金國(guó)輝，陳偉

(1.內(nèi)蒙古科技大學(xué)土木工程學(xué)院，內(nèi)蒙古 包頭 014010；2.西部綠色建筑國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安建筑科技大學(xué)，陜西 西安 710043；3.中建三局西北公司蘭州分公司，甘肅 蘭州 730000)

低能耗、超低能耗甚至零能耗住宅是未來(lái)建筑發(fā)展的趨勢(shì)。內(nèi)蒙古西部地區(qū)因獨(dú)特的地理優(yōu)勢(shì)擁有豐富的太陽(yáng)能資源，但當(dāng)?shù)鼐用裎茨軐⑻?yáng)能有效地利用，現(xiàn)有草原民居存在圍護(hù)結(jié)構(gòu)差，采暖能耗高，室內(nèi)熱環(huán)境差并造成大量污染等問(wèn)題，所以，高效地利用太陽(yáng)能來(lái)構(gòu)建超低能耗草原民居，對(duì)能源的可持續(xù)發(fā)展和推進(jìn)農(nóng)牧區(qū)的綠色發(fā)展建具有極其重要的意義。

在太陽(yáng)能的高效利用與超低能耗建筑方面，許多學(xué)者做了大量的研究。Fabrizio Ascione等[1]研究了意大利南部貝內(nèi)文托市的一座超低能耗建筑，提出了四種不同空調(diào)方案性能參數(shù)的測(cè)量方案。Li Ji等[2]將建筑環(huán)境、供暖系統(tǒng)和可再生能源利用等影響因素綜合分析，在此基礎(chǔ)上提出一種超低能耗建筑的性能化設(shè)計(jì)方法，并分析了相關(guān)案例的設(shè)計(jì)過(guò)程，設(shè)計(jì)出案例中超低能耗建筑的優(yōu)化方案。Wang Z等[3]根據(jù)德國(guó)被動(dòng)房標(biāo)準(zhǔn)建造了被動(dòng)式建筑，與普通建筑相比，被動(dòng)式建筑室內(nèi)溫度波動(dòng)比較小，通風(fēng)系統(tǒng)可以明顯的改善室內(nèi)環(huán)境，德國(guó)被動(dòng)式標(biāo)準(zhǔn)適合于中國(guó)的嚴(yán)寒地區(qū)。Huang Pei等[4]提出一種用于分析超低能耗建筑的縱向性能的方法，并提出用兩階段方法來(lái)確定建筑的尺寸，結(jié)果表明，由于組件退化的影響，超低能耗建筑可能會(huì)在運(yùn)行幾年后無(wú)法滿足要求。張宏等[5]以江蘇省超低能耗示范工程溧水孔家村為民服務(wù)中心作為案例，從建筑設(shè)計(jì)全生命周期中總結(jié)和提煉出農(nóng)村用超低能耗建筑的設(shè)計(jì)和技術(shù)要點(diǎn)。潘黎等[6]對(duì)上海超低能耗辦公建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，以夏季空調(diào)為主、兼顧冬季供暖，確定了建筑全年冷/熱/總負(fù)荷隨圍護(hù)結(jié)構(gòu)性能參數(shù)水平的變化趨勢(shì)。曹森[7]著眼于建筑設(shè)計(jì)的基本問(wèn)題，在被動(dòng)式超低能耗導(dǎo)向下，將一般性公共建筑設(shè)計(jì)作為研究對(duì)象，分析影響建筑設(shè)計(jì)的關(guān)聯(lián)因素，使得建筑系統(tǒng)能夠高效利用環(huán)境資源，提升自身對(duì)環(huán)境的調(diào)節(jié)緩沖能力。