3 .冬夏季累积评价法的公式推导
由于不同朝向窗在不同时刻的热工环境不同,而瞬时得热方法不能评价长期的性能,所以,可采用把冬季或夏季门窗的逐时得热进行累积,进而得到长期的热工性能评价公式,本研究称其为“冬夏季累积评价法”。
假设春季和秋季不需要采暖和空调,同时,夏季室外温度低于26°C时不开空调,冬季室外温度高于18℃时不采暖。根据武汉市典型建筑气候参数,经导入SQL Server20O5数据库平台进行数据分析,获得冬季室外气温低于18℃情况下室内外温差总和(-35025.2h℃),夏季室外气温高于26°C情况下室内外温差总和(13408.2h℃),建筑东、南、西、北四个朝向冬季、夏季太阳能总辐射强度,从而获得冬夏季各朝向的累积相对得热公式。例如,夏季南向门窗能效公式为:
4.冬夏季累积评价法的验证和应用
4.1 验证 按照上述公式6到公式9,代入我国夏热冬冷地区居住建筑节能标准和美国ASHRAE、Energy star类似气候区的门窗热性能参数,对于南北朝向窗面积是东西朝向窗面积6倍的住宅,总的潜在能耗RHG(冬,夏)如表4-1所示,因为经能源之星节能门窗认证的门窗比美国建筑节能标准规定的门窗节能至少25%,本文中也以其为基准,与Energy Star的RHG(冬,夏)的比值ER列于最后―列,可见,Energy star节能门窗ER值低,耗能最小,说明本研究得出的冬夏季累积评价法公式在评价门窗热工参数方面有效。
4.2 各朝向的门窗热工参数的比较 根据冬夏季累计评价法所得的公式,还可以得出如下基本结论 。
第一,夏热冬冷地区外窗的传热系数越低越好。
对于东、南、西、北四个方向窗面积相同情况下,得到SHGC=0.2、 0.25、 0.30、 0.35、 0.40、 0.45、0.50、0.55和0.6的门窗冬夏季得热曲线,见图3。可见,传热系数降低利于夏季降低空调能耗,也利于冬季提高太阳能得热;SHGC=0.2日寸夏季太阳能得热最低,sHGC=0.6时冬季太阳能得热最高,在SHGC取值方面,武汉的冬季和夏季存在互斥,需要按照朝向更进―步进行确定。
第二,南向窗与其它朝向窗冬夏季累积潜在能耗随sHGC增高而减少,其他朝向则相反。
夏季门窗太阳能得热越低越有利于降低空调能耗,而冬季门窗太阳能得热越高越利于节能,以武汉为例,从门窗冬夏季门窗得热曲线可以看出,夏季门窗得热随着sHGC增加而增加,冬季门窗得热随着SHGC增加而减少。夏季得热与冬季得热的差值用来表示门窗的冬夏季潜在耗能,潜在耗能指标越小越好,南向和西向潜在能耗曲线如图4和图5。
南向窗冬夏季潜在耗能曲线族中,SHGC=0.8时潜在耗能指标最低,并随着sHGC降低而升高,冬季和夏季综合来看,南向窗的SHGC越大越节能。而其他三个朝向窗具有相反规律,潜在耗能指标随SHGC降低而降低。 上一页1234下一页 |