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通過門窗通風(fēng)和遮陽達到的削減制冷能耗的效果

來源:中國幕墻網(wǎng)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(jīng)濟長期高度的增長環(huán)境下,已經(jīng)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(xiàn)高峰,7~9月是用電需求的最高峰。由于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變化和人民生活水平的上升,制冷空調(diào)所產(chǎn)生的用電消耗在逐年增加。從2011年的數(shù)據(jù)顯示,在每年的最大電力負荷時,空調(diào)制冷負荷約占了1/3,超過了發(fā)電設(shè)備總?cè)萘康?0%。本篇報告,使用數(shù)據(jù)模擬的方式,定量的計算居住建筑門窗的通風(fēng)效果與遮陽效果,并明確了其削減夏季空調(diào)制冷所需能耗的節(jié)能效果。并且,明確了在不同區(qū)域氣候條件下如何有效地使用門窗的方法,針對各個地區(qū)的節(jié)省空調(diào)制冷的節(jié)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(tǒng)有限公司所生產(chǎn)的各種門窗進行評價。針對通風(fēng)對應(yīng)產(chǎn)品,通過流體分析來計算出外部風(fēng)壓所帶來的通風(fēng)換氣的特性。對于遮陽產(chǎn)品,我們用ISO和中國標準所規(guī)定的太陽光總透射比計算法來模擬分析產(chǎn)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(shù)(U值)和太陽光透射比(SHGC)的計算結(jié)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(jié)能性能。

  帶有通風(fēng)·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(fēng)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(guān)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(nèi)藏百葉在內(nèi)的結(jié)構(gòu)由4層構(gòu)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(jié)果。

  4.門窗的通風(fēng)性能計算結(jié)果
  通風(fēng)時的通風(fēng)量是根據(jù)室內(nèi)外壓差和門窗的通風(fēng)性能值(流量系數(shù)【Cd】和開口面積【A】的乘積)決定的。通風(fēng)性能值,是對擁有通風(fēng)換氣功能的門窗的通風(fēng)面積,根據(jù)它的氣密試驗結(jié)果或流體分析結(jié)果計算得出的。在門窗打開的情況下,通風(fēng)性能值考慮單純的開口面積。圖1是通風(fēng)門的通風(fēng)面積的流體模擬計算結(jié)果示意圖。表7表示門窗的通風(fēng)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(fēng)性能值,確認門窗通風(fēng)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(fēng)回路網(wǎng)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?xùn)|側(cè)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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