空调建筑围护结构设计中的建筑节能

发表于2005-07-27     1590人浏览     1人跟帖     总热度:46  

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 发表于2005-07-27   |  只看该作者      

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由表1可以看出:
(1) 玻璃幕墙(窗)因太阳辐射而产生的日射冷负荷为主要负荷。玻璃幕墙应以防辐射为主,如遮阳等。
(2) 15cm厚加气混凝土墙围护结构的热与6mm厚镀膜玻璃的相比,大为减少,若将玻璃幕墙换成加气混凝土墙,则冷负荷减少53W/m2,减少63%。
(3) 三种代表性墙材中,新型墙材热阻最大,围护结构引起单位面积冷负荷最小,建筑能耗最低。
(4) 传统的18cm烧结砖墙,与新型墙材比较,热阻仍然偏低,夏季不足以防御室外热浪对室内热环境的入侵;加之浪费土地,消耗资源,污染环境,被新墙体取代,是墙体发展的必然。
(5) 增加墙体热阻在一定程度上降低空调负荷,增加了墙体隔热能力。但墙体热阻大到一定程度时,由于不利于晚间室内散热,将引起空调负荷升高,这是需要引起注意的。
2.2 窗户面积与遮阳情况
窗户的热工特性对空调建筑物的能耗影响很大,是夏季建筑热工设计的关键。由于窗的传热系数高,隔热能力差,单位面积玻璃窗得热量比墙体高得多,一般为墙体的5~20倍。室外热空气也通过窗缝隙渗透入室,使得玻璃窗得热量占整个围护结构热量的40%以上[4]。热量通过窗户传至室内,主要是通过玻璃导热、太阳辐射、空气渗透等途径实现的。这些途径都与窗子大小有关,窗子面积与空调负荷大小成线性关系。浙江大学曾选择一座旅馆作研究对象,研究外窗大小对空调负荷的影响,结论是:在房间朝向、墙体热阻、热容量、遮阳系数等热工特性相同前提下,50%窗墙比的房间与30%窗墙比的房间相比,设计日冷负荷增加25%~42%。运行负荷增加17%~25%。因此,大面积玻璃窗对空调冷负荷增加很大。从节能的角度出发,围护结构外窗面积取小值对空调负荷的降低是有利的,但窗太小将使建筑物室内采光通风等受到影响,因此,《热工设计标准》中规定窗墙比在0.3以下,但南面朝向可放宽到0.35,这是因外窗朝向不同,接受到太阳辐射热量多少也不同,根据太阳在天空中运行规律,冬季南向墙面将得到最大的太阳辐射热量,而夏季却是东、西墙面。因此,房间外窗面积大,开窗多的一面正对冬季太阳辐射强度大的南向方位,而把房屋外墙面积小,不开窗或开窗少的一面朝向夏季太阳辐射强度大的东、西方位,使得外窗在冬季太阳辐射强度大的南面,有较大的辐射得热面;而夏季太阳辐射大的西面,有最小的窗玻璃隔热面,这样按朝向不同布置开窗面,有利于房屋夏季隔热,冬季保温。由于南方夏季季候风盛,且多吹东南风,房屋南窗面积的开大,有利于利用自然风散热除湿,及晚间自然降温。由于太阳辐射是窗子得热的一个主要途径之一,因此,改进窗子遮阳特性,能较大幅度地降低空调负荷,特别是运行负荷,约能降低16%~29%[5]。
2.3 屋顶隔热
在围护结构墙体、门窗、屋面、地面四大构件中,屋面的保温隔热能力是最值得引起关注的。南方炎热地区往往因夏季屋面得热量大而引起顶层住宅室内环境恶化,使得空调冷负荷升高。南方地区纬度较低,太阳辐射高度角大,如广州地区太阳辐射高度角几乎等于90°,阳光直射屋顶平面,几乎完全暴露在阳光的强烈照射下。辐射强度大,日照时间长,表面温度高,最高可达60℃,对屋顶结构设计必须采取良好隔热措施,才能减轻通过屋面对室内的大量传热。
常用且隔热效果明显的措施有:通风屋面、夹心隔热保温及生态型建筑屋面隔热技术,后者为绿色建筑,符合国家可持续发展战略,是最具发展潜力的建筑隔热技术。生态型隔热技术为利用水的蒸发和植被对太阳能的吸收、转化作用而降温,能将照射到屋顶的太阳辐射热进行自我良性化解,从而降低屋顶表面传热,减少屋顶向室内传热。如蓄水屋顶,是利用水蒸发时需要大量汽化热,把太阳辐射到水面上的热量转化为汽化热而消耗掉;植被屋顶的攀缘植物有紫藤,牵牛花,灯烛花,使它攀爬上架或直接攀附于屋面上,让屋面具有良好的夏季隔热能力和冬季保温能力,而使建筑物具有较好的热稳定性。
3 结 论
(1) 建筑物热环境舒适性与建筑节能是一对固有矛盾,化解这一矛盾使建筑物具有良好的热工特性是最有效措施之一。
(2) 改善建筑物围护结构热工特性,主要是通过增大外墙体热阻,使窗户具有较好的朝向,较合适的窗墙比以及提高屋面保温隔热能力等途径来实现。
(3) 由围护结构外墙传热Q=K・F(Tτ-Tn)可知,墙体得热与传热系数K、外墙面积F成正比。外墙体面积大,占整个围护结构面积50%以上。当建筑物体形系数确定时,外墙面积也随之确定。因此,要减少传热量Q,只有降低传热系数K。新型墙材拥有较大的热阻,是建筑节能墙体之首选,应大力推广。
参考文献
1 邹 平,电力市场再次倒戈。大众用电,2000,(9):4~7
2 杨善勤,民用建筑节能设计手册。北京:中国建筑工业出版社.1999.28~29
3 李 峰,高层建筑外墙体与空调节能。制冷,1998,(1):22~27
4 聂玉强,夏热冬暖地区室内空调品质改善与节能。洁净与

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