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通過門窗通風(fēng)和遮陽達(dá)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(fèi),在經(jīng)濟(jì)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(fèi)國。2011年用電量達(dá)到了46900億千瓦時(shí),比上一年增加了11.7%。從居住建筑來看,其用電量達(dá)到5646億千瓦時(shí),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(fù)荷時(shí),空調(diào)制冷負(fù)荷約占了1/3,超過了發(fā)電設(shè)備總?cè)萘康?0%。本篇報(bào)告,使用數(shù)據(jù)模擬的方式,定量的計(jì)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(gè)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(shí)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(jìn)行評價(jià)。針對通風(fēng)對應(yīng)產(chǎn)品,通過流體分析來計(jì)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(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的太陽光總透射比計(jì)算法來模擬分析產(chǎn)品的熱工特性。
 

  我們認(rèn)為,在需要制冷的時(shí)間段內(nèi),當(dāng)室外氣溫低于制冷設(shè)定溫度(28℃)4℃以上的時(shí)間段:即廣州(1月~4月、11月~12月)、上海(4月~5月、9月~10月)、北京(4月~5月、10月~11月),利用通風(fēng)可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能。對于室外絕對濕度,以北京地區(qū)為例,一整年的濕度都比其他地區(qū)低,通風(fēng)時(shí)向室內(nèi)流動(dòng)的氣流所帶的潛在熱負(fù)荷比其他地區(qū)小,所以通風(fēng)效果會(huì)更好。對于水平面全天太陽光輻射量以北京地區(qū)為例,4月~6月的數(shù)值比其他地區(qū)高,因此采用遮陽性能帶來的制冷負(fù)荷削減效果好。相反,廣州3月~8月的數(shù)值比其他地區(qū)的值低。根據(jù)這些地區(qū)的不同氣象條件,確認(rèn)其對通風(fēng)和遮陽效果的影響。

  5.3 計(jì)算通風(fēng)帶來的制冷能耗削減效果
  基于獨(dú)立循環(huán)型住宅開發(fā)計(jì)劃的研究成果,我們可以采用兩種不同等級的方法,來利用通風(fēng)削減制冷所需的能耗。制冷能耗減少的方法如圖10所示。

  計(jì)算求出從等級1到等級2,采用更為強(qiáng)化的節(jié)能手段時(shí),制冷能耗的削減率。積極開門窗(2等級)有以下的設(shè)定條件:

 、僦灰彝鉁囟冗m合,不只是白天,晚上也宜開門窗。

 、诿總(gè)房間不一定都有人,只要住宅有個(gè)人,會(huì)在一定時(shí)間內(nèi)(2個(gè)小時(shí))進(jìn)行門窗開閉判斷。

 、劭照{(diào)制冷的時(shí)候,也在一定時(shí)間間隔內(nèi)(白天2個(gè)小時(shí)間隔、晚上4個(gè)小時(shí)間隔)確認(rèn)室內(nèi)外氣溫、進(jìn)行門窗開閉判斷。詳細(xì)的門窗開閉、制冷判斷的流程如圖5所示。留意室外的情況,勤開閉門窗的居住方法有明顯的節(jié)能效果。

  6.空調(diào)制冷能耗計(jì)算結(jié)果
  6.1遮陽功能對空調(diào)制冷的節(jié)能效果
  采用表6中條件0與條件2的窗型建造的隔熱性能的住宅,年空調(diào)制冷能耗電量如圖6所示。年度及月度的空調(diào)制冷耗電量如表11所示。圖6中空調(diào)制冷耗電量以潛熱負(fù)荷與顯熱負(fù)荷分別表示。通過三地比較,全年基本處于空調(diào)制冷狀態(tài)下的廣州電量消耗最大,上海、北京依次遞減。由潛熱負(fù)荷產(chǎn)生的年空調(diào)制冷耗電量,北京在條件0的情況下為19%,條件2的情況下為29%、相比上海與廣州在條件0的情況下為30%,條件2的情況下為39%左右,潛能負(fù)荷差異較大。

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