基于生命周期成本的墙体外保温层最佳经济厚度确定.pdf

收稿日期：2023-01-31作者简介：霍海娥（1974），女，山西代县人，西华大学建筑与土木工程学院副教授，研究方向为绿色建筑理论与技术研究；魏滟欢（1999），女，四川眉山人，西华大学建筑与土木工程学院2021级土木水利专业硕士研究生，研究方向为土木工程建造与管理。摘要：墙体外保温是应用最为广泛的节能方法之一，保温材料种类繁多，保温层最佳经济厚度的确定受诸多因素影响。从保温材料的全生命周期出发，结合生命周期成本法，建立能耗数值计算模型，从保温材料的热工性能和经济性能两个方面进行评价，得到 8种保温材料应用于成都地区典型基层墙体时对应的总成本、节能率、投资回收期及保温层最佳经济厚度。经数据拟合，得到的最佳经济厚度i与导热系数和单价Ci的关系式为：i=-2.63+2.1 106(/Ci)-1.74 1010(/Ci)2+5.38 1013(/Ci)3，最佳经济厚度对应的最低总成本CTi与导热系数和单价的关系式为CTi=113.24Ci+6 866.78。所得公式简单实用，可为成都地区建筑节能设计提供参考。关键词：保温材料；最佳经济厚度；生命周期成本法；夏热冬冷地区中图分类号：TU761.12文献标志码：A文章编号：2096-0425（2023）03-0004-070引言中国建筑能耗研究报告 2020 指出，2018 年全国建筑全寿命周期能耗总量为 21.47 亿 tce（ton ofstandard coal equivalent，1吨标准煤当量），占全国能源消费总量的 46.5%。1目前，我国正处于工业化和城镇化高速发展的关键时期，建筑能耗在未来几年仍将持续增长。能耗必然带来严重的环境问题，其中最受关注的是温室效应。2020年中国在第 75届联合国大会上提出在 2030年前达到碳达峰、2060年前达到碳中和的目标。因此，降低建筑能耗，减少碳排放，对于我国实现“双碳”目标有着重要的战略意义。在建筑全生命周期能耗中，围护结构能耗损失约占 46.6%，其中墙体结构能耗损失占 60%70%、门窗能耗损失占 20%30%，屋顶能耗损失约占 10%。2所以，提高建筑物围护结构的保温隔热性能是建筑节能的有效措施，而运用和研发合适的保温材料是改善墙体和屋顶热工性能的重要途径。国内外对保温材料最佳经济厚度的确定方法研究较多，Behnam Rosti等3采用生命周期成本分析方法，对伊朗 8个城市的 3种经典现代墙体进行了研究，确定了外墙保温层的理想厚度。根据墙体的类型、朝向和所在地气候的不同，保温层最佳经济厚度在0 cm4 cm。Ashouri等4基于运动寿命周期评估方法，针对岩棉和玻璃棉两种绝热材料，以经济指标最优和环境影响指标最优为目标，研究了亚洲典型冬季气候下建筑外墙保温层的最佳经济厚度，得到玻璃棉和岩棉材料的保温层最佳经济厚度分别为 0.219 m和 0.098 m。刘向伟等5利用传热模型和经济模型对夏热冬冷地区长沙地区典型墙体进行研究，结果显示，膨胀聚苯乙烯保温层的最佳经济厚度为0.08 0.13。黄仁达等6建立了计算墙体保温材料经济性的数学模型，分析了5种不同保温材料的经济性，结果表明，保温层厚度在一定范围内时，总投资费用随着保温层厚度的增加先减小后增大，存在总费用最小的经济厚度。当以电为能源时，XPS（挤塑聚苯乙烯泡沫塑料）、EPS（聚苯乙烯泡沫板）、聚氨酯泡沫、玻璃纤维棉和气凝胶的经济厚度分别为 63 mm、81 mm、48 mm、54 mm、9 mm，新型气凝胶材料的保温层具有最小的经济厚度。沈天清7利用公式推导和实例计算得到不同材料保温层经济厚度、适宜厚度的关系式及模型图，定义不同保温层适宜厚度在经济厚度区间的取值范围，以挤塑聚苯板和基基于生命周期成本的墙体外保温层最佳经济厚度确定于生命周期成本的墙体外保温层最佳经济厚度确定霍 海 娥，魏 滟 欢，邓 晓 雪，刘 知 博，刘 明 蓉（西华大学建筑与土木工程学院，成都 610039）江苏工程职业技术学院学报Journal of Jiangsu College of Engineering and Technology第23卷 第 3 期2 0 2 3 年 9 月DOI：10.19315/j.issn.2096-0425.2023.03.002Vol.23，No.3Sept.2 0 2 3胶粉聚苯颗粒为例，这两种材料的保温层适宜厚度分别为 35 mm40 mm 和 40 mm60 mm。陈欣8以武汉、长沙、杭州和成都地区典型住宅为例，利用能耗模拟软件和价格系数来研究 4个地区特有的间歇式用能情景下 EPS保温层的最佳经济厚度，结果表示，4个地区的 EPS保温层最佳经济厚度依次为 50 mm、50 mm、50 mm、40 mm。