(hù)結(jié)構(gòu)改造前后室內(nèi)熱環(huán)境進(jìn)行了分析.LM Ló pez-Ochoa等[11]通過全壽命周期成本分析法，采用最佳方案優(yōu)化圍護(hù)結(jié)構(gòu)并根據(jù)建筑朝向差異更改開口，以實現(xiàn)近零能源建筑.Lili Zhang等[12]通過DeST軟件模擬計算圍護(hù)結(jié)構(gòu)改造時采用不同類型及厚度的材料進(jìn)行外墻保溫的建筑能耗，發(fā)現(xiàn)改造后可節(jié)省21.52%的供暖能耗.Claire Far等[13]通過FirstRate5熱舒適模擬軟件模擬了7種圍護(hù)結(jié)構(gòu)改造方案下全年累計供暖與制冷能耗，發(fā)現(xiàn)改造后節(jié)能效果最高可達(dá)到71%.Lina La Fleur等[14]以瑞典某住宅為研究對象，提出一種生命周期成本不變的最佳能效的優(yōu)化方法.通過OPERA-MILP軟件進(jìn)行圍護(hù)結(jié)構(gòu)改造及能源優(yōu)化，研究發(fā)現(xiàn)對外墻節(jié)能改造比對屋頂更符合成本效益.Axel Bruck等[15]通過線性規(guī)劃法對歐洲地區(qū)既有建筑節(jié)能改造展開研究，得出了不同氣候區(qū)和建筑類型的節(jié)能改造閾值.劉曉君等[16]建立了既有住宅建筑節(jié)能改造評價指標(biāo)體系，并運用模糊綜合評判法建立了既有建筑節(jié)能改造項目的判定模型，為既有建筑節(jié)能改造提供了決策依據(jù).Yangluxi Li等[17]通過矩陣法建立了圍護(hù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型，探究了不同影響因素對建筑能耗的影響，得出減少通風(fēng)口，增加保溫材料厚度可以有效降低能耗.何梅等[18]以內(nèi)蒙古地區(qū)住宅建筑為研究對象，通過DeST軟件計算不同窗戶的冬季采暖負(fù)荷，對幾種節(jié)能窗用于不同朝向的房間的節(jié)能率進(jìn)行對比，為嚴(yán)寒地區(qū)的既有住宅建筑節(jié)能改造窗戶選擇提供依據(jù).Shahryar Habibi等[19]通過模擬的方式，研究了在屋頂鋪設(shè)光伏板的節(jié)能改造方式，得出在屋頂鋪設(shè)光伏板不僅可以增強(qiáng)建筑保溫性能，而且提高了光伏板發(fā)電效率.李崢嶸等[20]通過對貴州地捫侗寨傳統(tǒng)民居圍護(hù)結(jié)構(gòu)改造前后室內(nèi)溫濕度進(jìn)行現(xiàn)場實測，發(fā)現(xiàn)磚墻結(jié)構(gòu)能更好地穩(wěn)定室內(nèi)溫濕度.以上學(xué)者對圍護(hù)結(jié)構(gòu)改造進(jìn)行了研究，但拉薩地區(qū)建筑能耗不僅受圍護(hù)結(jié)構(gòu)影響，還和供暖熱源有關(guān).高鵬程等[21]對空氣源熱泵機(jī)組在嚴(yán)寒地區(qū)的運行效果進(jìn)行了分析.結(jié)果表明熱泵機(jī)組隨室外空氣溫度的降低會出現(xiàn)制熱量不足的情況.李欣林等[22]對拉薩地區(qū)空氣源熱泵進(jìn)行實驗測試，分析實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)空氣源熱泵在高原環(huán)境下受空氣溫度低等不利因素的影響其全負(fù)荷運行下的制熱量、性能系數(shù)明顯降低.Michael Chesser等[23]在對愛爾蘭某建筑進(jìn)行節(jié)能改造時，對不同室外環(huán)境下空氣源熱泵性能進(jìn)行測試，發(fā)現(xiàn)室外溫度為7℃時，空氣源熱泵的COP比額定COP低16%.Jihong Pu等[24]通過實驗探究結(jié)垢對空氣源熱泵性能的影響，發(fā)現(xiàn)污垢對加熱模式下的空氣源熱泵性能的影響會隨著空氣溫度的降低而加劇.王洋濤等[25]為解決空氣源熱泵在室外空氣溫度降低、負(fù)荷需求增大時制熱量減小的問題，提出單價能效系數(shù)的概念優(yōu)化了空氣源熱泵及輔助電加熱供暖的耦合方式，提高了供暖系統(tǒng)的節(jié)能性和經(jīng)濟(jì)性.

