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通過門窗通風和遮陽達到的削減制冷能耗的效果

來源:中國幕墻網收集整理  作者:齊藤 孝一郎 & 石橋 健太郎  日期:2012-12-11
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概要:中國的能源消費,在經濟長期高度的增長環境下,已經成為僅此于美國的世界第二大能源消費國。2011年用電量達到了46900億千瓦時,比上一年增加了11.7%。從居住建筑來看,其用電量達到5646億千瓦時,比上一年增加10.8%。按各月分別的用電量來看,在冬季和夏季出現高峰,7~9月是用電需求的最高峰。由于產業結構的變化和人民生活水平的上升,制冷空調所產生的用電消耗在逐年增加。從2011年的數據顯示,在每年的最大電力負荷時,空調制冷負荷約占了1/3,超過了發電設備總容量的30%。本篇報告,使用數據模擬的方式,定量的計算居住建筑門窗的通風效果與遮陽效果,并明確了其削減夏季空調制冷所需能耗的節能效果。并且,明確了在不同區域氣候條件下如何有效地使用門窗的方法,針對各個地區的節省空調制冷的節能效果,提出了在用電高峰期時削減用電量的可行性。在門窗的性能方面,對威可楷愛普(上海)門窗系統有限公司所生產的各種門窗進行評價。針對通風對應產品,通過流體分析來計算出外部風壓所帶來的通風換氣的特性。對于遮陽產品,我們用ISO和中國標準所規定的太陽光總透射比計算法來模擬分析產品的熱工特性。
 

  在表6里顯示從條件 0到條件 3的各個門窗(A-1~A-7)的傳熱系數(U值)和太陽光透射比(SHGC)的計算結果。條件O和條件2的U值,所有的窗型都滿足上海的標準值。條件1和條件3的U值,除了外開門以外都能滿足上海的標準值。條件2和條件3的太陽光總透射比,除了外開門以外全部滿足北京最嚴格的標準值。接下來,我們來明確使用從條件0到條件 3的各種門窗的節能性能。

  帶有通風·換氣功能的窗(條件1)和條件0作比較,雖然保溫性能低了0.1~0.4 W/(㎡·K),遮陽性能則高了0.01~0.13。這是由于門窗安裝了通風裝置后,保溫性能較好的玻璃的面積變小,而保溫性能較差的鋁框面積則變大的關系。安裝遮陽裝置的門窗(條件2)和條件0作比較,保溫性能提高了0.3~0.7 W/(㎡·K),遮陽性能也提高了0.29~0.37,這是由于包括內藏百葉在內的結構由4層構成,提高了保溫性,并且由于百葉的作用提高了遮陽性能的結果。

  4.門窗的通風性能計算結果
  通風時的通風量是根據室內外壓差和門窗的通風性能值(流量系數【Cd】和開口面積【A】的乘積)決定的。通風性能值,是對擁有通風換氣功能的門窗的通風面積,根據它的氣密試驗結果或流體分析結果計算得出的。在門窗打開的情況下,通風性能值考慮單純的開口面積。圖1是通風門的通風面積的流體模擬計算結果示意圖。表7表示門窗的通風特性值。

  5.建筑物采暖制冷能耗計算方法
  采用表6中所列出的不同門窗的熱工性能值和表7中門窗的通風性能值,確認門窗通風性能和遮陽性能對住宅制冷能耗的影響。計算中采用了建筑能耗模擬算軟件TRNSYS Ver.17和通風回路網計算模塊TRNFlow 。

  5.1 計算對象建筑
  圖2表示的是某集合住宅南面的整體立面圖。其中選取了8層東側的戶型作為本次計算對象。住宅的平面圖和窗型開口如圖3中所示,紅色虛線圈起的戶型是本次計算對象,與隔壁戶型或公共樓梯間相間隔的墻體作為本次計算的熱工邊界。

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