上海地區(qū)建筑節(jié)能分析

來源:《節(jié)能》　作者:李懷玉　日期:2007-1-26
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　　摘要：利用分析軟件DOE-2分別對外墻保溫、屋面保溫及窗墻面積比進(jìn)行了能耗模擬分析，提出合理的選擇范圍并介紹了上海地區(qū)天然冷熱源利用的設(shè)備和空調(diào)方案及其可利用的節(jié)能空調(diào)方案。
　　關(guān)鍵詞：建筑；上海地區(qū)；節(jié)能分析；能耗模擬；DOE-2
　　中圖分類號：TU111．4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：

5 改變窗墻比能耗模擬
與圍護(hù)墻體相比較，窗戶是輕質(zhì)薄壁結(jié)構(gòu)，是建筑保溫、隔熱的薄弱環(huán)節(jié)。據(jù)調(diào)查，目前我國窗戶的面積大約占建筑面積的1／4，外圍護(hù)結(jié)構(gòu)面積的1／6，單層普通玻璃窗的采暖空調(diào)能耗約占建筑冬季采暖或夏季空調(diào)降溫能耗的40％以上。因此窗戶是建筑節(jié)能的關(guān)鍵部位，是節(jié)能技術(shù)的重點(diǎn)所在。表4～表7是建筑各個(gè)朝向不同窗墻比(窗墻面積比)的能耗模擬結(jié)果。

表4 東面不同窗墻比及其能耗情況

表5 西面不同窗墻比及其能耗情況表

表6 南面不同窗墻比及其能耗情況

表7 北面不同窗墻比及其能耗情況

    從模擬結(jié)果看出，四個(gè)方向的窗墻比減小都會(huì)使能耗降低，但各個(gè)方向的窗墻比對能耗的影響不一樣，隨窗墻比減小而能耗降低的程度也不一樣。制冷量都是隨窗墻比減小而降低，但供熱量除北面墻上的窗戶外，都是隨窗墻比的減小反而上升，只有北面墻上的窗戶是隨窗墻比減小而減小。

    由表4知，東面墻上的制冷量的降低和供熱量的增加都非常緩慢，可以認(rèn)為該面墻上的窗墻比對建筑能耗影響較小，但從節(jié)能的角度出發(fā)，在滿足采光、通風(fēng)換氣的情況下還是取較小的窗墻比為宜。

    從表5看出，西面墻窗墻比對冷、熱量的影響較東墻明顯，從總耗能來看，窗墻比減小0．1，總耗能就減少50W／m2，相當(dāng)于東面墻的10倍，節(jié)能效果顯著。因此，應(yīng)該嚴(yán)格控制該面墻上的窗墻比。

    從表6知，南面墻在窗墻比大于0．17時(shí)，制冷量及供熱量隨窗墻比的減小變化顯著，相當(dāng)于窗墻比每減小0．1，能耗減小10W／m2。在窗墻比小于0．17之后，再減小對節(jié)能也沒有太大的效果了。在建筑設(shè)計(jì)規(guī)劃中應(yīng)限制南面的窗墻比，對住宅建筑規(guī)范要求不超過0．35。但也不能一味地限制，這樣會(huì)影響建筑設(shè)計(jì)師的構(gòu)想，限制建筑外觀的多樣性。

    與其他三面墻的窗戶不同，北面制冷量和供熱量都隨窗墻比的減小而顯著減小，從表7可以看出，且在窗墻比大于0．14時(shí)，變化顯著，相當(dāng)于窗墻比每減小0．1，制冷量減少210W／m2，供熱量減少110W／m2，總能耗減少80W／m2，以后趨于緩和。比起南面窗，影響更為顯著。因此，北面的窗墻比應(yīng)該給予限制，在相同的窗墻比情況下，北面墻的能量損耗更大。但如果北面的窗墻比與南面的窗墻比相差過大，不利于穿堂風(fēng)的形成。

