窗墙面积比对建筑能耗的影响

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1、@@@@@对建筑能耗的髭喻万方数据西安建筑科技大学环境与市政工程学院张峰郑庆红【摘要】在影响建筑能耗的因素中，因外窗的绝热性能最差，从而成为影响室内热环境质量和建筑能耗的主要因素之一。为实现建筑节能的目的，需要对窗墙比进行优化。本文利用清华大学开发的DesT(Designer’ssimuladonT001hts)软件对西安地区一办公楼在不同窗墙面积比下的能耗做了模拟计算分析．总结出了西安地区建筑能耗随窗墙面积比的变化规律，并在此基础上给出了西安地区此类建筑的最佳窗墙面积比。【关键词】窗墙面积比建筑能耗设计标准1引言在我国能源消耗中，建筑用能占全

2、国总能耗的30％左右．已接近发达国家水平(其建筑用能占全社会能源消费量1／3左右)【1】。近几年我国每年城乡新建房屋的建筑面积达20亿平方米，其中有80％以上为高耗能建筑；已有建筑近400亿平方米，95％以上是高能耗建筑闭。在同等气候条件下．我国同类型的建筑物消耗的采暖能源比西欧或北美的要多100％甚至更多，并且远不能达到欧美等国家建筑的舒适程度。造成这种状况的原因是，在我国过去十多年的大规模建筑热潮中。能源利用效率低的建筑设计、建材产品以及传统的建筑方式仍然被广泛使用，造成建筑用能的严重浪费【l】。透过门窗等围护结构造成的热损失没有得到很好的

3、控制是一个很重要的原因。窗的绝热性能最差，窗墙面积比对建筑能耗影响很大．因此有必要对窗墙面积比根据地区差异、建筑类型及不同朝向进行优化设计。窗墙面积比是指不同朝向外墙面上的窗及阳台门的透明部分的总面积与所在朝向建筑的外墙面的总面积(包括该朝向上的窗及阳台门的透明部分的总面积)之比p】。窗墙面积比的确定要综合考虑多方面的因素，包括具体地区冬、夏日照情况(日照时间长短、太阳总辐射强度、阳光入射角大小)、季风影响、室外空气温度、室内采光设计标准以及外窗开窗面积与建筑能耗等因素。本文利用清华大学开发的DeST软件对西安地区一办公楼在不同窗墙面积比下的能

4、耗做了模拟计算分析。根据国家有关建筑标准对我国建筑热工设计的分区．西安属于寒冷地区，其建筑设计应满足保温要求。但实际情况是西安地区夏季■●图1标准层平面图：：研秃飘万方数据』有相当长时间属于高温天气，空调的应用率很高，所以有必要办公楼能耗做了模拟计算。模拟计算的时间步长为一年。在作考虑夏季的防热设计，本文根据这一实际情况对不同窗墙面某一方向上的负荷计算时，其余方向-L的窗墙面积比按满足积比下的办公楼能耗做了模拟计算分析，总结出了西安地区采光要求值设定。根据模拟所得数据，绘出在东、两、南、北四办公楼建筑能耗随窗墙面积比的变化规律，为西安地区办公个

5、朝向上办公楼在不同窗墙面积比下热负荷、冷负荷及总负楼的窗墙面积比设计提供参考依据。荷的负荷瞄线(分别见图2、图3、图4、图5)。2办公楼的能耗模拟计算分析2．1工程概况此办公楼为一栋南北朝向的凹形建筑，共8层。地下一层，地上7层，总建筑高度23．9m，总建筑面积9800m2，体形系数约为0．2，其标准层平面图见图1。建筑结构为框架剪力墙结构．墙身砌体：标高±O．000以上外墙为240厚非承重空心砖；标高±0．000以上内墙为180厚非承重空心砖。2．2DeST中参数的设定2．2．1地点、材料(见表1)表1模拟地点及围护结构材料表地点西安门窗门外

6、门为12厚普通玻璃，内门为25厚木质门材料窗其大小是本模拟中的变量20厚水泥砂浆外墙240厚非承重空心砖墙体20厚水泥砂浆材料20厚水泥砂浆材料内墙180厚非承重空心砖20厚水泥砂浆25厚l：3水泥砂浆f加建筑胶)找平35厚挤塑泡沫板保温层屋顶1．2厚合成高分子防水涂膜一道材料25厚1：3水泥砂浆找平l：6水泥焦渣找2％坡最薄处30厚现浇钢筋混凝土楼板2．2．2室内参数本文房间参数设定如下：普通办公室：每室人数为两人，人均散热量64W，人均产湿量0．068k加，人均最低新风量30mvh；每室灯光的功率设为10W，mz，设备最大功率设为500W，

7、每室家具系数为10。会议室：人数设定为0．6人，m：，人均散热量64W，人均产湿量0．068kg，lI，人均最低新风量30m‰；灯光的功率设为10W，m2．设备最大功率设为300W，每室的家具系数为10。普通办公室、会议室等空调房间，室内空调温度上限统一设定为26℃．温度下限统一设定为22℃。普通办公室的空调运行时间为：周一到周六上午8：00～12：00，周一到周五下午3：00—6：00：会议室的空调运行时间为：周一到周五8：00～22：00，周六上午8：00～12：00。过度季节的空调温度设定采用系统默认值。卫生间、楼梯间、电梯间、走廊及储藏

8、室等辅助空间不作空调处理．其数值都采用系统默认值。2．3模拟计算结果及分析本文在东、西、南、北四个朝向上对不同窗墙面积比下的图2东向在不同窗墙面积比下