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建筑外墻外保溫厚度選擇及其經(jīng)濟(jì)性分析

文檔作者：熊歡劉建軍文檔來源：西南石油大學(xué)土木3-程與建筑學(xué)院		點擊數(shù)：	更新時間： 2025年09月25日
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上一篇：建筑項目進(jìn)度控制對工程監(jiān)控影響的研究

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2013年2月上
第42卷第3期
施工技術(shù)
CONSTRUCTl0N TECHNOLOGY 19
DOI：10．7672／s西s2013030019
建筑外墻外保溫厚度選擇及其經(jīng)濟(jì)性分析術(shù)
熊歡，劉建軍
(西南石油大學(xué)土木3-程與建筑學(xué)院，四川成都610500)
[摘要】選取合理的外墻保溫層厚度不僅能有效地改善建筑室內(nèi)熱環(huán)境，還能降低建筑能耗，取得良好的經(jīng)濟(jì)效
果。通過對建筑外墻外保溫材料的投資費用和采暖空調(diào)運行費用分析，選取凈現(xiàn)值、動態(tài)投資回收期以及經(jīng)濟(jì)效
益等評價指標(biāo)對建筑外墻外保溫不同厚度進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評價，確定其經(jīng)濟(jì)厚度。以成都某住宅建筑為例，結(jié)合DeST．h
的能耗模擬以及Matlab的曲線擬合功能，計算分析了外墻外保溫使用EPS板的經(jīng)濟(jì)厚度，為不同地方選取建筑保
溫層厚度提供了一種經(jīng)濟(jì)性分析方法。
[關(guān)鍵詞]建筑節(jié)能；保溫；聚苯乙烯板；經(jīng)濟(jì)性
[中圖分類號]TUlll [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號】1002．8498(2013)03-0019-04
Thickness Choice and Economic Analysis on Exterior
Wall External Insulation
Xiong Huan，Liu Jianjun
(School ofCivil Engineering and Architecture，Southwest Petroleum University，Chengdu，Sichuan 610500，China)
Abstract：Selection of suitable external wall thermal insulation thickness can not only improve the indoor
thermal environment of the building，but also reduce the
energy consumption and get good economic
effect．By analysis to the investment costs of building exterior insulation material and the operation cost of
heating air conditioning，the economic effects of buildings with different external wall insulation
thicknesses were evaluated and the optimum insulation thickness determined using dynamic investment
recovery period，and net present value，and economic benefit as indexes．Taking a residential building in
Chengdu for example，using the energy consumption simulation of DeST-h and the curve fitting function of
Matlab，the optimum external wall insulation thickness was calculated when using EPS boards．The work
provided an economic analysis method for selecting building insulation layer thickness in different places．
Key words：energy—saving；insulation；EPS；economics
