自然通风下外窗性能对广州住宅建筑能耗的影响研究

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1、硕士学位论文自然通风下外窗性能对广州住宅建筑能耗的影响研究作者姓名骆诗哲供热、供燃气、通风及空学科专业调工程指导教师孟庆林教授所在学院土木与交通学院论文提交日期2018年6月StudyontheInfluenceofExternalWindowsPerformancesonEnergyConsumptionofResidentialBuildinginGuangzhouUnderNaturalVentilationADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandi

2、date：LuoShizheSupervisor：Prof.MengQinglinSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China摘要广州处于夏热冬暖地区，居住建筑夏季空调运行时间长且能耗大。据统计，通过建筑外窗引起的空调能耗占50%左右，因此对于外窗节能的研究具有重要意义。而在实际生活中，外窗并不是始终关闭的，当室外气候条件能够满足人体热舒适要求时，人们往往选择开窗通风，所以在研究外窗对居住建筑能耗的影响时应当考虑自然通风的作用。本文以广州地区居住建筑作为研究

3、对象，采用自然通风与建筑热环境模型动态耦合的能耗计算方法，研究了在自然通风下外窗性能对建筑能耗的影响。论文的主要工作如下：（1）介绍了将自然通风与建筑能耗耦合计算的方法（DeST-VentPlus）,并通过PHOENICS软件模拟建筑表面开口风压分布情况，作为通风模型的输入条件。（2）模拟分析了外窗的主要热工性能（传热系数和遮阳系数）对建筑能耗的影响。同时将建筑空调能耗与外窗传热系数和遮阳系数作二元线性回归分析，得到外窗传热系数和遮阳系数对建筑空调能耗的影响相对于无通风的情况下均减弱，减弱幅度分别为5.5%

4、、13.7%。根据二元线性回归方程影响系数可知，建筑遮阳仍然是我国南方夏热冬暖地区在建筑外窗节能设计时需要考虑的重点因素之一。（3）分析了住宅的自然通风效果。10月可通过自然通风降温的时数最多，占该月总时数的57.4%，而7、8月份通风时数最少，占比分别为1.3%和3.1%。相较于没有考虑自然通风的条件下，自然通风节能率在13%~17%之间，而采用固定通风换气次数为20次/h的计算模式计算建筑能耗时，自然通风节能率在45%~52%之间。实际自然通风效果差一些，通过通风带走的室内热量相对较少，因而自然通风节能

5、率相对较低。（4）分析比较了常见玻璃外窗对建筑能耗的影响情况及经济效益。得到采用普通中空玻璃（6+12A+6）、6mm蓝色吸热玻璃、6mm单层Low-E玻璃的投资回收期分别约为11.8年、0.9年、5.4年，而采用6mm单层Low-E玻璃收回成本后节约能源的费用最高，因此对于处于夏热冬暖的广州地区的住宅建筑，采用普通中空玻璃最不经济，采用6mm单层Low-E玻璃性价比最高。关键词：居住建筑；自然通风；外窗性能；建筑能耗；经济性分析IAbstractGuangzhouisacitylocatedinHotSu

6、mmerandWarmWinterZone,ashotdaysofsummerlastforalongtimeintheregion,energyconsumptionofair-conditionersinresidentialbuildingsisveryhigh.Accordingtothestatistics,airconditioningenergyconsumptioncausedbybuildingexteriorwindowsaccountsforabout50%,thereforeit‘s

7、ofgreatsignificancetoconductresearchonenergyconservationforexternalwindows.Theexternalwindowsarenotalwaysclosedinreallife,peopletendtoopenwindowsforventilationwhentheoutdoorclimateconditionscanmeetthehumanthermalcomfortrequirements,thustheroleofnaturalvent

8、ilationshouldbetakenintoaccountwhenstudyingtheeffectofexternalwindowsontheenergyconsumptionofresidentialbuildings.ThisarticletakesresidentialbuildingsinGuangzhouastheresearchobjecttostudytheeffectofexteriorwi