建筑采暖空調(diào)能耗管理的論文

時(shí)間：2020-07-12 14:04:22 建筑學(xué)畢業(yè)論文我要投稿

建筑采暖空調(diào)能耗管理的論文

　　摘要：《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ134-2001）“建筑和建筑熱工節(jié)能設(shè)計(jì)”章節(jié)中，對(duì)外窗保溫性能（傳熱系數(shù)K）作了具體規(guī)定，并建議外窗設(shè)置活動(dòng)外遮陽(yáng)，但對(duì)外窗隔熱性能（遮陽(yáng)系數(shù)SC或太陽(yáng)得熱因子SHGC）沒(méi)有作出具體規(guī)定。本文確定了夏熱冬冷地區(qū)基準(zhǔn)性住宅和節(jié)能方案，并選取上海、南京、武漢和重慶4個(gè)代表性城市作為分析對(duì)象，使用美國(guó)勞倫斯伯克力國(guó)家實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的DOE-2軟件對(duì)節(jié)能方案進(jìn)行計(jì)算分析，得出外窗的保溫性能和隔熱性能對(duì)夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能的影響結(jié)果。

建筑采暖空調(diào)能耗管理的論文

　　關(guān)鍵詞：外窗傳熱系數(shù)遮陽(yáng)系數(shù)建筑能耗建筑節(jié)能

　　我國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ134-2001)第四章”建筑和建筑熱工節(jié)能設(shè)計(jì)”中，對(duì)外窗熱工性能作了如下規(guī)定：

　　4.0.4：外窗(包括陽(yáng)臺(tái)門(mén)的透明部份)的面積不應(yīng)過(guò)大。不同朝向、不同窗墻面積比的外窗其傳熱系數(shù)應(yīng)符合表4.0.4的規(guī)定。(表4.0.4略)

　　4.0.6外窗宜設(shè)置活動(dòng)外遮陽(yáng)。

　　該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)外窗保溫性能(傳熱系數(shù)K)作了具體規(guī)定,并建議外窗設(shè)置活動(dòng)外遮陽(yáng),但標(biāo)準(zhǔn)對(duì)外窗隔熱性能(遮陽(yáng)系數(shù)SC或太陽(yáng)傳熱因子SHGC)沒(méi)有作出具體規(guī)定,不能不說(shuō)是該標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)不足。實(shí)際上，我國(guó)夏熱冬冷地區(qū)居住建筑的節(jié)能不僅與外窗的保溫性能，而且與外窗的隔熱性能緊密相關(guān)的。

　　本文首先確定了夏熱冬冷地區(qū)基準(zhǔn)性住宅和住宅節(jié)能方案,并選取上海、南京、武漢和重慶4個(gè)代表性城市作為分析對(duì)象,使用美國(guó)勞倫斯.伯克力國(guó)家實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的DOE-2軟件,對(duì)基準(zhǔn)性住宅和3000多個(gè)節(jié)能方案進(jìn)行摸擬計(jì)算,分析外窗傳熱系數(shù)(K)和遮陽(yáng)系數(shù)(SC)對(duì)居住建筑能耗影響,并提出相應(yīng)的看法和建議.

　　一、基準(zhǔn)住宅的`確定

　　（一）基準(zhǔn)住宅模型是一座六層樓住宅，建筑平面如圖1所示。

　　基準(zhǔn)住宅熱工參數(shù)和計(jì)算條件如下：

　　1、室內(nèi)溫度設(shè)定：冬季16℃，夏季26℃；

　　2、外墻：24cm粘土實(shí)心磚K=1.833W/（m2·K）；

　　3、屋頂：砼板+保溫板K=1.872W/（m2·K）;

　　4、外墻面太陽(yáng)輻射吸收系數(shù)＝0.7；

　　5、外窗：普通單玻鋁合金窗，K=6.0W/（m2·K），SC＝0.9；

　　6、建筑平均窗墻面積比：CM＝0.3009；

　　7、換氣次數(shù)：n＝1.5；

　　8、設(shè)備能效比：冬季EER=1.0，夏季EER=2.2；

　　9、內(nèi)熱源：照明0.5875W/m2，其它251W（其中顯熱180W，潛熱71W）。

　　（二）4個(gè)城市基準(zhǔn)住宅全年能耗值計(jì)算結(jié)果

　　從表1可看出,4個(gè)地區(qū)住宅夏季空調(diào)能耗均占全年采暖與空調(diào)總能耗20%或以上，而夏季空調(diào)能耗中外窗太陽(yáng)輻射傳熱占了相當(dāng)大的比例,因此夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能中，外窗隔熱性能是不可忽視的重要因素。

