当前位置: 首页 » 技术中心 » 行业论文
 
行业论文

外窗保温对居住建筑采暖空调能耗和节能影响

字体: 放大字体  缩小字体 发布日期:2008-08-22  来源:互联网  浏览次数:192

我国行业标准《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》(JGJ 134-2001)第四章”建筑和建筑热工节能设计”中,对外窗热工性能作了如下规定:

4.0.4 :外窗(包括阳台门的透明部份)的面积不应过大。不同朝向、不同窗墙面积比的外窗其传热系数应符合表4.0.4的规定。(表4.0.4略)

4.0.6 外窗宜设置活动外遮阳。

该标准对外窗保温性能(传热系数K)作了具体规定,并建议外窗设置活动外遮阳,但标准对外窗隔热性能(遮阳系数SC或太阳传热因子SHGC)没有作出具体规定,不能不说是该标准的一个不足。实际上,我国夏热冬冷地区居住建筑的节能不仅与外窗的保温性能,而且与外窗的隔热性能紧密相关的。

本文首先确定了夏热冬冷地区基准性住宅和住宅节能方案,并选取上海、南京、武汉和重庆4个代表性城市作为分析对象,使用美国劳伦斯.伯克力国家实验室开发的DOE-2软件,对基准性住宅和3000多个节能方案进行摸拟计算,分析外窗传热系数(K)和遮阳系数(SC)对居住建筑能耗影响,并提出相应的看法和建议.

一、基准住宅的确定

(一)基准住宅模型是一座六层楼住宅,建筑平面如图1所示。

基准住宅热工参数和计算条件如下:

1、室内温度设定:冬季16℃,夏季26℃;

2、外墙:24cm粘土实心砖 K=1.833W/(m2·K);

3、屋顶:砼板+保温板 K=1.872W/(m2·K);

4、外墙面太阳辐射吸收系数ρ=0.7;

5、外窗:普通单玻铝合金窗,K=6.0W/(m2·K),SC=0.9;

6、建筑平均窗墙面积比:CM=0.3009;

7、换气次数:n=1.5;

8、设备能效比:冬季EER=1.0,夏季 EER=2.2;

9、内热源:照明0.5875W/m2,其它251W(其中显热180W,潜热71W)。

(二)4个城市基准住宅全年能耗值计算结果

从表1可看出,4个地区住宅夏季空调能耗均占全年采暖与空调总能耗20%或以上,而夏季空调能耗中外窗太阳辐射传热占了相当大的比例,因此夏热冬冷地区居住建筑节能中,外窗隔热性能是不可忽视的重要因素。

表1 城 市 上 海 南 京 武 汉 重 庆 年采暖空调总能耗P (kWh/m2) 146.67 164.27 157.60 116.67 年采暖能耗 P (kWh/m2) 116.98 131.88 117.60 79.38 年空调能耗 P (kWh/m2) 29.69 32.40 40.00 37.29 空调能耗占总能耗比例 % 20.24 19.72 25.38 31.96

二、节能方案的选择

1. 室内温度设定:冬季16℃,夏季26℃;

2. 外墙:24cm粘土实心砖+保温 K=1.0W/(m2·K)和K=1.5W/(m2·K);

3. 外墙面太阳辐射吸收系数ρ=0.7;

4. 屋顶:砼板+保温板 K=1.0W/(m2·K);

5. 换气次数:n=1.0;

6. 设备能效比:冬季EER=1.9,夏季EER=2.3;

7. 内热源:照明0.5875W/m2,其它251W(其中显热180W,潜热71W);

8. 建筑窗墙面积比CM变化范围:0.2498,0.3009、0.3535,0.3895,0.4256,0.4718;

9. 外窗K和SC变化范围:

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、外窗保温隔热性能(K、SC)对住宅能耗的影响

本文通过3000多个节能方案的摸拟计算,选取代表性数据,绘制了外窗K值分别为3.0、4.5、6.0时的P-SC曲线图。图中,P为全年采暖与空调总能耗, P为夏季空调能耗,建筑平均窗墙面积比CM=0.3009。

1、上海

2、南京

3、武汉

4、重庆



从以上各地的P—SC曲线图可看出:

1.当建筑平均窗墙比CM不变,外窗K值增大(保温性能减弱),住宅年总能耗也随之增大;当外窗K值从0.3增大到0.6时,全地区各地住宅年总能耗平均增大15%左右.但K值变化对住宅夏季空调能耗影响不大。

2.当建筑平均窗墙比CM不变,外窗SC值增大(隔热性能减弱),住宅年总能耗也随之增大;当外窗SC值从0.3增大到0.9时,全地区各地住宅年总能耗平均增大9%左右,但东部上海、南京等地增大值小于中西部武汉、重庆等地增大值;SC值变化对住宅夏季空调能耗影响甚大,如在重庆,SC从0.3值增大到0.9时,空调能耗增大约20%。总之,SC值的变化,不仅对住宅夏季空调能耗,而且对全年总能耗均有影响,因此夏热冬冷地区居住建筑节能应考虑外窗遮阳隔热性能的影响。

表2列出了外窗K、SC值变化对住宅全年采暖与空调总能耗影响的部分数据。

四、夏热冬冷地区外窗热工性能节能设计

通过分析,在保证住宅节能50%的目标下,本文提出夏热冬冷地区外窗传热系数K和遮阳系数SC(太阳得热因子SHGC)的限值表3,供设计人员和今后对该标准修改时参考。

夏热冬冷地区居住建筑外窗的传热系数和遮阳系数限值表3 外墙 外窗遮阳系数SC(SHGC) 外窗的传热系数K[W/(m2·K)] 平均窗墙面积比CM≤0.25 平均窗墙面积比0.25<CM≤0.30 平均窗墙面积比0.30<CM≤0.35 平均窗墙面积比0.35<CM≤0.40 平均窗墙面积比0.40<CM≤0.45 K≤1.0D≥2.5ρ=0.7 0.9(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≥3.0ρ=0.7 0.9(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 0.6(0.53) ≤6.0 ≤5.0 ≤4.5 ≤3.5 ≤3.0 0.5(0.44) ≤6.0 ≤5.0 ≤4.5 ≤4.0 ≤3.5 0.4(0.36) ≤6.0 ≤5.0 ≤4.5 ≤4.0 ≤3.5 0.3(0.27) ≤6.0 ≤5.5 ≤4.5 ≤4.0 ≤3.5
 
免责声明:
本站所提供的文章资讯、图片、音频、视频来源于互联网及公开渠道,仅供学习参考,版权归原创者所有! 如有侵犯您的版权,请通知我们,我们会遵循相关法律法规采取措施删除相关内容。


 
[ 技术中心搜索 ]  [ 加入收藏 ]  [ 告诉好友 ]  [ 打印本文 ]  [ 关闭窗口 ]

 
 
热点资讯
图文推荐