张浩杰等9基于全生命周期理论，综合考虑能耗、碳排放和总成本，运用遗传算法进行多目标组合优化，得出 EPS保温层的最佳经济厚度为 121 mm。综上，建筑围护结构保温层厚度对建筑全年的热工性能有显著影响，是决定节能效果的重要参数。文献针对某建筑采用软件模拟计算得到的保温层厚度仅适用于该建筑，不能直接用于其他建筑，不具有普适性。因此，本文拟基于全生命周期成本法分析常用保温材料应用于成都地区典型基层墙体的经济性和节能效果，提出能直接计算保温层最佳经济厚度和最低总成本的拟合公式，以期简明实用，为成都地区建筑节能设计提供参考和借鉴。1模型建立1.1物理模型本文考虑 8种不同的墙体保温材料，分别为聚氨酯、XPS、橡塑、玻璃棉、EPS、岩棉、胶粉颗粒、玻化微珠，研究外保温方式下各材料保温层对建筑动态热性能的影响。研究对象是成都地区某单体建筑，平面图见图 1。外墙初始保温层厚度统一设定为 50 mm，屋顶初始保温层厚度为 70 mm，后续研究变化步长为10 mm；外墙信息为：外侧水泥砂浆 20 mm+砖墙 240 mm+内侧水泥砂浆 20 mm；屋顶信息为：外侧水泥砂浆20 mm+钢筋混凝土 200 mm+内侧水泥砂浆 20 mm。建筑材料、保温材料的热物性参数及单价见表 1。参考文献10-11可知，在成都地区，采用保温技术能有效降低建筑能耗，而且为了取得较好的节能效果，应优先选用导热系数较小的保温材料，但导热系数小的保温材料单价可能较高，从经济分析的角度看并不经济。本文采用生命周期成本法（LifeCycle Cost，简称 LCC），分析建筑物全年能耗，在保温材料的生命周期内综合考虑初期投资和节约的能源费用，确定保温层的最佳经济厚度。1.2生命周期成本模型在建筑经济性分析中，生命周期成本法12是最成熟、使用最广泛的一种方法，因为它充分考虑了未来成本，包括建筑寿命周期内的绝热成本和能耗成本。采用合理的外围护结构设计可以明显降低建筑物在使用过程中的能耗水平，达到减少建筑冷热负荷、节约能源的目的。然而，通过采用保温措施来提高建筑物外围护结构的热工性能，必然会增加建筑物的初期投资，因此，需要在初期投资和能源节约之间寻求平衡点，确定保温层的最佳厚度。从经济评价的注：数值单位为 mm。图 1某单体建筑平面图材料砖水泥XPS橡塑EPS聚氨酯玻璃棉岩棉玻化微珠胶粉颗粒导热系数/W(mK)-10.8100.9300.0280.0350.0420.0250.0370.0500.0690.059密度/kgm-31 8001 800353030404070270230比热容c/J(kgK)-11 0501 0501 3801 3801 3801 3801 0601 2201 0501 220单价/元m-36501 000520900450300550400注：砖、水泥为基础材料，成本不纳入初始成本，故单价不计。表 1建筑材料、保温材料的热物性参数及单价霍海娥，等：基于生命周期成本的墙体外保温层最佳经济厚度确定5 5第 3期角度出发，最佳厚度与许多因素相关，如保温材料的价格、能耗的价格、全年空调和采暖负荷、制冷和制热设备的性能系数、建筑寿命、折现率和通货膨胀率等。1)初始成本。本文仅考虑外墙和屋顶保温的初始化成本，忽略外围护结构基础材料的成本，因此，保温材料初始化成本Cin主要与保温材料的单价Ci和保温材料的体积有关。计算式见式（1）。Cin=jCijAj(1)式（1）中Ci表示第 i种保温材料的单位价格，单位为元/m3；Aj表示第 j个表面的面积，单位为m2；j表示第 j个表面的保温材料厚度，单位为m。2)运行成本。运行成本指的是生命周期内围护结构在使用过程中产生的费用。本文假定建筑物的制冷和制热设备均为空气源热泵，由电能来驱动。因此，建筑物的年采暖能耗可以表达为式（2）。CA,H=QHCE3.6 106COPH(2)式（2）中CA,H表示年采暖能耗，单位为元；QH表示冬季采暖负荷，单位为 J；CE表示电价，单位为元/kWh；COPH表示制热设备的性能系数。建筑物的年空调能耗CA,C可以表达为式（3）。CA,C=QCCE3.6 106COPC(3)式（3）中CA,C表示年空调能耗，单位为元；QC表示夏季空调负荷，单位为 J；COPC表示制冷设备的性能系数。因此，建筑年能耗成本CA可写为：CA=CA,H+CA,C。建筑在生命周期运行过程中的运行费用需要考虑通货膨胀以及时间价值，因此需要采用净现值因子来评价。净现值因子表达式见式（4）。