对于中国东部窗户能耗模拟及节能分析

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1、第$4卷第4期南京工业大学学报FGH/$4IG/4J$&&$年2月JK.LI0MKNI0IJOIP.IOFQLRO-SKN-QTUIKMKPSWH@$&&$VVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVV中国东部窗户能耗模拟及节能分析"魏玲!何嘉鹏!阎丽萍#南京工业大学城市建设与安全环境学院!江苏南京$%&&&’(摘要)分析了窗户热传递传热及太阳辐射得热的传热计算模型*依据南京地区典型年逐时气象参数!采用计算机逐时模拟得到窗户由热传递传热及太阳辐射引起的全年逐月能耗!得出减少南京地区全年空调建筑物由热传递

2、及太阳辐射引起的窗户能耗的+条措施)%(建筑物长为南北向!宽为东西向!使得东西向窗户面积尽可能减少,$(增加窗户或玻璃层数,+(用塑窗代替钢窗*关键词)逐时气象参数,空调建筑,窗户能耗中图分类号)-.%%%/%’文献标识码)0文章编号)%12%3214+#$&&$(&43&&2&3&4室外气象条件通过围护结构传热产生的负能耗*#%(以单层钢窗为例!分析了各个朝向窗荷在空调负荷中占有重要的比例!所以建筑节户太阳辐射逐月得热情况*由于太阳辐射强度能在建筑设计中具有较大的节能潜力*外扰通朝向分布的不均匀性!东西向窗户太阳辐射得过围护结构的热传递过程主要有玻璃窗传热5热量比南北向要高得多*#$(对

3、单层窗#单框单风渗透5墙壁的不稳定传热和屋顶传热*窗户通玻窗和单框双玻窗(与双层窗进行逐月能耗比过4个基本途径影响建筑物耗能!分别是热传较!窗户使用+::厚度的普通玻璃*双玻窗或递5太阳得热5空气渗透及日照6%7双层窗由于里外两层玻璃之间的空气夹层!传*本文通过逐时负荷计算机模拟研究如何减少窗户由于热传热能力大大下降!隔热能力增强*#+(窗户按窗递及太阳得热引起的能耗*框材料分成钢窗5铝窗5塑窗5木窗*不同材料的我国东部地区属于寒冷地区!以南京地区窗框!其成本5强度5传热及渗透性能不同*铝窗为例!室外气温在冬季经常处于89以下!建筑在传热性能方面与钢窗接近!塑窗在传热性能外窗是建筑保温中最

4、薄弱的环节!外窗保温性方面与木窗接近!对钢窗和塑窗进行了逐月传能的高低日益受到人们广泛关注*而传统的建热比较*塑窗的传热热阻比钢窗大!塑窗比钢窗筑物一般均使用单层钢窗!传热量很大!室内热的隔热能力强*环境很差*随着该地区经济的快速发展!人们对建筑物能耗的计算方法有)#%(度日室内舒适性要求与日俱增!因而该地区许多办#;<=><<;?@A(法!#$(满负荷当量运行时间#BC(公楼5医院5商场等公共场所拥有采暖设施*为法,#+(负荷频率表法,#4(计算机逐时模拟计算了减少空调负荷!在冬季!空调房间室内外温差法等6$7*本文采用第四种方法!即在已知%?中D很大!需要考虑如何减小通过窗户的温差传热

5、21&E的逐时的气象参数的条件下!可以逐时计量!并增加窗户的太阳辐射得热量,在夏季!空算通过窗户的传热量*把每月逐时的计算结果调房间室内外温差较小!由温差传热引起的传予以迭加!就能得到全月得热#或耗热(的估算热量较小!主要考虑如何减少从窗户进入室内值*这一计算是逐时进行的!但是计算得到的每的太阳辐射得热量*一逐时值本身无甚意义!需要的只是累计值*在本文从下面+个方面研究了南京地区全年作逐时负荷计算时应当考虑实际的气象情况空调建筑物由于热传递及太阳得热引起的窗户#晴天5阴天或雨天以及每一时刻的风速和风向"收稿日期)$&&$3&43%8基金项万方数据目)江苏省自然科学研究基金资助项目#IK/X

6、J$&&&&%$(及建设部科技发展基金作者简介)魏玲#%’1D3(!女!江苏洪泽人!博士!主要研究方向)能源动力*Y&kkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkk等!进行"气象参数是随机值"在计算时不能任取空气层的热阻(B分别为窗框及玻璃各EXBZ意取哪一年的数据"而是要选取某一#典型年$"自的面积百分比(根据这一年的气象参数算得的年耗能量%不是[,双层窗每&’的耗能量!应是符合实际的(由气象站提VW:V&UV]7UVG%M!供的南京地区典型年逐时气象数据有)太阳直式中V分别为内层窗和外层窗的热阻"

7、按&XVG射辐射强度*+,+-."散射辐射强度/0,+-."风速%L!式计算(V]7为空气夹层热阻(由传热学的有12,+-."风向3+&,+-."室外温度4.,.5."室外限空间自然对流理论知"存在某临界夹层厚度"空气相对湿度67,+-.(本文依据上述的全年气当双层窗的空气夹层厚度大于该临界夹层厚度象数据"建立了传热计算模型"通过自编程序的时"空气夹层传热属于有限空间自然对流换热"运行"对外扰通过窗户的传热作了精确的计