3.4保溫及遮陽性能的計算方法和結果
本文依據(jù)
建筑門窗玻璃幕墻熱工計算規(guī)程JGJ/T151-2008,通過對窗框部截面進行模擬,計算出窗的熱工性能值(傳熱系數(shù)、
太陽光總透射比)。通過簡化截面圖,構建模擬模型,再通過穩(wěn)態(tài)2元傳熱解析求得窗框部的傳熱系數(shù)。解析所用的軟件是由LBNL(Lawrence BerkeleyNationalLaboratory)和 NFRC(National Fenestration Rating Council ncOrporated)開發(fā)的[WlNDOW]和[THERM]軟件。
YKK AP斷橋鋁合金系列LD50及遮陽節(jié)能鋁合金門的外框部等溫圖、傳熱系數(shù)結果如表格3所示。表格4則是這兩種窗型的傳熱系數(shù)(K值)和遮陽系數(shù)(SC)的計算結杲。例1是單獨采用普通中空玻璃和斷橋鋁合金型材時的計算結果。而例2滿足江蘇省遮陽性能標準中最高等級的遮陽節(jié)能鋁合金門窗。本文將計算并比較,分別使用普通斷橋鋁合金LD50和遮陽節(jié)能鋁合金門窗的住宅節(jié)能效果。
3.5建筑物采暖及空調(diào)能耗計算方法和結果
采用表4中各個例子的熱性能值,計算不同的窗對住宅采暖、空調(diào)能耗的影響。計算建筑物采曖、空調(diào)能耗所使用的是以EnergyP丨us作為引擎的建筑物能量模擬程序DesignBuilder Ver,1.5(DesignBui der Software Ltd)。
3.5.1計算對象
本計算以圖3中圈出的公寓住宅大樓南側八樓最外側的住戶為計算對象。平面圖和窗的配置參照平面戶型圖圖4。鄰戶以及樓梯間視為絕熱界限。圖5表示從南側觀看的計算對象的立體圖。
所有計算部位的外墻都看作是相同的,采用30mm擠塑泡沫
塑料作為
隔熱材料。通風次數(shù)、采暖、空調(diào)能耗設定溫度遵從各個地區(qū)的居住
建筑節(jié)能設計標準。設定值參照表5。在這里設定凌晨0點到5點;工作日的9點到17點時間段空調(diào)不運行。
3.5.2各地氣象數(shù)據(jù)
根據(jù)氣象條件的不同,采暖、制冷所需能耗也不同。基于各地不同的氣象數(shù)據(jù),模擬計算時采用對能耗有影響的平均室外氣溫、垂直面直接照射量、水平面擴散照射量的各月累計值,各數(shù)值參照圖6。以北京、南京、廣州為例,在冬季1月份的三地平均室外氣溫的差異為10℃左右,到了夏季的7月,三地間幾乎沒有差異。年度垂直面直接照射量北京最大,而相對的水平面擴散照射量北京最小。這是因為在北京,大氣中的水蒸汽等直接擴散照射的物質(zhì)比其他地區(qū)都少得緣故。
3.5.3采暖、空調(diào)能耗計算結果
把一年的氣象變化數(shù)據(jù)應用到住宅上,計算出一年的熱量流入和熱量損失,再換算成空調(diào)耗電量。
表格4中的普通LD50及遮陽節(jié)能鋁合金門窗的節(jié)能效果對比正如圖7所示。根據(jù)上訴計算條件,通過解析我們計算出了南京、廣州、北京地區(qū)建筑每戶的年用電量。具體計算結果如下:江蘇省處于夏熱冬冷氣候地區(qū),所以在華北、華東、華南三個地區(qū)中的用電量最大。比較一年的用電量,夏季制冷時的用電量大于冬季采暖時的用電量。與普通LD50門窗相比,采用遮陽節(jié)能鋁合金門窗的情況下,江蘇省南京市每戶每年可減少10%的用電量。若單獨比較制冷時的用電量,廣州可減少12%,南京減少16%,北京減少21%。可見遮陽節(jié)能鋁合金門窗的節(jié)能效果在寒冷地區(qū)、夏熱冬冷地區(qū)的效果更加顯著。
南京制冷時的用電量占全年用電量的55～59%,而北京只占29%～34%。這是因為北京的制冷設定溫度為29℃ ,如果把室內(nèi)制冷設定溫度改為
26℃的話,每年的制冷用電量會跟廣州一樣。
根據(jù)上訴分析,證實了包括江浙滬在內(nèi)的華東和華南地區(qū)夏季門窗的遮陽功能和遮陽性能的必要性。因此向全國推廣可提高夏季節(jié)能效果的遮陽節(jié)能鋁合金門窗是非常重要的。
（四）結果總結
本文通過對符合不同地區(qū)節(jié)能標準的門窗:以及相關的遮陽門窗系統(tǒng)進行熱工性能計算,并進行住宅的能耗模擬計算,明確了采用YKK AP的門窗對降低住宅采暖、空調(diào)能耗的效果是很明顯的。從而得到以下結論:
① 通過對遮陽節(jié)能鋁合金門窗的保溫性能和遮陽性能進行實際的檢測,其結果顯示,遮陽節(jié)能鋁合金門窗在百葉全閉狀態(tài)下,遮陽系數(shù)超為SC=O.24,保溫性能為K＝2sW/m2·K而在百葉開啟45° 狀態(tài)下,遮陽系數(shù)為SC=0.31,保溫性能為K=26W/m2· K,實現(xiàn)了高保溫高遮陽的性能要求。
② 在使用遮陽節(jié)能鋁合金門窗的住宅,在江蘇省每年可節(jié)省10%的用電量,在夏季制冷時的用電量更是節(jié)省16%以上。可以有效推進以夏熱冬冷為主要氣候特點的華東地區(qū)的建筑節(jié)能。
③ 在不需要高保溫性能的更為溫暖的夏熱冬暖地區(qū),以廣州為例,可是實現(xiàn)節(jié)省用電量12%,遮陽節(jié)能鋁合金門窗可以更多的實現(xiàn)空調(diào)能耗的節(jié)省。
④ 在寒冷地區(qū),冬季保溫仍然是節(jié)能的主要手段,但是通過分析可以看到,通過使用遮陽節(jié)能鋁合金門窗,通過遮陽性能的提升降低了夏季的制冷能耗,通過保溫性能的提升降低了冬季的采暖能耗,總體節(jié)省了8%的用電量。今后,國家對建筑節(jié)能將會更加重視,各種政策的實施也將接踵而至。為了中國建筑領域更好的發(fā)展,我們YKK AP還將繼續(xù)積極響應相關的法律、法規(guī)及標準,正確把握窗的熱工性能和其對各地區(qū)建筑物節(jié)能效果的影響,開發(fā)更多更好符合中國市場的產(chǎn)品,為推進中國的建筑節(jié)能事業(yè)做出貢獻。
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