0 引言
按照我國建筑氣候區(qū)劃分，夏熱冬冷地區(qū)是指
我國中部的長江流域及其周圍廣大地區(qū)，涉及16個
省、自治區(qū)、直轄市。該地區(qū)面積約180萬km2，人
口約5．5億，國民生產(chǎn)總值約占全國的48％，是人
口密集、經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)的地區(qū)¨1。該地區(qū)夏季炎
熱，冬季潮濕寒冷，但由于屬于非采暖地區(qū)，建筑設(shè)
計一般不考慮采暖要求，建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能
差，保溫隔熱效果不好，冬夏季建筑室內(nèi)熱環(huán)境與
居住條件十分不佳。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水
平的快速提高，居民普遍自行使用采暖空調(diào)設(shè)備來
改善室內(nèi)熱環(huán)境。然而，以空氣調(diào)節(jié)改善室內(nèi)熱舒
·國家自然科學(xué)基金(51174170)
[作者簡介]熊歡，碩士研究生，E—mail：zyxhuan@163．com
[收稿日期】2012—11—22
適的效用必須要有良好的圍護(hù)結(jié)構(gòu)作為保證舊]。
由于沒有科學(xué)的設(shè)計和采取相應(yīng)的技術(shù)措施，致使
該地區(qū)冬季建筑采暖、夏季建筑空調(diào)能耗急劇上
升，造成能源嚴(yán)重浪費，也使得居民用于能源的支
出大幅增加，同時居住條件也沒能得到根本改善。
提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能，必定會對保溫材料的保
溫隔熱性能及其厚度提出更高的要求，這樣就會增
加投資成本。如何確定建筑的保溫層厚度，特別是
對既有建筑的節(jié)能改造，使其達(dá)到既節(jié)能又經(jīng)濟(jì)就
顯得相當(dāng)重要。
1 建筑外墻外保溫的經(jīng)濟(jì)分析
1．1 外墻外保溫費用計算
住宅建筑采用外墻外保溫材料進(jìn)行保溫隔熱，
在其生命周期里的費用可以簡化為由保溫材料的
投資費用和采暖空調(diào)運行費用組成口1。建筑保溫
萬方數(shù)據(jù)
20 施工技術(shù)第42卷
材料的投資費用包括市場購買成本以及建造費用，
分析可知其計算表達(dá)式如下：
Ci。=C；占+C。(1)
式中：c；。為單位面積保溫材料的價格(元／m2)；C；為
單位體積保溫材料的價格(元／m3)；艿為保溫材料的
厚度(m)；C。為單位面積保溫材料的建造費用(含
運輸費、安裝材料費及人工費，元／m2)。
建筑在其運行階段的能耗受許多因素的影響，
具有很大的不確定性，難以準(zhǔn)確地進(jìn)行計算，運用
計算機(jī)能耗模擬軟件進(jìn)行模擬，可以得到相對真實
的結(jié)果。通過運用DeST．h能耗模擬軟件，保溫材料
運行采暖空調(diào)費計算表達(dá)式如下：
C。=ECf[1一(1+，’)“]／I‘ (2)
其中，
當(dāng)g<，時：
，。=(．，一g)／(1+g) (3)
當(dāng)g>J『時：
，‘=(g一，)／(1+，) (4)
式中：C。為生命周期內(nèi)單位面積建筑采暖空調(diào)費
(元／m2)；E為單位面積建筑模擬能耗(kW·h／m2)；
C，為地方電價(元／(kW·h))；N為保溫層生命周期
的年數(shù)(年)；，‘為折現(xiàn)率(％)；g為通貨膨脹率
(％)；，為銀行利率(％)。
建筑外墻采取保溫隔熱的費用由保溫材料的
投資費和采暖空調(diào)運行費組成，通過保溫材料的投
資費和采暖空調(diào)運行費用的計算式可以得到單位
面積保溫層生命周期總費用計算式為：
C=C；6+C。+ECf[1一(1+，’)一“]／，’(5)
1．2外墻外保溫厚度及其經(jīng)濟(jì)性分析方法
對建筑外墻外保溫材料在其生命周期內(nèi)進(jìn)行
經(jīng)濟(jì)分析，主要是對使用的保溫層材料及其選取的
不同厚度，分析建筑物在其壽命周期內(nèi)所花費的投
資與取得的經(jīng)濟(jì)效益。同一保溫材料不同保溫層
厚度的經(jīng)濟(jì)性分析，即分析為增加厚度所花費的投
資是否能在其運行階段得到回收并取得一定的經(jīng)
濟(jì)效益。在工程中進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析的方法有很多種，
應(yīng)根據(jù)具體情況加以選擇。對建筑外墻外保溫在
相同材料不同厚度下進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析，可選取差額凈