以上研究分別對不同朝向的圍護(hù)結(jié)構(gòu)差異、空氣源熱泵的高原修正進(jìn)行了探討，但并未基于高原寒冷地區(qū)強(qiáng)輻射、低密度的特殊氣候條件，提出主動與被動相結(jié)合的既有建筑節(jié)能改造綜合優(yōu)化方案.本文通過對當(dāng)?shù)亟ㄖ崪y數(shù)據(jù)分析，充分考慮到氣象條件和地理因素的影響，采用DeST能耗模擬軟件實施了針對不同朝向有差異的圍護(hù)結(jié)構(gòu)改造方案，并對空氣源熱泵運行參數(shù)進(jìn)行高原修正，針對不同方案進(jìn)行初投資和運行費用的綜合性經(jīng)濟(jì)性分析，得到較好的既有建筑節(jié)能改造方案.

1 供暖季室內(nèi)熱環(huán)境實測

該建筑共5層，總面積為5 200 m2，其中供暖面積為4 118 m2.建筑采用空氣源熱泵作為空調(diào)熱源形式，室內(nèi)末端設(shè)備為風(fēng)機(jī)盤管.冬季室內(nèi)供暖設(shè)計溫度為18 ℃，供回水溫度為45/40 ℃.

該測試選擇4個辦公室房間做室內(nèi)熱環(huán)境監(jiān)測，分別取南北向四個房間，其平面布置如圖1所示.

圖1 辦公建筑典型層平面圖

房間3未開啟風(fēng)機(jī)盤管，其他房間均供暖.溫濕度自記儀分別記錄12月25日與12月27日10：00～18：00室內(nèi)外溫度數(shù)據(jù)，溫度曲線如圖2所示.

圖2 實測室內(nèi)外溫度曲線

由圖2可知，溫度曲線按照被測房間號從高到低排列為：房間4>房間3>房間1>房間2.房間1與房間2為北向房間，房間1空間大，室內(nèi)溫度低，全天大部分時間都溫度低于18 ℃.房間2空間小，風(fēng)機(jī)盤管一直開啟，且電熱器取暖的情況下才能保證室內(nèi)溫度.根據(jù)房間工作人員解釋，北向房間全天都比較冷，需要空調(diào)供暖；房間3與房間4為南向房間，南向房間溫度在10：00時溫度與北向房間溫度較為接近.之后溫度上升較快，至13：00溫度最高達(dá)到24 ℃，之后再22 ℃左右波動.據(jù)房間工作人員介紹，該房間溫度較為舒適，僅在早晨需要開空調(diào)，其余時間依靠太陽輻射可滿足溫度要求.

從室內(nèi)外環(huán)境測試結(jié)果可以看出，室內(nèi)熱環(huán)境與外墻保溫有很大的關(guān)系，對于高原寒冷地區(qū)，由于太陽輻射強(qiáng)度大、晝夜溫差大、天空背景輻射強(qiáng)等因素，南北外墻應(yīng)采用不同的保溫措施，北外墻可強(qiáng)化保溫性能以防止熱量散失，南外墻可適度弱化保溫強(qiáng)度并加大窗墻比，從而強(qiáng)化白天傳熱，以提高室內(nèi)溫度，但居住建筑等夜間使用的房間需要考慮夜間散熱傳熱，要綜合比較白天得熱量與夜間失熱量以確定墻體保溫措施.