PWF=N1+i,i=g()1+rN 1r()1+rN,r=i g1+g,i gr=g i1+i,i g(4)式（4）中 PWF 表示净现值因子；i表示折现率；g表示通货膨胀率；N表示建筑的寿命周期，单位为年。3)总成本。总成本CZ包括初投资和生命周期内的运行成本，由式（5）计算得到。CZ=Cin+CAPWF(5)2保温材料的经济性分析采用外保温技术，应用 LCC 法对 8种保温材料的经济性进行分析，计算各材料保温层对应的总成本、节能率、投资回收期以及最佳经济厚度。计算中保温材料的单价见表 1，其余相关计算参数见表 2。2.1总成本随保温厚度的变化计算 8 种材料对应的保温层初期投资、年运行成本和总成本，得到结果如图 2所示。由图 2可见，当建筑采用外保温措施时，无论是哪种材料的保温层，其成本随厚度变化的趋势均相似：材料费用即初期投资随着保温层厚度的增加线性增加；能耗费用与保温层厚度为非线性关系，随着保温层厚度增大，能耗成本呈现出先急剧下降后下降变缓的趋势；总成本为初投资与能耗成本的总和，在图 2中为抛物线型曲线，随着保温层厚度的增加，总成本先减小，在达到最小值后又逐渐增大，可见，盲目增加保温层厚度并不能减小总成本。图 2中的虚线箭头指向总成本最小值对应的保温层厚度，也就是最佳经济厚度。8种材料的保温层最佳经济厚度见表 3。表 2计算参数设置一览表计算参数CECOPCCOPHigN参数含义电价制冷设备性能系数制热设备性能系数折现率通货膨胀率建筑的寿命周期参数值0.6元/kWh2.3131.9136%144%1520年6 6江苏工程职业技术学院学报2023年由表 3可知，8种材料中保温层最佳经济厚度最小的是聚氨酯（45 mm），最大的是岩棉（115 mm）。不同材料保温层最佳经济厚度对应的总成本不同，其中岩棉最低，玻化微珠最高，从低到高排序为：岩棉、玻璃棉、XPS、EPS、聚氨酯、胶粉颗粒、橡塑、玻化微珠。由表 3数据可以发现，保温层最佳经济厚度与/Ci项之间存在非线性关系，多项式函数比较接近最佳经济厚度与/Ci项的关系曲线特性。多项式拟合对于小数据量、简单的关系很有效且容易理解，有利于决策分析，故本文采用多项式拟合。经过拟合，得到某种材料保温层的最佳经济厚度i与/Ci的关系式如式（6）所示。i=-2.63+2.1 106(/Ci)-1.74 1010(/Ci)2+5.38 1013(/Ci)3(6)保温层最佳经济厚度对应的最低总成本CTi与Ci之间存在线性关系，经过拟合，得到某种材料的保温层最佳经济厚度对应的最低总成本CTi与Ci的关系式如式（7）所示。表 38种材料的相关参数值、保温层最佳经济厚度、总成本保温材料聚氨酯XPS橡塑玻璃棉EPS岩棉胶粉颗粒玻化微珠导热系数/W(mK)-10.0250.0280.0350.0370.0420.0500.0590.069单价Ci/元m-39006501 000450520300400550Ci/W元m-4K-122.5018.2035.0016.6521.8415.0023.6037.95/Ci/Wm2(元K)-127.78 10 643.08 10 635.00 10 682.88 10 680.77 10 6166.67 10 6147.50 10 6125.45 10 6最佳经济厚度/mm456050858011510095总成本/元9 512.208 932.7210 852.318 704.719 417.158 441.209 605.3311 068.03图 28种材料成本随保温层厚度变化曲线材料费用能耗费用总成本050 100 150 200 250 300 350 400保温层厚度/mm2.01.81.61.41.21.00.80.60.40.20.0成本/万元（45）材料费用能耗费用总成本2.01.81.61.41.21.00.80.60.40.20.0成本/万元（60）050 100 150 200 250 300 350 400保温层厚度/mm材料费用能耗费用总成本2.01.81.61.41.21.00.80.60.40.20.0成本/万元050 100 150 200 250 300 350 400保温层厚度/mmc橡塑a聚氨酯bXPS材料费用能耗费用总成本2.01.81.61.41.21.00.80.60.40.20.0成本/万元050 100 150 200 250 300 350 400保温层厚度/mm（50）（85）材料费用能耗费用总成本2.01.81.61.41.21.00.80.60.40.20.0成本/万元050 100 150 200 250 300 350 400保温层厚度/mm（80）材料费用能耗费用总成本050 100 150 200 250 300 