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通过门窗通风和遮阳达到的削减制冷能耗的效果

来源:中国幕墙网收集整理  作者:齐藤 孝一郎 & 石桥 健太郎  日期:2012-12-11
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概要:中国的能源消费,在经济长期高度的增长环境下,已经成为仅此于美国的世界第二大能源消费国。2011年用电量达到了46900亿千瓦时,比上一年增加了11.7%。从居住建筑来看,其用电量达到5646亿千瓦时,比上一年增加10.8%。按各月分别的用电量来看,在冬季和夏季出现高峰,7~9月是用电需求的最高峰。由于产业结构的变化和人民生活水平的上升,制冷空调所产生的用电消耗在逐年增加。从2011年的数据显示,在每年的最大电力负荷时,空调制冷负荷约占了1/3,超过了发电设备总容量的30%。本篇报告,使用数据模拟的方式,定量的计算居住建筑门窗的通风效果与遮阳效果,并明确了其削减夏季空调制冷所需能耗的节能效果。并且,明确了在不同区域气候条件下如何有效地使用门窗的方法,针对各个地区的节省空调制冷的节能效果,提出了在用电高峰期时削减用电量的可行性。在门窗的性能方面,对威可楷爱普(上海)门窗系统有限公司所生产的各种门窗进行评价。针对通风对应产品,通过流体分析来计算出外部风压所带来的通风换气的特性。对于遮阳产品,我们用ISO和中国标准所规定的太阳光总透射比计算法来模拟分析产品的热工特性。
 

  在表6里显示从条件 0到条件 3的各个门窗(A-1~A-7)的传热系数(U值)和太阳光透射比(SHGC)的计算结果。条件O和条件2的U值,所有的窗型都满足上海的标准值。条件1和条件3的U值,除了外开门以外都能满足上海的标准值。条件2和条件3的太阳光总透射比,除了外开门以外全部满足北京最严格的标准值。接下来,我们来明确使用从条件0到条件 3的各种门窗的节能性能。

  带有通风·换气功能的窗(条件1)和条件0作比较,虽然保温性能低了0.1~0.4 W/(㎡·K),遮阳性能则高了0.01~0.13。这是由于门窗安装了通风装置后,保温性能较好的玻璃的面积变小,而保温性能较差的铝框面积则变大的关系。安装遮阳装置的门窗(条件2)和条件0作比较,保温性能提高了0.3~0.7 W/(㎡·K),遮阳性能也提高了0.29~0.37,这是由于包括内藏百叶在内的结构由4层构成,提高了保温性,并且由于百叶的作用提高了遮阳性能的结果。

  4.门窗的通风性能计算结果
  通风时的通风量是根据室内外压差和门窗的通风性能值(流量系数【Cd】和开口面积【A】的乘积)决定的。通风性能值,是对拥有通风换气功能的门窗的通风面积,根据它的气密试验结果或流体分析结果计算得出的。在门窗打开的情况下,通风性能值考虑单纯的开口面积。图1是通风门的通风面积的流体模拟计算结果示意图。表7表示门窗的通风特性值。

  5.建筑物采暖制冷能耗计算方法
  采用表6中所列出的不同门窗的热工性能值和表7中门窗的通风性能值,确认门窗通风性能和遮阳性能对住宅制冷能耗的影响。计算中采用了建筑能耗模拟算软件TRNSYS Ver.17和通风回路网计算模块TRNFlow 。

  5.1 计算对象建筑
  图2表示的是某集合住宅南面的整体立面图。其中选取了8层东侧的户型作为本次计算对象。住宅的平面图和窗型开口如图3中所示,红色虚线圈起的户型是本次计算对象,与隔壁户型或公共楼梯间相间隔的墙体作为本次计算的热工边界。

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