2 能耗模擬分析

2.1 建立模型及參數(shù)設(shè)置

根據(jù)以上測試結(jié)果及建議，考慮對圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造以降低室內(nèi)熱負(fù)荷.采用DeST軟件建立該建筑模型，并進(jìn)行不同圍護(hù)結(jié)構(gòu)方案的能耗模擬.其DeST模型如圖3所示.

圖3 DeST模型三維視圖

初始模型圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料根據(jù)設(shè)計施工圖紙設(shè)定，圍護(hù)結(jié)構(gòu)各部分具體材料及參數(shù)詳見表1.

表1 初始模型圍護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)

其中外墻傳熱系數(shù)為0.859 W/m2·K；傳熱系數(shù)為2.569 W/m2·K；外窗類型為6+12A+6，玻璃層數(shù)為兩層，傳熱系數(shù)K為2.9 W/m2·K，太陽能得熱系數(shù)為72.2%.

室內(nèi)環(huán)境參數(shù)具體設(shè)定如下：

(1)室外氣象參數(shù)：采用拉薩地區(qū)典型年的逐時氣象數(shù)據(jù).

(2)內(nèi)擾設(shè)定：軟件內(nèi)擾部分詳見表2.

表2 室內(nèi)參數(shù)

(3)系統(tǒng)設(shè)定：建筑內(nèi)每個空調(diào)房間設(shè)定獨立風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)，采暖時間2為每年的11月4日至次年的3月19日，共計136 d.采暖運行時間設(shè)定為每天9：00-19：00.

2.2 建筑熱負(fù)荷計算

通過DeST模擬計算得到該建筑最大熱負(fù)荷為246.95 kW，其供暖季逐時負(fù)荷曲線如圖4所示.

圖4 建筑供暖季逐時負(fù)荷

計算該建筑各房間熱負(fù)荷，并對所選房間全年熱負(fù)荷進(jìn)行統(tǒng)計，統(tǒng)計結(jié)果見表3.

表3 典型房間供暖季熱負(fù)荷統(tǒng)計

3 供暖系統(tǒng)能耗診斷

該建筑主要暖通設(shè)備見表4.

表4 主要暖通設(shè)備表

該建筑供暖季最大熱負(fù)荷為246.95 kW，低溫型風(fēng)冷熱泵額定制熱量為70 kW×4臺=280 kW.基本滿足要求，但工程中需考慮機(jī)組老化、銹蝕或受室外環(huán)境影響導(dǎo)致制熱量下降等問題，參考李欣林[16]對拉薩地區(qū)風(fēng)冷熱泵實際制熱量隨室外溫度變化衰減的研究，結(jié)合本文研究的室外情況得出實際制熱量在38.1～63 kW之間，且僅在下午17：00左右太陽熱輻射最大時達(dá)到60 kW，故取最不利狀況每臺機(jī)組實際制熱量為38.1 kW.四臺機(jī)組共152.4 kW小于建筑供暖季最大熱負(fù)荷，故該機(jī)組不滿足要求.針對機(jī)組不滿足要求的情況，一般處理方法是更換一套大功率的熱水機(jī)組.但是這種方法存在兩種弊端，①更換一套新機(jī)組的投資費用較高；②換用更大功率的熱水機(jī)組對于南向房間存在熱量浪費的情況，且運行費用明顯增大.因此提出兩步走的改造方案：首先進(jìn)行圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能改造，降低室內(nèi)熱負(fù)荷；再對熱源進(jìn)行不同方案經(jīng)濟(jì)性比選.

4 圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能改造

為降低建筑能耗，首先對圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化后圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工參數(shù)應(yīng)滿足西藏自治區(qū)民用建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)[26].圍護(hù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化具體參數(shù)見表5.