郭釗[8]結(jié)合鄭州地區(qū)氣候條件,以建筑能耗模擬軟件Design Builder作為研究工具，得出室外氣候適宜時(shí)配合自然通風(fēng)可進(jìn)一步降低建筑能耗。崔寶霞等[9]對(duì)內(nèi)蒙古河套地區(qū)建筑的外窗做了節(jié)能分析，以窗框的材料及窗戶玻璃的材質(zhì)為研究對(duì)象，通過(guò)逆向建模的方法得出各朝向窗墻比對(duì)該地區(qū)太陽(yáng)能利用的影響大小。牛艷[10]以充分利用太陽(yáng)能的理念對(duì)昆明地區(qū)進(jìn)行了采暖設(shè)計(jì)，以搭建的太陽(yáng)能采暖實(shí)驗(yàn)房作為研究對(duì)象，利用散熱器加熱，最后進(jìn)行了實(shí)測(cè)實(shí)驗(yàn)跟數(shù)值模擬，為昆明地區(qū)的太陽(yáng)能采暖提供了數(shù)據(jù)支持和工程參考。宣慶東[11]將太陽(yáng)能利用系統(tǒng)與建筑外部結(jié)構(gòu)結(jié)合，提出聚光條件下的太陽(yáng)能綜合利用系統(tǒng)，此系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)將大部分入射的太陽(yáng)輻射能量聚集到光伏電池上輸出電能，更好地緩解建筑能耗的壓力，提高能源的綜合利用效率，促進(jìn)太陽(yáng)能利用技術(shù)在建筑上的推廣。楊坤[12]對(duì)拉薩市多層住宅優(yōu)先利用太陽(yáng)能技術(shù)進(jìn)行研究，并對(duì)設(shè)計(jì)的節(jié)能效果進(jìn)行數(shù)據(jù)驗(yàn)證,從而得出適合拉薩當(dāng)?shù)氐奶?yáng)能建筑設(shè)計(jì)模式。陶進(jìn)等[13]對(duì)吉林城建學(xué)院超低能耗建筑做了多方面詳細(xì)介紹，為我國(guó)嚴(yán)寒地區(qū)超低能耗建筑的構(gòu)建提供了借鑒與參考。王楊洋等[14]研究了嚴(yán)寒地區(qū)超低能耗建筑的聯(lián)合供能系統(tǒng)，在采暖期內(nèi)進(jìn)行測(cè)試分析，表明采用太陽(yáng)能和地?zé)崮芙M合為建筑供能是可行的，為嚴(yán)寒地區(qū)太陽(yáng)能-地?zé)崮苈?lián)合供能系統(tǒng)的應(yīng)用提供了參考。蔣婧等[15]提出兼顧被動(dòng)有效得熱和主動(dòng)系統(tǒng)非連續(xù)供熱的太陽(yáng)能采暖有效保證率，與傳統(tǒng)太陽(yáng)能保證率對(duì)比，不同建筑熱需求下，不僅采暖保證率有很大程度的提升，能源利用率也有提升。王盼盼[16]對(duì)寒冷地區(qū)超低能耗建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)做了研究，通過(guò)對(duì)建筑的能耗分析，對(duì)墻面、屋面、樓地面等圍護(hù)結(jié)構(gòu)提出相應(yīng)的節(jié)能設(shè)計(jì)措施，為嚴(yán)寒地區(qū)超低能耗建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的構(gòu)建提供了參考。綜上所述，內(nèi)蒙古西部地區(qū)超低能耗民居的研究較少，因此，本研究基于太陽(yáng)能的高效利用構(gòu)建內(nèi)蒙古西部超低能耗草原民居，以期為該地區(qū)超低能耗住宅的設(shè)計(jì)構(gòu)建提供參考。