350 400保温层厚度/mm2.01.81.61.41.21.00.80.60.40.20.0成本/万元（115）d玻璃棉eEPSf岩棉材料费用能耗费用总成本2.01.81.61.41.21.00.80.60.40.20.0成本/万元050 100 150 200 250 300 350 400保温层厚度/mm（100）g胶粉颗粒材料费用能耗费用总成本2.01.81.61.41.21.00.80.60.40.20.0成本/万元050 100 150 200 250 300 350 400保温层厚度/mm（95）h玻化微珠霍海娥，等：基于生命周期成本的墙体外保温层最佳经济厚度确定7 7第 3期16 00014 00012 00010 0008 0006 000a聚氨酯、橡塑、XPS、EPSb玻璃棉、玻化微珠、胶粉颗粒、岩棉聚氨酯橡塑XPSEPS玻璃棉玻化微珠岩棉胶粉颗粒总节能量/元80 mm60 mm50 mm45 mm050100150200250300350400保温层厚度/mm16 00014 00012 00010 0008 0006 000总节能量/元050100150200250300350400保温层厚度/mm115 mm100 mm95 mm85 mm图 58种材料总节能量随保温层厚度变化曲线CTi=113.24Ci+6 866.78(7)拟合曲线如图 3、4所示。由图 3可见，保温层最佳经济厚度不仅与保温材料本身的导热系数有关，还与保温材料的单价有关，最佳经济厚度与/Ci项为非线性关系，随着/Ci的增大，最佳经济厚度增大。这一关系式在建筑节能外保温设计中很有用，只要知道某种保温材料的导热系数和单价，无须烦琐的计算和分析就可估算出最佳经济厚度。图 4反映了生命周期内各保温材料对应的最低总成本与保温材料参数之间的关系。由图 4可知，在 20年的生命周期内，保温材料对应的最低总成本与Ci项呈线性关系，随着Ci的增加，最低总成本线性增加。在建筑节能外保温设计中，只要知道某种保温材料的导热系数和单价，就可以由此式估算出生命周期内的最低总成本。因此，在成都地区外保温设计中，盲目追求导热系数小的保温材料并不是明智之举，片面追求最廉价的保温材料也不一定能降低生命周期内的总成本，要达到最佳的经济效果，应综合考虑保温材料的导热系数和单价。2.2总节能量随保温厚度的变化建筑的总节能量定义为生命周期内采用保温技术后的建筑能耗（设计建筑能耗）相比于未采用保温技术能耗（基准建筑能耗）的节约量，可表达为：总节能量=基准建筑能耗 设计建筑能耗。计算外保温时 8种材料生命周期内不同保温层厚度对应的总节能量，结果如图 5所示。由图 5可见，各保温材料对应的总节能量随保温层厚度变化曲线趋势相似。起初，当保温层厚度增加时，总节能量急剧增加，说明增加较小厚度的保温材料，就能取得明显的节能效果；当保温层厚度达到最佳经济厚度时，总节能量达到最大值，此时，节能效果最为显著；之后随着保温层厚度的增加，总节能量逐渐减小，说明再增加保温层厚度已不能再降低总节能量，反而可能起到负面作用。各保温层材料最大总节能量对应的最佳经济厚度如图 5所示，在 8种保温材料中，聚氨酯的保温层最佳经济厚度最小（45 mm），岩棉最大（115 mm），玻化微珠的最图 3最佳经济厚度与/Ci的拟合曲线1201008060400020406080100120 140 160 180Ci-1/10-6Wm2(元K)-1最佳经济厚度/mmR2=0.99图 4最低总成本与Ci的拟合曲线R2=0.9911 50011 00010 50010 0009 5009 0008 5008 000Ci/W元m-4K-110152025303540最低总成本/元8 8江苏工程职业技术学院学报2023年大总节能量最小（12 683.47元），而岩棉的最大总节能量最高（15 310.30元），说明在成都地区，采用岩棉保温可取得较好的节能效果。2.3最佳经济厚度的节能率和投资回收期建筑的节能率定义为采用保温技术后的建筑年能耗（设计建筑年能耗）相比于未采用保温技术能耗（基准建筑能耗）的节约量，可表达为：保温节能率=1()设计建筑年能耗基准建筑年能耗 100%，投资回收期定义为初投资与年能耗节约的比值，可表达为：投资回收期=初投资/建筑年能耗节约。计算 8 种材料保温层最佳经济厚度对应的年能耗和初投资，结果见表 5。由表 5可见，生命周期内 8种材料保温层最佳经济厚度对应的总成本节约量从高到低的排序为：岩棉、玻璃棉、XPS、EPS、聚氨酯、胶粉颗粒、橡塑、玻化微珠；对应的初投资从高到低排序为：橡塑、玻化微珠、聚氨酯、EPS、XPS、胶粉颗粒、玻璃棉、岩棉，其中橡塑的初投资最高为 3 429元，岩棉的初投资最低为 2 239.65元。