現(xiàn)值、動態(tài)投資回收期以及材料在其壽命周期內(nèi)的
經(jīng)濟(jì)效益等指標(biāo)進(jìn)行分析。
1．2．1 凈現(xiàn)值法
凈現(xiàn)值(NPV)是反映投資方案在計算期內(nèi)獲
利能力的動態(tài)評價指標(biāo)，是指用一個預(yù)定的基準(zhǔn)收
益率i。，分別把整個計算期內(nèi)隔年所發(fā)生的凈現(xiàn)金
流量都折現(xiàn)到建設(shè)初期的現(xiàn)值之和H’。對建筑外
墻不同保溫層厚度的各種方案，即為分析增加建筑
保溫材料的投資費用與所節(jié)約的運行費用同時折
算到現(xiàn)在的現(xiàn)值。其計算公式為：
NPV=△C。一AC．n+足。。(6)
式中：AC。為建筑外墻外保溫增量投資獲得的經(jīng)濟(jì)
收益現(xiàn)值；AC；。為建筑外墻外保溫增量投資現(xiàn)值；
R。。為保溫材料剩余殘值的凈現(xiàn)值。
當(dāng)NPV>0時，說明該增量投資方案不僅滿足
基準(zhǔn)收益率下的盈利要求，還能得到超額收益，方
案可行；當(dāng)NPV=0時，方案基本滿足基準(zhǔn)收益率下
的盈利要求，方案勉強(qiáng)可行或有待改善；當(dāng)NPV<0
時，則方案不可行。對于選取不同保溫層厚度的方
案進(jìn)行凈現(xiàn)值法分析，首先應(yīng)排除NPV<0的方案，
再對NPV>0的各方案進(jìn)行比較，確定NPV最大者
為最佳方案，其經(jīng)濟(jì)性最好。
1．2．2 動態(tài)投資回收期
動態(tài)投資回收期為在考慮資金時間價值的條
件下，以各投資方案的凈收益回收項目全部投入資
金所需要的時間。投資回收期若小于確定的基準(zhǔn)
投資回收期，即表明在規(guī)定的時間內(nèi)能夠回收投資
的資金，則可以考慮接受該方案。對建筑外墻保溫
材料動態(tài)投資回收期進(jìn)行分析，其計算公式為：
Ⅳ。：In—————壘生———一／ln(1+，·)(7) 。△A一(C；。一AA)·，’ 、。、7
式中：Ⅳd為動態(tài)投資回收期(年)；AA為采取保溫材
料后年節(jié)能收益(元／m2)。
當(dāng)動態(tài)投資回收期小于保溫材料的使用年限
時，則表示保溫材料增加的初始投資能在其生命周
期內(nèi)得到回收，并且由于采用保溫材料能夠改善建
筑室內(nèi)冷熱環(huán)境，提高舒適度，因此是值得投資的。
1．2．3 經(jīng)濟(jì)效益
節(jié)能收益是按無保溫的普通建筑能耗價值減
去外墻外保溫節(jié)能建筑能耗價值的差值”1。建筑
外墻采取不同保溫層厚度進(jìn)行保溫隔熱，能在不同
程度上減少其在運行階段的能源耗費，當(dāng)節(jié)省的運
行費用回收項目的初始增量投資以后，在投資回收
期以后的運行期間所節(jié)省的能耗費用則是項目進(jìn)
行增量投資所帶來的經(jīng)濟(jì)效益，其表達(dá)式為：
R=(N—N。)·AA (8)
2基于實例的外保溫厚度經(jīng)濟(jì)性分析
2．1實例模型的確定
夏熱冬冷地區(qū)范圍廣闊，在建筑外墻保溫材料
的研究中應(yīng)視具體情況進(jìn)行分析。現(xiàn)以成都地區(qū)
的某住宅建筑為例，對其外保溫厚度及其經(jīng)濟(jì)性加
以分析研究，從而得出適用于其他地方的經(jīng)濟(jì)性分
析方法。選取的住宅建筑為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，建筑
萬方數(shù)據(jù)
2013 No．3 熊歡等：建筑外墻外保溫厚度選擇及其經(jīng)濟(jì)性分析2l
層數(shù)為7層，層高2．8m，建筑面積1 920．24m2，體型
系數(shù)為0．348，窗墻比為0．21，單元每層有4戶，均
為兩室一廳一廚一衛(wèi)，使用年限按50年計。以該住
宅建筑未采取保溫隔熱措慈時的外墻結(jié)梅作為基
準(zhǔn)模型，運用前面的方法來分析外墻不同外保溫層
厚度下外墻的經(jīng)濟(jì)性能。基準(zhǔn)模型的建筑圍護(hù)結(jié)
構(gòu)做法及其傳熱系數(shù)如表1所示。
表1基準(zhǔn)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)主體部分參數(shù)
Table 1 Benchmark building enclosure body parameters
類別構(gòu)造／mm
(W傳．熱m-系2．?dāng)?shù)K-／I) 外墻8厚徽o+姜㈣∞厚z．9s，
霎嘉薔陶黼2籍0燃漿¨-s 樓梯間陶粒混凝土+ 厚水泥砂漿?一屋頂15厚水霎凳萋主芏7．黑囂燃100厚·．，。s
f-1 雙層實體木質(zhì)外門2．500