1 材料和方法

1.1 典型草原民居模型的建立

對(duì)內(nèi)蒙古西部典型民居進(jìn)行實(shí)地測(cè)量及考察，典型民居為單層磚混結(jié)構(gòu)，南北朝向，層高3.6 m，三開(kāi)間，建筑面積 70.56 m2(圖1)。東側(cè)為主臥室，結(jié)構(gòu)尺寸為 3.8 m×6.3 m；西側(cè)為次臥室，結(jié)構(gòu)尺寸為 3.8 m×4.0 m；中間為客廳和廚房，結(jié)構(gòu)尺寸分別為3.6 m×4.0 m 和3.6 m×2.3 m；次臥北面為儲(chǔ)藏室，尺寸為 3.8 m×2.3 m，無(wú)陽(yáng)光間設(shè)置。依據(jù)建筑實(shí)際布局與構(gòu)造，構(gòu)建典型民居的數(shù)值分析模型，各個(gè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)造如表1所示。

圖1 初始典型民居平面圖

表1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)定

民居圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)造簡(jiǎn)單，外墻跟內(nèi)墻均無(wú)保溫層設(shè)置，室內(nèi)熱量容易通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱而散發(fā)到室外，造成房間保溫性能差。

1.2 太陽(yáng)能供暖系統(tǒng)的建立

內(nèi)蒙古西部草原民居現(xiàn)有的供暖方式為傳統(tǒng)的煤爐、土暖氣、火墻和連炕灶為主，采暖效率低，大量燃燒石化能源的同時(shí)產(chǎn)生有毒害氣體，嚴(yán)重影響了當(dāng)?shù)鼐用竦纳眢w健康和室內(nèi)空氣的質(zhì)量。利用當(dāng)?shù)刎S富的太陽(yáng)能資源，結(jié)合當(dāng)?shù)鬲?dú)具民族特色的火炕，構(gòu)建太陽(yáng)能供暖系統(tǒng)(圖2)。

圖2 太陽(yáng)能熱水循環(huán)供熱系統(tǒng)

在草原民居的坡屋頂上安裝太陽(yáng)能電池板和太陽(yáng)能集熱器，太陽(yáng)能電池板將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能儲(chǔ)存在蓄電池組中供循環(huán)水泵及輔助加熱鍋爐使用，經(jīng)集熱器加熱后的水，通過(guò)循環(huán)水泵流入儲(chǔ)熱水箱及恒溫水箱后再的再別進(jìn)入房間內(nèi)的散熱器和水暖炕的盤(pán)管進(jìn)行供暖。散熱器和水暖炕的回水通過(guò)回水管道進(jìn)入輔助加熱鍋爐，經(jīng)輔助加熱鍋爐加熱后流入恒溫水箱，如此循環(huán)?？刂破鲗?duì)太陽(yáng)能電池板產(chǎn)生的電能、溫度傳感器、循環(huán)水泵、電磁閥、輔助加熱鍋爐進(jìn)行調(diào)控。

1.3 附加被動(dòng)式陽(yáng)光間構(gòu)建與朝向優(yōu)化

附加被動(dòng)式陽(yáng)光間以充分利用太陽(yáng)輻射為目標(biāo)，在民居建筑南向的外墻上增加一個(gè)主要由玻璃組成的圍護(hù)結(jié)構(gòu)空間，形成玻璃溫室(圖3)。附加被動(dòng)式陽(yáng)光間采用 6 mm 高透光 Low-e 玻璃+12 氬氣+6 mm 透明玻璃，窗框?yàn)槎噤X合金型材。在冬季，白天陽(yáng)光充足的時(shí)候，太陽(yáng)輻射的熱量?jī)?chǔ)存在陽(yáng)光間中，通過(guò)與房屋南向主體圍護(hù)結(jié)構(gòu)之間的熱對(duì)流來(lái)對(duì)房間主體進(jìn)行加熱。

圖3 附加被動(dòng)式陽(yáng)光間系統(tǒng)圖

合理的建筑朝向有利于冬季用太陽(yáng)輻射采暖，應(yīng)使建筑南向處于冬季太陽(yáng)輻射最佳位置。選取建筑朝向?yàn)槟掀?5°～南偏東35°的區(qū)域，以5°的變動(dòng)幅度進(jìn)行分析。利用DeST-h室內(nèi)熱環(huán)境模擬軟件，通過(guò)變化建筑朝向參數(shù)，得出冬季最冷日室內(nèi)溫度均值(圖4)。

圖4 最冷日民居不同朝向室內(nèi)溫度均值變化曲線

隨著建筑朝向從南偏西35°逐漸變化到南偏東35°，主臥、次臥及客廳的室內(nèi)溫度均值都呈現(xiàn)先穩(wěn)步增長(zhǎng)后趨于穩(wěn)定或微弱降低的趨勢(shì)。當(dāng)建筑朝向?yàn)槟掀?5°時(shí)，主臥室、次臥室和客廳的溫度均值最低，分別為-7.3、-6.4和-6.3 ℃；當(dāng)建筑朝向?yàn)槟掀珫|15°時(shí)，客廳的溫度均值達(dá)到最大，為-4.1 ℃，主臥室和次臥室的溫度均值開(kāi)始趨于平穩(wěn)，此時(shí)溫度均值分別為-5.2和-4.3 ℃。分析原因可知，在建筑朝向逐漸變化到南偏東15°時(shí)，各個(gè)房間進(jìn)入室內(nèi)的陽(yáng)光輻射量及強(qiáng)度逐漸增大，因此在南偏東15°時(shí)整個(gè)房間溫度均值達(dá)到最大或開(kāi)始趨于平穩(wěn)。所以，草原民居朝向?yàn)槟掀珫|15°時(shí)太陽(yáng)能利用率最高。