    綜合分析各面墻上窗墻比的影響結(jié)果，可以看出，在窗墻比相同的情況下，北面墻的能耗損失最大，其次是東面，南面，西面。對東、西面墻的窗墻比應(yīng)該控制得比南、北面墻上的窗墻比小。實(shí)際工程中，應(yīng)該綜合考慮各個(gè)方面的因素，使其既能滿足外觀、采光、通風(fēng)等要求，又盡可能地起到節(jié)能的效果。

　　
    6 天然冷熱源利用及可利用的節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)方案
    上海水源非常豐富，因此，考慮利用江水和海水作為空調(diào)用冷源，使用水源熱泵空調(diào)機(jī)組。水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)由于能夠利用蘊(yùn)藏在海水、江水中的巨大熱能資源，近年來在許多沿海、沿江城市，正受到人們越來越多的關(guān)注。由于江水和海水的溫度一年四季相對穩(wěn)定，一般為10～25℃，冬季比環(huán)境空氣溫度高，夏季比環(huán)境空氣溫度低，是很好的熱泵熱源和空調(diào)冷源。這種溫度特性使得水源熱泵的制冷、制熱系數(shù)可達(dá)3．5～5．5。試驗(yàn)證明，利用水源熱泵冷暖空調(diào)裝置作為建筑供熱采暖和降溫空調(diào)，制冷降溫至少可比常規(guī)空調(diào)設(shè)備(水冷機(jī)組或風(fēng)冷機(jī)組)節(jié)省綜合費(fèi)用50％以上(不包括水資源費(fèi))，其次，水源熱泵空調(diào)環(huán)境效益顯著，水源熱泵的污染物排放與空氣源熱泵相比，相當(dāng)于減少40％以上，與電供暖相比，相當(dāng)于減少70％以上，如果結(jié)合其他節(jié)能措施節(jié)能減排會(huì)更明顯。因此，在該地區(qū)充分發(fā)展水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)，有著相當(dāng)大的意義和潛力。

    燃?xì)鉄岜每照{(diào)也是上海地區(qū)較為合適的空調(diào)系統(tǒng)方案。近年來，上海市政府大力鼓勵(lì)燃?xì)饪照{(diào)的應(yīng)用。

    燃?xì)饪照{(diào)是一種穩(wěn)定的天然氣消耗設(shè)備，用氣低谷在夏季。城市電力、燃?xì)庑枨蠓骞戎g具有良好的互補(bǔ)性，所以燃?xì)饪照{(diào)不僅能夠削減電力高峰負(fù)荷，減少電力投資，亦能對燃?xì)馄鸬教罟鹊淖饔�，同時(shí)提高了燃?xì)夤芫W(wǎng)的利用率。在上海地區(qū)發(fā)展燃?xì)饪照{(diào)可以說是一舉兩得，既緩解了高峰期的電力緊張，又改善了城市的能源結(jié)構(gòu)。

    盡管燃?xì)鉄岜每照{(diào)在我國目前還處于應(yīng)用初始階段，但是在上海市政府的大力支持和鼓勵(lì)下，推出了一系列優(yōu)惠政策；另外燃?xì)夤疽矊?shí)行優(yōu)惠氣價(jià)，以鼓勵(lì)燃?xì)饪照{(diào)的應(yīng)用；再加上西氣東輸工程的完善，可以預(yù)計(jì)，燃?xì)鉄岜每照{(diào)在上海的應(yīng)用具有巨大的市場潛力。

　　參考文獻(xiàn)
    [1]付祥釗．中國夏熱冬冷地區(qū)建筑解節(jié)能技術(shù)[J]．保溫材料與節(jié)能，2000，(6)：13-17．
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    [4]傅允準(zhǔn)，等．燃?xì)鉄岜每照{(diào)在上海住宅應(yīng)用的可行性[J]．天然氣工業(yè)，2005，25(11)：115-118，
   作者簡介：李懷玉(1982-)，男，貴州遵義人，在讀碩士，研究方向：供熱、供燃?xì)狻⑼L(fēng)及空調(diào)工程。

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