各材料保温层最佳经济厚度对应的投资回收期从长到短排序为：玻化微珠、橡塑、聚氨酯、EPS、胶粉颗粒、XPS、玻璃棉、岩棉，其中玻化微珠的投资回收期最长（3.50年），岩棉的投资回收期最短（2.1年）。2022年 成都市民用建筑节能设计导则及审查要点 对能耗水平要求再升级，提出了新节能目标：将成都市居住建筑和公共建筑能耗在 2016 年执行的国家节能设计标准的基础上分别降低 35%和 20%以上，使成都市民用建筑平均节能率达到 72%。16由表 5可知，8种材料中有 5种材料的保温层最佳经济厚度对应的节能率达到 72%以上，说明在该地区建筑采用外保温措施可以实现 72%的节能要求。表 5中显示，玻璃棉保温层最佳经济厚度对应的节能率最高（74.22%），玻化微珠最佳经济厚度对应的节能率最小（68.13%），说明外保温措施在该地区是一种适用有效的节能措施，值得推广使用。3结论本文从经济评价角度出发，以成都地区典型基层墙体为例，考虑保温材料和能耗的价格、全年空调和采暖负荷、建筑寿命、折现率和通货膨胀率等因素，基于生命周期成本法和能耗数值建立了保温材料厚度经济性的数学模型，得出如下结论：1)在成都地区，采用保温技术是降低建筑能耗、改善热环境的有效措施，选用导热系数较小的保温材料才有较好的节能效果。然而，导热系数小的保温材料并不一定经济。2)总成本曲线呈抛物线型，随着保温层厚度的增加，总成本先急剧减小后缓慢增大，存在总成本最低的保温层最佳经济厚度。可见，增加较小厚度的保温材料，就能取得明显的节能效果，且保温层厚度不是越厚越经济，一味地增加厚度会增加成本，造成资源浪费。3)在成都地区，保温层最佳经济厚度与/Ci之间存在非线性关系，经拟合得到关系式为i=-2.63+2.1 106(/Ci)-1.74 1010(/Ci)2+5.38 1013(/Ci)3，而最佳经济厚度对应的最小总成本与Ci之间存在线性关系，关系式为CTi=113.24Ci+6 866.78。两个拟合公式为成都地区外墙保温设计指明了方向，为设计人员选择保温材料提供了参考，设计者可以根据当地市场情况快速选择出最合适的保温材料进行节保温材料聚氨酯XPS橡塑玻璃棉EPS岩棉胶粉颗粒玻化微珠总成本节约/元14 239.3014 818.7912 899.1915 046.7914 334.3515 310.3014 146.1711 068.03初投资/元2 806.652 632.503 429.002 521.132 751.842 239.652 613.603 422.93年能耗节约/元1 034.751 059.36991.181 066.441 037.191 065.351 017.38977.72投资回收期/年2.712.493.462.362.652.102.573.50节能率/%72.0573.7369.0574.2272.2274.1570.8568.13表 58种材料保温层最佳经济厚度的节能效果比较霍海娥，等：基于生命周期成本的墙体外保温层最佳经济厚度确定9 9第 3期能设计，从而取得最佳经济效果。4)生命周期内，8种保温材料中岩棉在保温层最佳经济厚度时对应的总节能量最高，初投资最低，投资回收期最短。可见，成都地区采用岩棉材料的外墙保温层可取得最大的经济效益。参考文献：1中国建筑节能协会.中国建筑能耗研究报告 2020J.建筑节能（中英文），2021，49（2）：1-6.2顾天舒，谢连玉，陈革.建筑节能与墙体保温J.工程力学，2006（S2）：167-184.3BR A，AOA B，NM A.Optimal Insulation Thickness of Common Classic and Modern Exterior Walls in Different Climate Zonesof Iran-ScienceDirectJ.Journal of Building Engineering，2020，27：100954.4MILAD A，FATEMEH R A，ROGHAVE G，et al.Optimum Insulation Thickness Determination of a Building Wall UsingExergetic Life Cycle AssessmentJ.Applied Thermal Engineering，2016，106：307-315.5刘向伟，郭兴国，陈国杰，等.建筑外墙最佳保温厚度及环境影响研究J.湖南大学学报（自然科学版），2017，44（9）：182-187.6黄仁达，李丽，吴会军，等.