1.4 圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫層厚度的優(yōu)化

增加保溫層是北方地區(qū)常用的一種保溫方式，它增加了建筑墻體的保溫隔熱性能，減少了冬季室內(nèi)熱損失量，保障了室內(nèi)熱環(huán)境的穩(wěn)定。因此，在不改變外墻與屋頂材質(zhì)的基礎(chǔ)上，對(duì)外墻和屋頂覆蓋市面上常見(jiàn)的聚苯乙烯泡沫板(EPS 板)，來(lái)提高草原民居建筑外墻的保溫隔熱性能。選取外墻保溫層厚度在20～220 mm，屋頂保溫層厚度10～150 mm，進(jìn)行相關(guān)分析，并與典型民居無(wú)外保溫時(shí)進(jìn)行對(duì)比。利用DeST-h室內(nèi)熱環(huán)境模擬軟件，對(duì)不同保溫層厚度條件下建筑物進(jìn)行模擬分析，得出不同外墻保溫厚度下最冷日室內(nèi)溫度均值變化曲線(圖5)和不同屋頂保溫層厚度條件下最冷日室內(nèi)溫度均值變化曲線(圖6)。

圖5 不同外墻保溫厚度下最冷日室內(nèi)溫度均值變化曲線

圖6 不同屋頂保溫層厚度下最冷日室內(nèi)溫度均值變化曲線

隨著外墻保溫層厚度增加，最冷日室內(nèi)溫度均值呈現(xiàn)出先增加后逐漸穩(wěn)定的趨勢(shì)(圖5)。當(dāng)無(wú)外墻保溫時(shí)，主臥室、次臥室和客廳房間溫度均值最小，分別為-5.63、-4.51和-4.44 ℃。當(dāng)保溫層厚度增加到80 mm時(shí)，室內(nèi)溫度提升明顯；當(dāng)保溫層厚度由80 mm增加到160 mm時(shí)，室內(nèi)溫度變化逐漸變慢；當(dāng)保溫層厚度大于160 mm時(shí)，室內(nèi)溫度開(kāi)始逐漸趨于平緩，變化較小?？紤]到經(jīng)濟(jì)因素，外墻保溫厚度選取160 mm為宜。屋頂保溫層隨著厚度的增加，室內(nèi)溫度均值呈現(xiàn)出先增加后平緩的趨勢(shì)，當(dāng)屋頂無(wú)保溫層時(shí)，各房間室內(nèi)溫度均值都為最低，當(dāng)屋頂保溫層厚度增加到50 mm時(shí)，由于屋頂傳熱系數(shù)降低，使得室內(nèi)溫度的最大、最小值均得到大幅提升，因此主次臥室及客廳的室內(nèi)溫度均值提升明顯，當(dāng)保溫層厚度超過(guò)130 mm后，室內(nèi)溫度均值逐漸趨于平緩(圖6)，說(shuō)明再增加屋頂保溫層厚度已不能取得更好的保溫效果。分析原因可能是因?yàn)楸貙舆_(dá)到一定厚度時(shí)，屋頂保溫性能提升較慢，通過(guò)墻體而散失的熱量極少，因此使得溫度提升不太明顯。因此屋頂保溫厚度應(yīng)該選擇130 mm。

2 結(jié)果與分析

2.1 能耗與熱舒適度分析

利用Design-Builder能耗分析軟件分別對(duì)建立的初始草原民居模型與基于太陽(yáng)能高效利用的草原民居模型進(jìn)行能耗分析，根據(jù)農(nóng)牧區(qū)冬季采暖標(biāo)準(zhǔn)[17]，設(shè)置當(dāng)室內(nèi)最低溫度為14 ℃的前提下計(jì)算草原民居在采暖期室內(nèi)所需的能耗需求量(圖7)。在冬季最冷月(1月1日-1月31日)的室內(nèi)平均溫度跟平均舒適度對(duì)比如圖8所示。