表5 圍護(hù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化具體參數(shù)

根據(jù)該設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，該辦公建筑位于拉薩屬于寒冷地區(qū)(C)，體形系數(shù)為0.27滿足要求；建筑南向窗墻比為0.5滿足要求；優(yōu)化前屋面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為0.595>0.45不滿足節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)化后為0.289滿足要求；優(yōu)化前外墻傳熱系數(shù)為0.595>0.55不滿足節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)化后為0.45滿足要求；優(yōu)化前外窗傳熱系數(shù)為2.9>2.0不滿足節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)化后為1.61滿足要求.

圍護(hù)結(jié)構(gòu)原始參數(shù)為方案1，選擇兩種改造方案，方案2在原始建筑基礎(chǔ)上，按表5的圍護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)在北向外墻、屋頂上添加保溫材料，北向外窗采用表5參數(shù)；方案3為建筑所有外墻、屋頂、外窗根據(jù)表5的參數(shù)進(jìn)行改造.

通過DeST對優(yōu)化后的辦公建筑模型進(jìn)行室內(nèi)外溫度、供暖季熱負(fù)荷模擬計算.在不供暖的情況下，4個典型房間室內(nèi)溫度值低于供暖設(shè)計溫度18 ℃的時刻數(shù)如圖5所示.

圖5 各房間供暖季溫度低于18 ℃小時數(shù)統(tǒng)計圖

由圖5可知，在不供暖情況下，方案1中房間1、2位于北向，室內(nèi)溫度低于18 ℃的小時數(shù)分別為1 536 h和1 912 h，房間3、4位于南向，房間溫度低于18 ℃的小時數(shù)僅為98 h和44 h；根據(jù)方案2對圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造后，室內(nèi)溫度低于18 ℃的小時數(shù)大幅下降，房間1、2為197 h和453 h，而南向的兩個房間溫度全部達(dá)到18 ℃以上；方案3的改造使所有房間在不供暖時，大部分時間都可以滿足室內(nèi)溫度要求，房間1、2為50 h和46 h，南向的兩個房間溫度全部達(dá)到18 ℃以上.

三種方案下四個房間供暖季逐時熱負(fù)荷分布情況如圖6所示.對于房間1，圍護(hù)結(jié)構(gòu)改造前平均日供熱量為112.22 MJ/d；圍護(hù)結(jié)構(gòu)按照方案2和方案3改造后，平均日供熱量分別為72.92 MJ/d、69.74 MJ/d；房間2三種方案下平均日供熱量分別為77.27 MJ/d、56.39 MJ/d、43.59 MJ/d；房間3三種方案下平均日供熱量分別為1.35 MJ/d、0.19 MJ/d、0.05 MJ/d；房間4三種方案下平均日供熱量分別為0.54 MJ/d、0.48 MJ/d、0.01 MJ/d.

圖6 各典型房間日供熱量曲線圖

如圖7所示，三種方案最大熱負(fù)荷值分別為：246.40、203.99、148.82 kW；供暖季總供熱量分別為：355.21、246.78、168.73 GJ，按照方案2和3進(jìn)行圍護(hù)結(jié)構(gòu)改造后，總供熱量分別減少了30.5%和52.5%.

圖7 供暖季最大熱負(fù)荷和總供熱量

5 熱源改造方案及經(jīng)濟(jì)性分析

為了進(jìn)一步滿足室內(nèi)熱舒適要求，需要對熱源進(jìn)行改造.本文提出兩種方案，方案A為不改變原有空氣源熱泵供暖系統(tǒng)，根據(jù)方案2進(jìn)行圍護(hù)結(jié)構(gòu)改造，且僅在北向房間外墻內(nèi)側(cè)壁面敷設(shè)電熱膜進(jìn)行輔助供暖；方案B為不進(jìn)行圍護(hù)結(jié)構(gòu)改造，更換所有空氣源熱泵機(jī)組.