窗戶普通6厚單玻璃5．7110
確定了建筑基準(zhǔn)外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，選擇使用較為普遍
的EPS板(即聚苯乙烯泡沫塑料板)為建筑外墻保溫
材料，取不同保溫層厚度0，10，20，30，40，50，60，70，
80，90，lOOmm作為不同方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析。
2．2經(jīng)濟(jì)指標(biāo)計算
根據(jù)成都地區(qū)的實際情況，EPS板價格Ci約為
380元／m3，固定建造費用e。取51元／m2，地方電價
c，為0．6元／(kW·h)，保溫材料使用年限Ⅳ假定為
25年。在目前技術(shù)條件下保溫材料還未能得到較
好的回收利用，可取其殘值為零，通貨膨脹率g取
4．5％，貸款利率，取6．7％。運用前面的計算方法
可以計算出不同保溫層厚度下建筑外墻外保溫的
各項費用及其經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，如表2所示。
2．3方案經(jīng)濟(jì)厚度分析
從表2中的數(shù)據(jù)可以得出，增加建筑外墻保溫
層厚度后不同方案其凈現(xiàn)值均>0，增加的投資費用
其動態(tài)投資回收期均小于其使用年限，且都能得到
一定的經(jīng)濟(jì)效益。因此，通過增加保溫層厚度的各
種方案均可行，都能獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。在選取
不同保溫層厚度的各方案中，當(dāng)保溫層厚度為
50ram時，凈現(xiàn)值最大，取得的經(jīng)濟(jì)效益最好，因此
是所選不同方案下的經(jīng)濟(jì)厚度。為了便于觀察，可
以根據(jù)計算得出的數(shù)據(jù)繪出不同保溫層厚度下的
各指標(biāo)曲線。圖1a表示在不同外墻保溫層厚度下
采暖空調(diào)費用、保溫材料初始投資費用以及總費用
三者之間的關(guān)系。隨著外墻保溫材料厚度的增加，
總費用先下降后上升，因而存在一個總費用最低的
經(jīng)濟(jì)保溫層厚度。圖1b表示在不同外墻保溫層厚
度下采暖空調(diào)能耗、凈現(xiàn)值及經(jīng)濟(jì)效益之間的關(guān)
系。隨著保溫材料厚度的增加，采暖空調(diào)能耗先下
降后趨于平穩(wěn)，而投資凈現(xiàn)值以及經(jīng)濟(jì)效益都呈現(xiàn)
出先上升后下降的趨勢。因此，并不是保溫層的厚
度越大所取得的經(jīng)濟(jì)效益就越好，而是當(dāng)凈現(xiàn)值達(dá)
到最大值時為最佳保溫層厚度的選擇點。
2．4外墻保溫層經(jīng)濟(jì)厚度計算
由于所選取各方案保溫材料厚度的不連續(xù)性，
使所得到的經(jīng)濟(jì)厚度并不是材料所有厚度下的經(jīng)
濟(jì)厚度。對此，可以考慮根據(jù)所得到的方案數(shù)據(jù)進(jìn)
行曲線擬合，得到各指標(biāo)的函數(shù)表達(dá)式，從而求出
其最佳經(jīng)濟(jì)厚度。在進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評價時，選取NPV最
大時為方案最佳方案，因此可以對不同厚度保溫層
下NPV進(jìn)行曲線擬合，從而得到其函數(shù)表達(dá)式，進(jìn)
而求出最佳的經(jīng)濟(jì)厚度。選取不同保溫層厚度0，
lO，20，30，40，50，60，70，80，90，lOOmm及其對應(yīng)的
凈現(xiàn)值0，27．23，54．88，66．52，69．29，69．35，66．70，
63．29，59．49，55．50，51．50元／m2作為擬合的基本
表2建筑外墻不同保溫層厚度經(jīng)濟(jì)分析
Table 2 Economic analysis of different insulation of building external wall thickness
，
萬方數(shù)據(jù)
22 施工技術(shù)第42卷
p
g
1R
￥
罡
樞
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
厚度／mm
a費用
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
厚度／mm
b經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
圖1 不同外保溫厚度下費用及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
