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《建筑外窗對建筑節(jié)能影響及分析》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。
1、我國炎熱地區(qū)外窗性能對建筑節(jié)能影響的分析黃夏東(福建省建筑科學(xué)研究院350025)[提要]本文通過計算機動態(tài)模擬技術(shù)分析了我國炎熱地區(qū)建筑外窗對室內(nèi)熱環(huán)境的影響,提出炎熱地區(qū)節(jié)能窗選擇的建議。[關(guān)鍵詞]外窗,室內(nèi)熱環(huán)境,建筑節(jié)能。TheinfluenceofbuildingouterdoorsandwindowsandtheirglassonenergyefficiencyinbuidingsHuangxiadong(Fujianacademyofbuildingresearch350025)AbstractThispaperanalyzed
2、theexternalwindow’seffectonindoorthermalenvironmentofresidentialbuildingsinchinahousummerzonebydynamicsimulationtechnologyofcomputer,putformardtheproposalforoptionofsavingwndows.Keywordsexternalwindow,indoorthermalenvironment,energyefficicecyofresidentialbuildings.5普通窗戶的保溫隔
3、熱性能比外墻差得多,夏季白天通過窗戶進(jìn)入室內(nèi)的太陽輻射熱隨窗面積增大而增大。在炎熱地區(qū)(即夏熱冬暖地區(qū))居住建筑總能耗中,空調(diào)能耗占了主要部分,因此,我們尤要注意外窗性能對建筑能耗和節(jié)能的影響。本文通過計算機動態(tài)模擬技術(shù),計算分析了炎熱地區(qū)典型城市建筑外窗對室內(nèi)熱環(huán)境的影響,表明該地區(qū)通過外窗進(jìn)入室內(nèi)的熱量(包括溫差得熱和輻射得熱)占室內(nèi)總得熱量的相當(dāng)大部分,成為影響夏季空調(diào)負(fù)荷的主要因素,是建筑節(jié)能的關(guān)鍵;建筑使用各種不同類型的節(jié)能窗產(chǎn)品,如斷熱鋁合金窗、PVC塑料窗、熱反射鍍膜玻璃窗、透明中空玻璃窗和LOW-E中空玻璃窗等,使得夏季通過窗
4、戶進(jìn)入室內(nèi)的太陽輻射得熱和溫差得熱不同程度地降低,起到了節(jié)能作用。本文同時提出炎熱地區(qū)選擇外窗的看法和建議。1計算機動態(tài)模擬分析對象和計算條件1.1計算機動態(tài)模擬軟件和計算條件選取1.1.1本文利用熱反應(yīng)系數(shù)法建立了模擬單間建筑動態(tài)數(shù)學(xué)模型,并編制成計算機模擬程序-STCP。編制程序時考慮了窗的遮陽系數(shù)和通過窗戶進(jìn)入室內(nèi)的太陽輻射得熱。使用該程序主要研究夏季外窗對房間能耗和節(jié)能的影響。圖1房間平面圖為使問題具有普遍性,本文選擇炎熱地區(qū)常規(guī)的住宅房間(位于頂層的最西邊)為研究對象,如圖1所示。該房間屋頂為砼板加隔熱層結(jié)構(gòu),傳熱系數(shù)K=1.82w
5、/m2·k;東、西、南、北墻為190mm粘土空心磚墻,其中:外墻K=1.82w/m2·k,內(nèi)隔墻K=1.60w/m2·k;地板為砼板結(jié)構(gòu),K=3.10w/m2·k。室溫設(shè)定tn=26±0.5℃。假設(shè)房間無人居住、不使用電器和無空調(diào)新風(fēng),換氣次數(shù)n=1.0次/h。氣象數(shù)據(jù)選取炎熱地區(qū)福州市51983年8月1日~5日逐時的氣溫、相對濕度、水平太陽輻射值(直射和散射)、風(fēng)速和地表溫度。8月5日這一天,最高氣溫ta=36℃,水平太陽輻射日總量Ih=2.39kJ/cm2,平均風(fēng)速V=2.4m/s,具有代表性。在選擇不同節(jié)能窗型和不同窗墻面積比條件下,模
6、擬計算分析房間得熱和空調(diào)冷負(fù)荷變化。本文設(shè)定普通5mm厚透明玻璃鋁合金窗(傳熱系數(shù)K=6.0w/(m2·k),遮陽系數(shù)SC=0.9,詳見表3)作為基準(zhǔn)窗型,窗戶基本尺寸變化列于表1。表1窗戶基本尺寸變化(單位m)窗尺寸高×寬寸(高x寬)m1.8x1.81.8x2.51.8x3.33.0x2.63.0x3.3窗墻面積比Cz0.3270.4550.60.7881.01.1.2本文用美國老倫斯伯克力國家實驗室開發(fā)的DOE-2軟件,對炎熱地區(qū)一座六層建筑物進(jìn)行了計算分析,主要研究外窗對整幢建筑物的能耗和節(jié)能影響。本文假設(shè)把該建筑物是否采取節(jié)能措施分別
7、定義為基礎(chǔ)建筑物和節(jié)能建筑物,條件見表2。1.2取9種窗型作為計算對象,窗型編號為№1,№2,№3,№4,№5,№6,№7,№8,№9,其性能見表3。№1為基準(zhǔn)窗,№2~№9為節(jié)能窗。表2基礎(chǔ)建筑與節(jié)能建筑指標(biāo)基礎(chǔ)建筑物節(jié)能建筑物屋頂傳熱系數(shù)K=1.8傳熱系數(shù)K=1.0外墻傳熱系數(shù)K=2.47(180mm粘土實心磚)K=2.0和1.5分別為240mm粘土實心磚和加保溫層240mm粘土空心磚采暖設(shè)備EER=1.0EER=2.2空調(diào)設(shè)備EER=1.5EER=2.7室內(nèi)溫度夏季26℃,冬季16℃夏季26℃,冬季16℃外窗傳熱系數(shù)普通鋁合金窗K=6.
8、0(w/m2?k)SC=0.9各種節(jié)能窗型注:本表中傳熱系數(shù)K單位為(w/m2?k)1.3在用DOE-2軟件分析中我們定義了居住建筑綜合窗墻比CZ參數(shù),即居住建筑各