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《299 夏熱冬冷地區(qū)外窗遮陽(yáng)系數(shù)對(duì)建筑能耗的影響》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、夏熱冬冷地區(qū)外窗遮陽(yáng)系數(shù)對(duì)建筑能耗的影響南京工業(yè)大學(xué)暖通工程研究所程建杰揚(yáng)帆摘要為了分析不同方向外窗遮陽(yáng)系數(shù)對(duì)建筑能耗的影響,使用清華大學(xué)的建筑能耗模擬軟件DeST-h,以南京為例建立一住宅建筑模型,分析不同方向外窗遮陽(yáng)系數(shù)對(duì)建筑能耗的影響,研究不同朝向的外窗遮陽(yáng)系數(shù)變化對(duì)建筑能耗的影響時(shí),動(dòng)態(tài)模擬得到相應(yīng)外窗遮陽(yáng)系數(shù)與能耗關(guān)系的數(shù)據(jù)。結(jié)論:整棟建筑各向外窗平均外窗綜合遮陽(yáng)系數(shù)每減小0.1,全年耗電量減小2.7%;節(jié)能潛力較大。關(guān)鍵詞夏熱冬冷遮陽(yáng)節(jié)能我國(guó)夏熱冬冷地區(qū)包括16個(gè)省、市、自治區(qū),約有5.5億人口,是中國(guó)人口最密集,經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度較快的地區(qū)[1]。夏季濕熱、冬季陰冷潮濕是該地區(qū)
2、的基本氣候特征之一。為了保證該地區(qū)建筑物的室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量,國(guó)家頒布了《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》,提出在保持同樣室內(nèi)熱環(huán)境條件時(shí),采暖空調(diào)的能耗要比以前未采取保溫隔熱措施的傳統(tǒng)居住建筑節(jié)能50%。建筑遮陽(yáng)是通過(guò)避免陽(yáng)光直射室內(nèi)或是建筑物的外圍護(hù)結(jié)構(gòu),從而防止室內(nèi)過(guò)熱和眩光的產(chǎn)生,以及保護(hù)物品而采取的一種必要的隔熱、防熱措施。建筑內(nèi)遮陽(yáng)和外遮陽(yáng)在隔熱性能上有著很大的差異。內(nèi)遮陽(yáng)由于構(gòu)件位于室內(nèi),約50%熱輻射可以直接透過(guò)玻璃進(jìn)入室內(nèi),并以長(zhǎng)波輻射和對(duì)流的形式向室內(nèi)散熱,這些熱量難以再次透過(guò)玻璃返回室外,由此形成溫室效應(yīng)。與之相比,外遮陽(yáng)將主要的太陽(yáng)輻射擋在室外,到達(dá)玻璃的熱輻射(
3、特別是直接輻射)量很少,一般僅有約15%的熱量進(jìn)入室內(nèi),對(duì)室內(nèi)溫度的影響也較小[2-3]。從阻擋輻射熱進(jìn)入室內(nèi)和建筑節(jié)能的角度來(lái)講,外遮陽(yáng)的性能要遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于內(nèi)遮陽(yáng)。為了分析不同方向外窗遮陽(yáng)系數(shù)對(duì)建筑能耗的影響,本文使用清華大學(xué)的建筑能耗模擬軟件DeST-h,以南京為例建立一住宅建筑模型,研究某一方向外窗遮陽(yáng)系數(shù)變化對(duì)建筑能耗的影響,動(dòng)態(tài)模擬得到相應(yīng)外窗遮陽(yáng)系數(shù)與能耗關(guān)系的數(shù)據(jù)。1建筑模型1.1物理模型建筑為6層條式居住建筑,計(jì)算高度18m,體形系數(shù)為0.295,東向、西向、南向及北向窗墻比為0.09、0.08、0.34、0.23。表1建筑模型有關(guān)熱工參數(shù)部位平均傳熱阻(㎡·K/W)熱惰性