　　表1城市上海南京武漢重慶

　　年采暖空調(diào)總能耗P總（kWh/m2）146.67164.27157.60116.67

　　年采暖能耗P暖（kWh/m2）116.98131.88117.6079.38

　　年空調(diào)能耗P空（kWh/m2）29.6932.4040.0037.29

　　空調(diào)能耗占總能耗比例％20.2419.7225.3831.96

　　二、節(jié)能方案的選擇

　　1.室內(nèi)溫度設(shè)定：冬季16℃，夏季26℃；

　　2.外墻：24cm粘土實(shí)心磚＋保溫K=1.0W/（m2·K）和K=1.5W/（m2·K）;

　　3.外墻面太陽(yáng)輻射吸收系數(shù)＝0.7；

　　4.屋頂：砼板＋保溫板K=1.0W/（m2·K）；

　　5.換氣次數(shù)：n＝1.0；

　　6.設(shè)備能效比：冬季EER=1.9，夏季EER=2.3；

　　7.內(nèi)熱源：照明0.5875W/m2，其它251W（其中顯熱180W，潛熱71W）；

　　8.建筑窗墻面積比CM變化范圍：0.2498，0.3009、0.3535，0.3895,0.4256，0.4718；

　　9.外窗K和SC變化范圍：

　　K—6.0，5.5，5.0，4.5，4.0，3.5，3.0，2.5，2.0；

　　SC—0.9，0.8，0.7，0.6，0.5，0.4，0.3。

　　三、外窗保溫隔熱性能(K、SC)對(duì)住宅能耗的影響

　　本文通過(guò)3000多個(gè)節(jié)能方案的摸擬計(jì)算，選取代表性數(shù)據(jù)，繪制了外窗K值分別為3.0、4.5、6.0時(shí)的P-SC曲線圖。圖中,P總為全年采暖與空調(diào)總能耗,P空為夏季空調(diào)能耗，建筑平均窗墻面積比CM=0.3009。

　　從以上各地的P—SC曲線圖可看出：

　　1.當(dāng)建筑平均窗墻比CM不變,外窗K值增大(保溫性能減弱),住宅年總能耗也隨之增大;當(dāng)外窗K值從0.3增大到0.6時(shí),全地區(qū)各地住宅年總能耗平均增大15%左右.但K值變化對(duì)住宅夏季空調(diào)能耗影響不大。

　　2.當(dāng)建筑平均窗墻比CM不變,外窗SC值增大(隔熱性能減弱),住宅年總能耗也隨之增大;當(dāng)外窗SC值從0.3增大到0.9時(shí),全地區(qū)各地住宅年總能耗平均增大9%左右,但東部上海、南京等地增大值小于中西部武漢、重慶等地增大值；SC值變化對(duì)住宅夏季空調(diào)能耗影響甚大,如在重慶,SC從0.3值增大到0.9時(shí),空調(diào)能耗增大約20%�？傊�,SC值的變化,不僅對(duì)住宅夏季空調(diào)能耗,而且對(duì)全年總能耗均有影響,因此夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能應(yīng)考慮外窗遮陽(yáng)隔熱性能的影響。

　　表2列出了外窗K、SC值變化對(duì)住宅全年采暖與空調(diào)總能耗影響的部分?jǐn)?shù)據(jù)。

　　四、夏熱冬冷地區(qū)外窗熱工性能節(jié)能設(shè)計(jì)

　　通過(guò)分析，在保證住宅節(jié)能50%的目標(biāo)下,本文提出夏熱冬冷地區(qū)外窗傳熱系數(shù)K和遮陽(yáng)系數(shù)SC(太陽(yáng)得熱因子SHGC)的限值表3，供設(shè)計(jì)人員和今后對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)修改時(shí)參考。

　　夏熱冬冷地區(qū)居住建筑外窗的傳熱系數(shù)和遮陽(yáng)系數(shù)限值表3外墻外窗遮陽(yáng)系數(shù)SC（SHGC）外窗的傳熱系數(shù)K[W/（m2·K）]

　　平均窗墻面積比CM≤0.25平均窗墻面積比0.25<CM≤0.30平均窗墻面積比0.30<CM≤0.35平均窗墻面積比0.35<CM≤0.40平均窗墻面積比0.40<CM≤0.45

　　K≤1.0D≥2.5＝0.70.9（0.80）≤6.0≤6.0≤5.0≤4.0≤3.0

　　0.8（0.71）≤6.0≤6.0≤5.5≤4.5≤3.0

　　0.7（0.62）≤6.0≤6.0≤5.5≤5.0≤4.0

　　0.6（0.53）≤6.0≤6.0≤6.0≤5.0≤4.0

　　0.5（0.44）≤6.0≤6.0≤6.0≤5.0≤4.0

　　0.4（0.36）≤6.0≤6.0≤6.0≤5.5≤4.5

　　0.3（0.27）≤6.0≤6.0≤6.0≤5.5≤4.5

　　K≤1.5D≥3.0＝0.70.9（0.80）≤5.5≤4.0≤3.5≤2.5---

　　0.8（0.71）≤5.5≤4.0≤4.0≤3.0≤2.0

　　0.7（0.62）≤5.5≤4.5≤4.0≤3.0≤2.5