圖7 能耗對(duì)比

圖8 室內(nèi)平均溫度跟平均舒適度對(duì)比

草原民居初始模型采暖所需能耗為12 170.73 kw·h，單位面積能耗為172.48 kw·h/m2，基于太陽(yáng)能高效利用后的草原民居的采暖能耗為2 024.37 kw·h，單位面積能耗為28.69 kw·h/m2，滿足超低能耗建筑的標(biāo)準(zhǔn)[18]。兩者相比，基于太陽(yáng)能高效利用的草原民居每年減少采暖能耗10 146.36 kw·h，年采暖能耗降低率為83.36%。初始草原民居冬季最冷月室內(nèi)最低溫度為11.08 ℃，最高溫度為12.84 ℃，平均溫度為12.01 ℃，平均PMV值為-1.68，低于《農(nóng)村牧區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定冬季室內(nèi)采暖溫度最低值為14 ℃[17]，可見(jiàn)，初始的草原民居冬季室內(nèi)溫度和舒適度不能滿足人體熱舒適的要求。而基于太陽(yáng)能高效利用的草原民居室內(nèi)最高溫度可達(dá)到21.27 ℃，最低溫度為19.98 ℃，平均溫度為20.73 ℃，平均PMV值為0.23，室內(nèi)平均溫度提高了8.72 ℃，平均PMV值提高了1.91，滿足冬季室內(nèi)人員采暖與舒適度的要求。

2.2 基于太陽(yáng)能高效利用的超低能耗草原民居增量成本分析

相較傳統(tǒng)草原民居，基于太陽(yáng)能高校利用的草原民居在建筑本體的被動(dòng)式設(shè)計(jì)和供暖模式改變時(shí)，會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的增量成本。但增加相應(yīng)的增量成本時(shí)，也會(huì)由于供暖模式與圍護(hù)結(jié)構(gòu)性能的改善而大幅降低建筑的采暖需求，產(chǎn)生增量效益。因此應(yīng)該通過(guò)計(jì)算，得出增量成本和增量效益，為基于太陽(yáng)能高效利用的草原民居整體構(gòu)建方案的效益費(fèi)用比評(píng)價(jià)提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。太陽(yáng)能供暖系統(tǒng)初期增量成本支出為11 193 元，系統(tǒng)細(xì)部構(gòu)造及成本支出如表2所示；圍護(hù)結(jié)構(gòu)初期增量成本支出為15 232.38元，圍護(hù)結(jié)構(gòu)細(xì)部構(gòu)造及成本支出如表3所示；整個(gè)基于太陽(yáng)能高效利用的的草原民居初期增量成本支出為26 425.38 元。

表2 太陽(yáng)能供暖系統(tǒng)細(xì)部構(gòu)造及成本支出

表3 圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)造及成本支出

考慮資金的時(shí)間價(jià)值，年利率取6%，利用利用工程經(jīng)濟(jì)學(xué)的等額系列現(xiàn)金流量公式[19]，計(jì)算期為50年，系統(tǒng)中除了蓄電池組，其他壽命均按25年計(jì)，將太陽(yáng)能供暖系統(tǒng)與圍護(hù)結(jié)構(gòu)初始投資及蓄電池組更換等的支出等額折算到計(jì)算周期內(nèi)，得到整個(gè)基于太陽(yáng)能高效利用的草原民居每年的等效增量成本為2 066.46元。

根據(jù)旅游度假服務(wù)產(chǎn)品的形式分類，在線自助游分為組合產(chǎn)品和單品。在組合產(chǎn)品類型中，指通過(guò)旅行社購(gòu)買(mǎi)只涵蓋部分度假行程的機(jī)票、酒店、門(mén)票等打包出售的產(chǎn)品組合。現(xiàn)階段，中國(guó)在線自助游組合產(chǎn)品以“機(jī)票＋酒店”和“酒店＋景點(diǎn)”形式為主。在單品類型中，在線自助游包括除交通類和住宿類預(yù)訂之外的所有在線旅游度假單品形式。此外，根據(jù)旅游度假產(chǎn)品的區(qū)域分類，在線自助游也可劃分為國(guó)內(nèi)自助游和出境自助游。

2.3 基于太陽(yáng)能高效利用的超低能耗草原民居增量效益分析

由2.1節(jié)可知基于太陽(yáng)能高效利用的草原民居建成后比初始民居每年減少采暖能耗7 854.36 kw·h，根據(jù)煤電折算標(biāo)準(zhǔn)[19]，通過(guò)計(jì)算，年原煤節(jié)約量為2 704.83.kg。根據(jù)廣材網(wǎng)價(jià)格查詢可知，當(dāng)?shù)仄胀ㄔ旱木C合價(jià)格為0.7元/kg，因此，采暖期增量效益為1 893.38元。在非采暖期時(shí)，按照典型氣象年的氣象條件計(jì)算，太陽(yáng)能光伏發(fā)電板理論發(fā)電量為3 123.85 kw·h，太陽(yáng)能熱水子系統(tǒng)吸收熱量為為3 482.69 kw·h，二者共計(jì)6 606.54 kw·h。按照當(dāng)?shù)?.43元/(kw·h)的地方民用電價(jià)價(jià)格計(jì)算，基于太陽(yáng)能高效利用的草原民居年增量效益為2 840.81元。