Fig．1 Cost and economic indicators under
difkrent thermal insulation thickness
數(shù)據(jù)。運用Matlab的曲線擬合功能，可以得到擬合
曲線如圖2所示，從圖中可以看出在所選的保溫層
厚度下一致性很高，得到的擬合函數(shù)為，(算)=
(0．199x4+29．46x3—19 550x2—9 510x一30 980)／
(菇3+174．4x2+748x+52 840)，再運用Matlab運籌
優(yōu)化工具箱中的fminbnd()函數(shù)可以得到最佳保溫
層的經(jīng)濟(jì)厚度為42．76mm。
lO 20 30 40 50 60 70 80 90 100
厚度／mm
圖2凈現(xiàn)值擬合曲線
Fig．2 The net present value fitting curve
3結(jié)語
在夏熱冬冷地區(qū)采取保溫隔熱措施能夠減少
建筑在運行階段的能耗費用，然而隨著保溫材料厚
度的增加，能耗費用并不是一直降低，而是先降低
后趨于平穩(wěn)并略有上升。經(jīng)濟(jì)的保溫層厚度應(yīng)在
’
建筑總費用較低的情況下，使其初始投資及效益的
凈現(xiàn)值最大。在選擇建筑外墻外保溫厚度時，應(yīng)根
據(jù)不同地點的氣候環(huán)境以及建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行
綜合選擇。結(jié)合DeST．h的能耗模擬和Matlab的曲
線擬合及運籌優(yōu)化功能，可以計算出不同地區(qū)各種
材料進(jìn)行外墻外保溫的經(jīng)濟(jì)厚度。DeST．h軟件能
夠很好地得出不同地區(qū)、不同結(jié)構(gòu)下的能耗模擬結(jié)
果，便于根據(jù)建筑的具體情況進(jìn)行能耗模擬，然后
結(jié)合Matlab的曲線擬合功能進(jìn)行分析，從而得出外
墻外保溫的最佳經(jīng)濟(jì)厚度。
參考文獻(xiàn)：
[1] 張俊松．夏熱冬冷地區(qū)外墻自保溫體系與建筑節(jié)能[J]．住
宅科技，2008(4)：6-9．
[2] 屈萬英，武六元．夏熱冬冷地區(qū)節(jié)能外墻的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析
[J]．西安建筑科技大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2005，37(1)：
90-94．
[3] 黃春華，葉勇軍．節(jié)能建筑外墻保溫層厚度的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)化
[J]．建筑熱能通風(fēng)空調(diào)，2005，24(6)：73-76．
[4] 劉曉君．工程經(jīng)濟(jì)學(xué)[M]．北京：中國建筑工業(yè)出版社。2007．
[5] 馮浩茹，彭盈．基于全壽命周期原理的外墻外保溫節(jié)能體系
經(jīng)濟(jì)評價方法[J]．四川建筑科學(xué)研究，2011，37(2)：
277-286．
[6] JGJl44--2004外墻外保溫工程技術(shù)規(guī)程[S]．北京：中國建筑
工業(yè)出版社．2005．
世園會植物館正式封頂
經(jīng)過3個月的24h不間斷施工，2014青島世園
會第二大展館植物館正式封頂。23日獲悉，植物館
鋼結(jié)構(gòu)共使用鋼桿14 000余根，總噸位達(dá)3 000t，是
全亞洲最大的鋼結(jié)構(gòu)植物館之一。
2014青島世園會植物館位于花藝園北部，北鄰
草綱園，建筑形象類似一片樹葉，占地面積2．44萬
m2，總建筑面積22 749m2，工程總造價2．93億，由
青島建安建設(shè)集團(tuán)有限公司總承包施工建設(shè)。植
物館內(nèi)共設(shè)4個展區(qū)，分別是暖溫帶植物展區(qū)、竹藝
展區(qū)、溫帶植物展區(qū)和海洋展區(qū)。其中，海洋屣區(qū)
是國內(nèi)舉辦世園會以來首次引入，屆時將打造以海
洋藻類植物為主的“海底森林”，展示巨藻、海帶、石
花菜等海洋植物。
青島世園會植物館是全亞洲最大的鋼結(jié)構(gòu)植
物館之一，所有的鋼桿都是現(xiàn)場拼裝焊接，鋼管焊
縫總長度達(dá)到17 000m，相當(dāng)于10 000t常規(guī)鋼結(jié)構(gòu)
工程的焊接量。
據(jù)悉，植物館還采用虹吸雨水回收利用系統(tǒng)，
可將雨水回收處理后用于灌溉，節(jié)省自來水使用量。
(摘自“大眾網(wǎng)”2013-01—24)
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