小型辦公建筑能耗特性的比較及研究

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1、...頁眉小型辦公建筑能耗特性的比較研究邯鄲職業(yè)技術(shù)學(xué)院魏一然王京邯鄲建設(shè)銀行滏東支行陳志宏摘要針對建筑面積在3000平米以下的小型辦公建筑，根據(jù)建筑所處地域、功能、體形系數(shù)、朝向、窗墻面積比、遮陽、圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱等因素，應(yīng)用Dest-2和正交試驗(yàn)法，針對建筑使用能耗進(jìn)行全方位、全生命周期的分析。其結(jié)果表明，建筑面積、建筑的正面朝向、室內(nèi)溫度、窗墻面積比、機(jī)器與照明熱、窗玻材料、屋頂傳熱系數(shù)是影響建筑夏季冷負(fù)荷主要的因素，設(shè)計(jì)和控制好這些因素是實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能目標(biāo)的重要手段，在建筑設(shè)計(jì)過程中要充分考慮以上因素對建筑能耗的影響。關(guān)鍵詞小型辦公建筑耗冷量耗熱量建筑節(jié)能1引言目前，建筑耗能已

2、與工業(yè)耗能、交通耗能并列，成為我國能源消耗的三大能耗大戶。我國每年新建房屋約20億平米，其中城市建筑約10億平米，大型公共建筑占不到城鎮(zhèn)建筑總量的4%?？梢娦⌒凸步ㄖ臄?shù)量相當(dāng)可觀，研究以辦公建筑為代表的小型公共建筑能耗，對建筑節(jié)能同樣具有十分重要意義。2研究方法建立了基準(zhǔn)層面積分別為500m2、700m2、900m2的建筑模型，在不同朝向、外遮陽、建筑形狀比（正面長/側(cè)面長）、外遮陽、室內(nèi)設(shè)定溫度、圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)、窗墻面積比、室內(nèi)散熱、窗玻材料等影響建筑能耗的因素下，采用正交試驗(yàn)和DeST-2模擬分析軟件，通過改變因素的水平，對建筑全年的得、失熱量進(jìn)行分析，找到了10個因素

3、搭配的最佳水平，并分析不同的因素對建筑得、失熱量影響的主次關(guān)系，建立得、失熱量與主要因素的函數(shù)關(guān)系。3建筑模型的建立與輸入條件選擇3.1建筑模型按不同的基準(zhǔn)層面積和形狀比在Dest軟件中構(gòu)建辦公建筑模型，圖1為基準(zhǔn)層面積700平米、形狀比1：2的建筑，由于篇幅所限，文中其它建筑模型不再顯示。3.2氣象參數(shù)選擇本文以河北省邯鄲市為例。夏季平均室外氣溫29.9℃，夏季平均室外風(fēng)速2.0m/s，冬季室外平均溫度1℃。冬、夏季室外逐時氣溫參數(shù)依據(jù)當(dāng)?shù)貧庀蟛块T提供的氣象數(shù)據(jù)。....頁腳...頁眉3.3輸入條件輸入條件分固定參數(shù)和變化參數(shù)3.3.1固定參數(shù)的輸入固定參數(shù)的取值主要參照現(xiàn)行相

4、關(guān)國家及地方標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)規(guī)范以及實(shí)際工程的常規(guī)做法，考慮到試驗(yàn)結(jié)果的可比性，對不同形式的辦公建筑采用了一致的輸入?yún)?shù)，如：建筑層數(shù)、層高、外窗位置等，其取值見表1。其中選定辦公室人員密度為0.2人/m2，新風(fēng)量依據(jù)《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50019—2003的規(guī)定，取30m3/h·人。表1固定參數(shù)建筑層數(shù)三層人員密度0.2人/m2空調(diào)面積比70%新風(fēng)量30m3/h.人層高4.0m換氣次數(shù)0.5次/h外窗位置正面設(shè)置空調(diào)時間7時～20時3.3.2變化參數(shù)及水平選取影響建筑能耗的變化條件和水平的參數(shù)選取見表2表2變化條件和水平的選取變化條件水平因素選取方案123A基準(zhǔn)層面積5

5、00m2700m2900m2B正面朝向南北西C形狀比1：12:13:1D外遮陽無遮陽1遮陽2E室內(nèi)設(shè)定溫度夏季24℃冬季20℃夏季26℃冬季20℃夏季28℃冬季20℃F外墻傳熱系數(shù)2.0W/m2·℃標(biāo)準(zhǔn)層18mm多孔砼70mm1.2W/m2·℃標(biāo)準(zhǔn)層18mm多孔砼150mm0.67W/m2·℃標(biāo)準(zhǔn)層18mm多孔砼300mmG正面窗墻面積比60%35%10%H機(jī)器熱＋照明熱10W/m230W/m250W/m2I窗玻材料6mm普通玻璃普通中空內(nèi)張膜（單層）J屋頂傳熱系數(shù)0.54W/m2·℃標(biāo)準(zhǔn)層150mm苯板保溫層70mm0.83W/m2·℃標(biāo)準(zhǔn)層150mm苯板保溫層40mm1.77

6、W/m2·℃標(biāo)準(zhǔn)層150mm苯板保溫層10mm有關(guān)參數(shù)說明如下：①房間的性質(zhì)定位為普通辦公室，建筑內(nèi)部發(fā)熱量包括照明、家電和人體散熱，計(jì)算時分別取3個水平。其作息時間按DeST默認(rèn)值選取，見圖2～圖7；②夏季室內(nèi)設(shè)定溫度依據(jù)《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50019-2003中舒適性空調(diào)室內(nèi)計(jì)算參數(shù)設(shè)定為3個水平：24℃、26℃、28℃。③建筑內(nèi)部發(fā)熱量（包括照明、家電和人體散熱）：人員散熱按單位面積人數(shù)0.2人/m2，人均發(fā)熱量64W/人計(jì)算；機(jī)器熱+照明熱取10W/m2、30W/m2、50W/m2三個水平；④冬季室內(nèi)設(shè)定溫度均為20℃；....頁腳...頁眉①建筑方位以該建

7、筑長邊正交線所指方向?yàn)檎娉?，由于試?yàn)?zāi)Ｐ偷慕ㄖ娣e、體形系數(shù)、形狀比各不相同，為便于結(jié)果分析，本試驗(yàn)將整個建筑外表面的窗墻面積比與正面窗墻面積比設(shè)為相同；②外遮陽按DeST默認(rèn)提供值，分別選為：無遮陽、遮陽1、遮陽2；見表3和圖8；③窗戶和墻體圍護(hù)結(jié)構(gòu)的做法及其傳熱系數(shù)詳見表4～表7。④正交試驗(yàn)不考慮因素之間的交互作用；表3遮陽1、遮陽2參數(shù)取值表abcdefgh1h2遮陽1100000.60.20.20遮陽2100000.80.30.20圖8窗遮陽示意圖....頁腳...頁