夏熱冬冷地區(qū)既有建筑節(jié)能改造探究

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1、夏熱冬冷地區(qū)既有建筑節(jié)能改造探究夏熱冬冷地區(qū)既有建筑節(jié)能改造探究摘要使用清華斯維爾軟件公司開發(fā)的節(jié)能設(shè)計(jì)軟件TH-BECSXX，對(duì)夏熱冬冷地區(qū)的一幢既有公共建筑的能耗隨圍護(hù)結(jié)構(gòu)改善的變化規(guī)律進(jìn)行了分析，得出對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)各部分的改造對(duì)建筑能耗的影響。關(guān)鍵詞圍護(hù)結(jié)構(gòu)改造，動(dòng)態(tài)負(fù)荷，影響因子1引言南京位于夏熱冬冷地區(qū)，該地區(qū)夏季悶熱，冬季寒冷，室內(nèi)熱環(huán)境較差。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平快速提高，空調(diào)設(shè)備也得到普及使用。如何通過改善建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能，使建筑物具有良好的室內(nèi)熱舒適性，降低建筑耗能成為急需研究的課題。目前八十年代以來的既有建筑仍占

2、有相當(dāng)大比重，因此在對(duì)新建建筑加以節(jié)能設(shè)計(jì)的同時(shí)，還應(yīng)研究對(duì)既有建筑的節(jié)能改造。本文以南京的某幢既有公共建筑為例進(jìn)行了動(dòng)態(tài)負(fù)荷計(jì)算，分析了圍護(hù)結(jié)構(gòu)的改造對(duì)建筑能耗的影響。2軟件計(jì)算模型夏熱冬冷地區(qū)既有建筑節(jié)能改造探究夏熱冬冷地區(qū)既有建筑節(jié)能改造探究摘要使用清華斯維爾軟件公司開發(fā)的節(jié)能設(shè)計(jì)軟件TH-BECSXX，對(duì)夏熱冬冷地區(qū)的一幢既有公共建筑的能耗隨圍護(hù)結(jié)構(gòu)改善的變化規(guī)律進(jìn)行了分析，得出對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)各部分的改造對(duì)建筑能耗的影響。關(guān)鍵詞圍護(hù)結(jié)構(gòu)改造，動(dòng)態(tài)負(fù)荷，影響因子1引言南京位于夏熱冬冷地區(qū)，該地區(qū)夏季悶熱，冬季寒冷，室內(nèi)熱環(huán)境較差。隨著

3、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平快速提高，空調(diào)設(shè)備也得到普及使用。如何通過改善建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能，使建筑物具有良好的室內(nèi)熱舒適性，降低建筑耗能成為急需研究的課題。目前八十年代以來的既有建筑仍占有相當(dāng)大比重，因此在對(duì)新建建筑加以節(jié)能設(shè)計(jì)的同時(shí)，還應(yīng)研究對(duì)既有建筑的節(jié)能改造。本文以南京的某幢既有公共建筑為例進(jìn)行了動(dòng)態(tài)負(fù)荷計(jì)算，分析了圍護(hù)結(jié)構(gòu)的改造對(duì)建筑能耗的影響。2軟件計(jì)算模型斯維爾軟件采用計(jì)算內(nèi)核，DOE-2用反應(yīng)系數(shù)法[1]來計(jì)算建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱量。反應(yīng)系數(shù)法，將計(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)作為線性的熱力系統(tǒng)，利用系統(tǒng)的傳遞函數(shù)得出某單位擾量作用下的反應(yīng)系數(shù)

4、，也即單位擾量作用下系統(tǒng)的得熱量，由于任意變化的室外溫度可以分解成一個(gè)個(gè)可迭加的三角波，利用導(dǎo)熱微分方程可迭加的性質(zhì)，因此可通過反應(yīng)系數(shù)來求解系統(tǒng)得熱量。反應(yīng)系數(shù)法用時(shí)間序列表示外擾變化，不考慮外擾是否呈周期性變化，反應(yīng)系數(shù)的計(jì)算可參考專門的資料[2]。若反應(yīng)系數(shù)已知，就可利用下式計(jì)算第n個(gè)時(shí)刻,從室外通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)向室內(nèi)的傳熱得熱量?？照{(diào)負(fù)荷的計(jì)算中，室溫相對(duì)恒定，假定tr不變，以一年8760小時(shí)為計(jì)算區(qū)間模擬全年空調(diào)負(fù)荷，則第n時(shí)刻的得熱量為：則n時(shí)刻的室內(nèi)冷負(fù)荷為：3原有建筑動(dòng)態(tài)負(fù)荷模擬計(jì)算：建筑概況辦公建筑，建筑節(jié)能計(jì)算面積719

5、3m2，高度m，層數(shù)16層，建筑外表面積為：m2，體形系數(shù)。各向窗墻比：東向：，西向：，南向：，北向：，均滿足《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB50189-XX)第條各朝向窗墻比不超過的規(guī)定[3]。軟件建模如下：改造前主要圍護(hù)結(jié)構(gòu)的做法：1.屋頂構(gòu)造：加氣混凝土找坡160傳熱系數(shù)：K=W/m?K2.外墻構(gòu)造：磚墻240傳熱系數(shù)：K=W/m?K3.地面構(gòu)造：大理石+砂漿40+細(xì)混凝土60+厚混凝土100+沙石墊層100+素土夯實(shí)800傳熱系數(shù)：K=W/m?K4.外窗構(gòu)造：6透明玻璃-非隔熱金屬窗框K=W/m?K人員密度值：4m2/人照明功率密

6、度值：25W/m2電器設(shè)備功率密度值：20W/m2計(jì)算結(jié)果與分析：表1：全年逐月動(dòng)態(tài)負(fù)荷　　　　　　　　月份　　　　　　一　　　　　　二　　　　　　三　　　　　　四　　　　　　五　　　　　　六　　　　　　七　　　　　　八　　　　　　九　　　　　　十　　　　　　十一　　　　　　十二　　　　　　總計(jì)　　　　　　　　　　冷負(fù)荷　　　　　　　　　　　　　　　　　　24　　　　　　　　　　　　　　　　　　121　　　　　　178　　　　　　141　　　　　　104　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　熱負(fù)荷　　　　　

7、　-139　　　　　　-133　　　　　　-77　　　　　　-31　　　　　　-12　　　　　　-　　　　　　-0　　　　　　-0　　　　　　-　　　　　　-　　　　　　-37　　　　　　-103　　　　　　-544　　　　　　由表1可知全年總冷負(fù)荷為：MWh，最大冷負(fù)荷出現(xiàn)在七月MWh，冷負(fù)荷指標(biāo)為kWh/m2；全年總熱負(fù)荷為：-MWh，最大熱負(fù)荷出現(xiàn)在一月-MWh，熱負(fù)荷指標(biāo)為-kWh/m2。模擬結(jié)果分析：冬季某些時(shí)刻可能同時(shí)存在著熱負(fù)荷與少量的冷負(fù)荷，這是由于在冬季為克服建筑內(nèi)部的燈光、設(shè)備、人體的散熱量以及在白天太陽輻射得熱所造

8、成的冷負(fù)荷。圖1中，可以看出全年冷負(fù)荷中，由于外窗的太陽輻射得熱而引起的冷負(fù)荷占了最大的比例%，通過外墻導(dǎo)熱而引起的冷負(fù)荷占%，屋頂占%。人員占%，燈光占%，設(shè)備占%。圖2中，全年熱負(fù)荷中，由于外窗導(dǎo)熱產(chǎn)生