2.4 基于太陽(yáng)能高效利用的超低能耗草原民居效益費(fèi)用比分析

效益費(fèi)用比是指工程項(xiàng)目或方案在整個(gè)財(cái)務(wù)計(jì)算期內(nèi)，所取得的各項(xiàng)財(cái)務(wù)收入的折算現(xiàn)值與各項(xiàng)支出費(fèi)用折算現(xiàn)值之比，是經(jīng)濟(jì)費(fèi)用效益分析的輔助評(píng)價(jià)指標(biāo)。其計(jì)算公式為：

R=B/C

式中：R為效益費(fèi)用比；B為經(jīng)濟(jì)效益；C為經(jīng)濟(jì)費(fèi)用。

當(dāng)效益費(fèi)用比大于1時(shí)，表明項(xiàng)目資源配置的經(jīng)濟(jì)效率達(dá)到了可以接受的水平，該方案可行；當(dāng)效益費(fèi)用比小于1時(shí)，表明項(xiàng)目資源配置的經(jīng)濟(jì)效率不可以接受，該方案不可行。2.3節(jié)計(jì)算的基于太陽(yáng)能高效利用的草原民居年增量成本為2 066.46元，年增量效益為2 840.81元。根據(jù)公式計(jì)算可得，超低能耗草原民居的效益費(fèi)用比為1.375，說(shuō)明經(jīng)濟(jì)性滿足要求，方案可以被接受。

3 討論

由于初始草原民居圍護(hù)結(jié)構(gòu)較差且采用傳統(tǒng)的供暖模式，因此在冬季大量燃燒石化能源，造成CO2﹑SO2等有害物質(zhì)的過(guò)度排放，使整個(gè)內(nèi)蒙古西部地區(qū)環(huán)境遭到了嚴(yán)重的污染。根據(jù)煤電折算標(biāo)準(zhǔn)，基于太陽(yáng)能高效利用的草原民居整個(gè)采暖季比初始草原民居節(jié)約原煤大約為3.8噸。據(jù)統(tǒng)計(jì)我國(guó)工業(yè)鍋爐每燃燒1噸煤大約產(chǎn)生2 620 kg的CO2，8.5 kg的SO2，7.4 kg的氮氧化物，5.5 kg的煙塵[20-21]。因此，超低能耗草原民居在整個(gè)采暖季可減少污染物CO2、SO2、氮氧化物、煙塵的排放量分別為9 956、32.3、28.12、20.9 kg。由此可知，超低能耗草原民居大大減少了有害物質(zhì)的排放，對(duì)推進(jìn)我國(guó)農(nóng)牧區(qū)的綠色發(fā)展具有重要的意義。

4 結(jié)論

本研究以典型的初始草原民居為研究對(duì)象，以太陽(yáng)能高效利用為目標(biāo)，先構(gòu)建太陽(yáng)能供暖系統(tǒng)，在構(gòu)建的太陽(yáng)能供暖系統(tǒng)的基礎(chǔ)上對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，最終構(gòu)建超低能耗草原民居，并對(duì)基于太陽(yáng)能高效利用的超低能耗草原民居進(jìn)行數(shù)值模擬及綜合評(píng)價(jià)，得到以下結(jié)論：

(2)超低能耗草原民居相比傳統(tǒng)草原民居采暖期能耗減少10 146.36 kw·h，能耗降低率為83.36%；冬季最冷月室內(nèi)平均溫度提高了8.72 ℃，平均PMV值提高了1.91；整個(gè)采暖季減少污染物CO2、SO2、氮氧化物、煙塵的排放量分別為9 956、32.3、28.12、20.9 kg，滿足冬季室內(nèi)人員采暖與舒適度要求的同時(shí)推動(dòng)了農(nóng)牧區(qū)民居的綠色發(fā)展。

(3)超低能耗草原民居初期增量成本為2 6425.38元，年等效增量成本為2 066.46元，年增量收益為4 869.84元，效益費(fèi)用比為1.375，滿足經(jīng)濟(jì)性的要求。內(nèi)蒙古西部超低能耗草原民居的構(gòu)建為今后該地區(qū)超低能耗住宅的構(gòu)建及太陽(yáng)能的高效利用提供了參考。