299 夏熱冬冷地區(qū)外窗遮陽系數(shù)對建筑能耗的影響

1、夏熱冬冷地區(qū)外窗遮陽系數(shù)對建筑能耗的影響南京工業(yè)大學(xué)暖通工程研究所程建杰揚帆摘要為了分析不同方向外窗遮陽系數(shù)對建筑能耗的影響，使用清華大學(xué)的建筑能耗模擬軟件DeSTh，以南京為例建立一住宅建筑模型，分析不同方向外窗遮陽系數(shù)對建筑能耗的影響，研究不同朝向的外窗遮陽系數(shù)變化對建筑能耗的影響時，動態(tài)模擬得到相應(yīng)外窗遮陽系數(shù)與能耗關(guān)系的數(shù)據(jù)。結(jié)論：整棟建筑各向外窗平均外窗綜合遮陽系數(shù)每減小0.1，全年耗電量減小2.7%；節(jié)能潛力較大。關(guān)鍵詞夏熱

2、冬冷遮陽節(jié)能我國夏熱冬冷地區(qū)包括16個省、市、自治區(qū)，約有5.5億人口，是中國人口最密集，經(jīng)濟發(fā)展速度較快的地區(qū)[1]。夏季濕熱、冬季陰冷潮濕是該地區(qū)的基本氣候特征之一。為了保證該地區(qū)建筑物的室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量，國家頒布了《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》，提出在保持同樣室內(nèi)熱環(huán)境條件時，采暖空調(diào)的能耗要比以前未采取保溫隔熱措施的傳統(tǒng)居住建筑節(jié)能50%。建筑遮陽是通過避免陽光直射室內(nèi)或是建筑物的外圍護結(jié)構(gòu)，從而防止室內(nèi)過熱和眩光的產(chǎn)生，以

3、及保護物品而采取的一種必要的隔熱、防熱措施。建筑內(nèi)遮陽和外遮陽在隔熱性能上有著很大的差異。內(nèi)遮陽由于構(gòu)件位于室內(nèi)，約50%熱輻射可以直接透過玻璃進入室內(nèi)，并以長波輻射和對流的形式向室內(nèi)散熱，這些熱量難以再次透過玻璃返回室外，由此形成溫室效應(yīng)。與之相比，外遮陽將主要的太陽輻射擋在室外，到達(dá)玻璃的熱輻射(特別是直接輻射)量很少，一般僅有約15%的熱量進入室內(nèi)，對室內(nèi)溫度的影響也較小[23]。從阻擋輻射熱進入室內(nèi)和建筑節(jié)能的角度來講，外遮陽的

4、性能要遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于內(nèi)遮陽。為了分析不同方向外窗遮陽系數(shù)對建筑能耗的影響，本文使用清華大學(xué)的建筑能耗模擬軟件DeSTh，以南京為例建立一住宅建筑模型，研究某一方向外窗遮陽系數(shù)變化對建筑能耗的影響，動態(tài)模擬得到相應(yīng)外窗遮陽系數(shù)與能耗關(guān)系的數(shù)據(jù)。1建筑模型1.1物理模型建筑為6層條式居住建筑，計算高度18m，體形系數(shù)為0.295，東向、西向、南向及北向窗墻比為0.09、0.08、0.34、0.23。表1建筑模型有關(guān)熱工參數(shù)建筑模型有關(guān)熱工參數(shù)部位

5、平均傳熱阻（㎡KW）熱惰性指標(biāo)備注外墻體1.093.15考慮熱橋后平均值屋面1.463.42外窗13.4綜合遮陽系數(shù)為0.7陽臺門窗（開敞）13.4綜合遮陽系數(shù)為0.5陽臺門窗（封閉）11.8綜合遮陽系數(shù)為0.5磚墻0.663.40分戶墻砼墻0.372.48分戶門11.5普通樓面0.321.49圖3南向外窗遮陽系數(shù)對耗冷量指標(biāo)的影響（2）東向外窗遮陽系數(shù)與能、電耗的關(guān)系從圖4中可看出，東向外窗遮陽系數(shù)從0.5增大到0.8，全年空調(diào)能耗增

6、大3.3%，全年采暖能耗減少2.2%，全年耗電量增大2.3%。與南向相比，東向外窗遮陽系數(shù)變化對采暖空調(diào)能耗的影響要小很多，并且全年耗電量的變化也只有南向的一半左右。這主要是因為東向空調(diào)房間數(shù)比南向空調(diào)房間數(shù)少很多，所以，其對全年耗電量的影響小于南向也就不足為怪了。東向外窗遮陽系數(shù)對采暖空調(diào)能耗的影響在0.5～0.7之間要稍大于0.7～0.8之間。圖5及圖6分別表示東向外窗遮陽系數(shù)對耗熱量指標(biāo)和耗冷量指標(biāo)的影響。圖4東向外窗遮陽系數(shù)對能

7、、電耗的影響圖5東向外窗遮陽系數(shù)對耗熱量指標(biāo)的影響圖6東向外窗遮陽系數(shù)對耗冷量的影響（3）西向外窗遮陽系數(shù)與能、電耗的關(guān)系從圖7中可看出，西向外窗遮陽系數(shù)從0.3增大到0.8，全年空調(diào)能耗增大3.6%，全年采暖能耗減少3.5%，全年耗電量增大2.2%。與東向的全年耗電量增加率基本相等，但西向外窗遮陽系數(shù)一般不會小于0.3，否則，采光效果就相對較差。遮陽系數(shù)從0.5增大到0.8，全年空調(diào)能耗增大2.4%，全年采暖能耗減少2.5%，全年耗電

8、量增大1.4%?？梢悦黠@看出，降低西向外窗遮陽系數(shù)對降低全年耗電量不明顯，效果差于東向及南向。這與我們通常認(rèn)為的“西曬”這一觀念不一樣，其原因與文獻(xiàn)5中提到的西向窗墻比變化對建筑能耗的影響要小于東向一致。但文字說明方面稍有差異，因此，將原因闡述如下：“西曬”一般是指夏季西向窗戶或外墻受陽光直射輻射并引起室內(nèi)溫度升高，透過窗戶的輻射直接增加空調(diào)能耗，而通過墻體衰減的溫度波要延遲到晚上20：00左右才引起空調(diào)能耗的增加，此時室內(nèi)外溫度均有所