4、指標(biāo)備注外墻體1.093.15考慮熱橋后平均值屋面1.463.42-外窗1/3.4-綜合遮陽(yáng)系數(shù)為0.7陽(yáng)臺(tái)門窗(開敞)1/3.4-綜合遮陽(yáng)系數(shù)為0.5陽(yáng)臺(tái)門窗(封閉)1/1.8-綜合遮陽(yáng)系數(shù)為0.5分戶墻磚墻0.663.40-砼墻0.372.48-分戶門1/1.5--普通樓面0.321.49-1.2動(dòng)態(tài)計(jì)算條件考慮到南京地區(qū)建筑遮陽(yáng)系數(shù)的實(shí)際情況,本文研究各個(gè)方向外窗遮陽(yáng)系數(shù)的變化范圍如下,東、南向:0.5~0.8,由于南京地區(qū)存在“西曬”的現(xiàn)象,所以西向外窗遮陽(yáng)系數(shù)變化范圍取為0.3~0.8。因?yàn)楸镜貐^(qū)北向基本沒(méi)有太陽(yáng)直射輻射,故本文研究時(shí)將不研究北向遮陽(yáng)系數(shù)對(duì)建筑能耗的影響。空調(diào)
5、房間室內(nèi)計(jì)算溫度:冬季全天為18℃;夏季全天為26℃,采暖和空調(diào)時(shí),換氣次數(shù)為1.5次/h,根據(jù)《建筑外窗空氣滲透性能分級(jí)及其檢測(cè)方法》(GB/T7107)計(jì)算,將換氣次數(shù)分成兩部分,滲透取1次/h,通風(fēng)為0.5次/h。室外計(jì)算參數(shù)采用典型氣象年。1建筑能耗模擬軟件DeST-h[4]該軟件為清華大學(xué)自主研發(fā)的建筑能耗模擬軟件,其應(yīng)用領(lǐng)域主要包括建筑及空調(diào)系統(tǒng)輔助設(shè)計(jì)、建筑節(jié)能評(píng)估、科研領(lǐng)域研究方面。本文主要應(yīng)用其中圍護(hù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。DeST可以根據(jù)設(shè)計(jì)者提出的不同方案,對(duì)建筑進(jìn)行全年逐時(shí)的溫度模擬和采暖空調(diào)能耗計(jì)算,并進(jìn)行初步的經(jīng)濟(jì)性分析,對(duì)不同的圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比較,從而幫助設(shè)計(jì)
6、人員做出最優(yōu)的選擇。DeST可對(duì)建筑物朝向、窗墻比、建筑平面布局等進(jìn)行模擬分析;支持各種圍護(hù)構(gòu)件的計(jì)算,可對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的選材、組合以及保溫、隔熱等圍護(hù)措施進(jìn)行模擬分析。2計(jì)算結(jié)果(1)南向外窗遮陽(yáng)系數(shù)與能、電耗的關(guān)系從圖1中可看出,南向外窗遮陽(yáng)系數(shù)從0.5增大到0.8,全年采暖能耗減少20%,而全年空調(diào)能耗增加10%,但全年耗電量增加4.4%。這主要是由于全年能耗比例構(gòu)成中空調(diào)能耗所占的比重約是采暖能耗的4倍,因此,南向外窗降低外窗遮陽(yáng)系數(shù)對(duì)減少夏季空調(diào)能耗比增加采暖能耗的貢獻(xiàn)要大。并且南向外窗遮陽(yáng)系數(shù)在0.5和0.7之間變化對(duì)采暖空調(diào)能耗的影響稍大于0.7和0.8之間,從圖2和圖3可以
7、看出,在0.5~0.7之間曲線的斜率要比0.7~0.8之間大。圖1南向外窗遮陽(yáng)系數(shù)對(duì)能、電耗比的影響圖2南向外窗遮陽(yáng)系數(shù)對(duì)耗熱量指標(biāo)的影響圖3南向外窗遮陽(yáng)系數(shù)對(duì)耗冷量指標(biāo)的影響(2)東向外窗遮陽(yáng)系數(shù)與能、電耗的關(guān)系從圖4中可看出,東向外窗遮陽(yáng)系數(shù)從0.5增大到0.8,全年空調(diào)能耗增大3.3%,全年采暖能耗減少2.2%,全年耗電量增大2.3%。與南向相比,東向外窗遮陽(yáng)系數(shù)變化對(duì)采暖空調(diào)能耗的影響要小很多,并且全年耗電量的變化也只有南向的一半左右。