原空氣源熱泵型號為LAWM200HT/2|4|D，該設(shè)備在拉薩地區(qū)運行時，室外溫度低于0 ℃的小時數(shù)為1 503 h，最低可達(dá)-16 ℃.運行環(huán)境空氣溫度極低，且運行數(shù)十年后機(jī)器本身存在的老化、磨損等問題導(dǎo)致實際制熱量遠(yuǎn)低于額定值熱量.文獻(xiàn)[22]分析了該機(jī)組實際制熱量、輸入功率隨室外溫度的變化曲線，得到拉薩地區(qū)空氣源熱泵機(jī)組制熱量高原修正系數(shù)，如表6所示.

表6 拉薩地區(qū)空氣源熱泵機(jī)組制熱量高原修正系數(shù)[16]

根據(jù)空氣源熱泵相應(yīng)性能曲線，結(jié)合表6所示的高原修正系數(shù)，線性擬合得到原有機(jī)組和新機(jī)組在拉薩運行的制熱量、輸入功率函數(shù)關(guān)系式，如公式(1)～(4)所示.

(1)

(2)

y1=K[1.93(x)+66.66]

(3)

y2=0.64(x)+21.32

(4)

根據(jù)拉薩逐時氣象參數(shù)，室外溫度在-11～10 ℃之間變化時，根據(jù)公式(1)～(4)得到兩機(jī)組逐時制熱量和功率的逐時統(tǒng)計值，如圖8所示.

圖8 新機(jī)組與原始機(jī)組逐時制熱量及逐時功率統(tǒng)計圖

從圖可知，舊機(jī)組的制熱量在27.85～51.24 kW之間，平均制熱量為額定制熱量的56.7%.逐時功率在18.99～22.38 kW之間，平均功率為額定功率的70.6%；新機(jī)組的制熱量在37.47～68.81 kW之間，平均制熱量為額定值熱量的82%，逐時功率在14.04～27.68 kW之間，平均功率為額定功率的78%.由以上數(shù)據(jù)可知，對于高原地區(qū)，應(yīng)充分考慮到室外環(huán)境因素對空氣源熱泵制熱量的影響，不能按照額定制熱量來選型.

5.1 方案A經(jīng)濟(jì)性分析

原有空氣源熱泵型號為LAWM200HT/2|4|D，該設(shè)備實際制熱量已不能滿足室內(nèi)供暖要求，需要增加電熱膜輔助供熱.根據(jù)市場調(diào)研，電熱膜選型及價格如表7所示.

表7 電熱膜選型

圍護(hù)結(jié)構(gòu)改造初始投資(人工費折入單價)包括：EPS外墻薄抹灰系統(tǒng)的材料費用、Low-E玻璃費用、屋頂XPS保溫材料的費用以及不滿足房間電熱膜費用.初始投資費用如表8～9所示.

表8 圍護(hù)結(jié)構(gòu)改造方案2初始投資費用表

表9 圍護(hù)結(jié)構(gòu)改造方案3初始投資費用表

拉薩地區(qū)民用電價以0.5元/kW·h計，圍護(hù)結(jié)構(gòu)按照方案2改造后空氣源熱泵供暖季耗電量為2.746 4×104kW·h，運行費用為1.37萬元/a；空調(diào)系統(tǒng)總耗電量為6.03×104kW·h，運行費用為3.015萬元/a.空氣源熱泵能耗約占空調(diào)系統(tǒng)總能耗的46%；供暖季使用電熱膜總耗電量為467.58 kW·h，費用合計0.002 4萬元/a；方案2運行費用共計3.017萬元.

根據(jù)DeST軟件模擬計算結(jié)果，方案3圍護(hù)結(jié)構(gòu)改造后供暖季總供熱量為168.73 GJ，空調(diào)系統(tǒng)總耗電量為5.19×104kW·h，則空調(diào)系統(tǒng)運行費用為2.59萬元/a.