夏热冬冷地区外墙保温材料厚度的经济性分析J.新型建筑材料，2017（9）：105-110.7沈天清.外墙保温层厚度经济性与适宜性分析J.盐城工学院学报（自然科学版），2021，34（3）：67-74.8陈欣.基于技术经济分析的夏热冬冷地区住宅建筑外墙外保温层厚度优化研究D.西安：西安建筑科技大学，2020.9张浩杰，郝小礼，殷维，等.基于能耗模拟的被动房外墙保温厚度优化J.建筑热能通风空调，2022，41（3）：17-23.10 周颖楠.四川夏热冬冷地区居住建筑墙体节能研究D.兰州：兰州交通大学，2016.11 姜影.川西平原地区装配式建筑围护结构节能优化研究D.成都：四川师范大学，2021.12 扈峥.建筑非透明围护结构传热规律与经济厚度优化研究以成都地区为例D.成都：四川大学，2014.13 中华人民共和国建设部.夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准：JGJ 1342010S.北京：中国建筑工业出版社，2010.14 中华人民共和国建设部发展和改革委员会.建设项目经济评价方法与参数M.3版.北京：中国计划出版社，2006.15 中国国家统计局.中国统计年鉴M.北京：中国统计出版社，2012.16 成都市住房和城乡建设局.成都市住房和城乡建设局关于发布 成都市民用建筑节能设计导则及审查要点（2022版）的通知EB/OL.（2020-05-30）2022-11-15.http:/ of the Optimum Thicknessof External Insulation for Walls Based on Life Cycle CostingHUO Haie，WEI Yanhuan，DENG Xiaoxue,LIU Zhibo,LIU Mingrong（School of Architecture and Civil Engineering，Xihua University，Chengdu 610039，China）Abstract：The optimum thickness of external insulation，which is widely used in walls for energy conservationwith a wide variety of materials，is determined by various factors.On the basis of the life cycle of the insulationmaterials,a calculation model of energy consumption was established by means of Life Cycle Costing（LCC）toevaluate such materials from the aspects of its performance in preserving heat and cutting expenses，so asto obtain the total cost，energy saving rate，payback period and optimum thickness of eight types ofinsulation materials in Chengdu.With data fitting，the respective relational expressions of the optimumthicknessiand the lowest total cost corresponding to the optimum thicknessCTiwith both thermal conductivityand unit priceCiwere obtained，which arei=-2.63+2.1 106(/Ci)-1.74 1010(/Ci)2+5.38 1013(/Ci)3andCTi=113.24Ci+6 866.78.The formulae，which are simple and practical,can offer ideas for theenergy-saving design of buildings in Chengdu.Key words：insulation materials；optimum thickness；Life Cycle Costing；hot-summer and cold-winter area1010江苏工程职业技术学院学报2023年