5.2 方案B經(jīng)濟(jì)性分析

根據(jù)方案B，考慮高原修正以及最不利情況下空氣源熱泵制熱能力，選擇空氣源熱泵7臺，由造假通查得價格為17.8萬元/臺，總費用為124.60萬元.該空氣源熱泵額定制熱量為70 kW，額定功率為29.1 kW.方案1的圍護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)下空氣源熱泵總耗電量為3.866×104kW·h，空調(diào)系統(tǒng)總耗電量為7.105×104kW·h，供暖季空氣源熱泵運行費用為1.93萬元/a，空調(diào)系統(tǒng)總運行費用為3.55萬元/a，空氣源熱泵能耗占空調(diào)系統(tǒng)總能耗的54%.

5.3 整體經(jīng)濟(jì)性分析

根據(jù)文獻(xiàn)[28]，本文選擇生命周期費用法作為經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，項目的生命周期取20年，基準(zhǔn)折現(xiàn)率取12%.計算得：方案A的生命周期費用為48.263萬元，方案B的生命周期費用為153.643萬元，根據(jù)以上分析，將前面各方案的初投資、運行費用及生命周期費用匯總?cè)绫?0進(jìn)行比較.

表10 各方案對比分析

如表10所示，圍護(hù)結(jié)構(gòu)改造方案2的生命周期費用比方案3節(jié)約27.16萬元/a，所以優(yōu)先推薦方案2.則對于方案A，初投資為23.58萬元，年運行費用為3.017萬元；對于方案B，初投資為124.60萬元，運行費用為3.55萬元/a；綜合分析，方案A較方案B初投資節(jié)省101.02萬元，運行費用節(jié)省了0.533萬元/a.生命周期費用節(jié)省了105.38萬元/a.以上分析表明方案A經(jīng)濟(jì)性更好，是可以優(yōu)先推廣的既有建筑改造方式.

6 結(jié)論

對拉薩某辦公建筑室內(nèi)外溫度實測，發(fā)現(xiàn)南北向房間熱負(fù)荷差異巨大、北向房間溫度不滿足供暖要求.為進(jìn)一步探究以拉薩為代表的高原寒冷地區(qū)節(jié)能改造措施，本文采用全生命周期費用為指標(biāo)，從圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能改造和熱源改造兩個方面進(jìn)行優(yōu)化，得出以下結(jié)論：

(1)對拉薩某辦公建筑進(jìn)行室內(nèi)外溫度實測，結(jié)果顯示，南向房間3和4溫度較為舒適，滿足采暖要求；北向兩個房間室內(nèi)溫度低，開啟空調(diào)后室內(nèi)溫度大部分時間低于18℃，不滿足采暖要求.為解決此問題，提出圍護(hù)結(jié)構(gòu)改造；

(2)分別采用方案1(未改造)、方案2(北向圍護(hù)結(jié)構(gòu)改造)和方案3(全部圍護(hù)結(jié)構(gòu)改造)進(jìn)行DeST能耗模擬，模擬結(jié)果顯示，方案2改造后在供暖季的總供熱量為246.780 GJ，比方案1減少了50.79%；方案3改造后在供暖季的總供熱量為168.732GJ，比方案1減少了52.5%，圍護(hù)結(jié)構(gòu)改造效果顯著；

(3)為進(jìn)一步滿足室內(nèi)熱舒適要求，提出方案A(改造圍護(hù)結(jié)構(gòu)并加裝電熱膜)和方案B(直接更換空氣源熱泵).對這兩種方案分別進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析后得出：方案A初投資為23.58萬元，年運行費用為3.017萬元；方案B初投資為124.600萬元，年運行費用為3.55萬元；從經(jīng)濟(jì)性分析結(jié)果來看，方案A較方案B，初投資費用節(jié)省101.02萬元，年運行費用節(jié)省0.533萬元，生命周期費用節(jié)省105.38萬元，是可以優(yōu)先推廣的既有建筑改造方式.