深圳地区居住建筑外窗遮阳性能模拟分析

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1、深圳地区居住建筑外窗遮阳性能模拟分析摘要：本论文首先对深圳地区的居住建筑外窗及其遮阳现状进行调研分析，并利用WINDOWS5.2模拟软件对深圳地区建筑外窗的常用形式及其节能外窗的性能参数（包括传热系数U-值，太阳辐射得热系数SHGC，以及可见光透过率VT等）进行模拟分析。以一栋实际建筑为基础，利用Resfen5.0对不同外窗及其遮阳组合方式的采暖空调总能耗、各朝向的建筑外窗能耗以及峰值能耗等进行比较分析。最后根据模拟分析结果，得出了几点深圳地区居住建筑外窗遮阳性能的结论。关键词：居住建筑外窗遮阳性能模拟分析

2、引言深圳市的气候特点是冬季温和短暂，夏季炎热漫长且相对湿度大，一般从4月份开始进[1]入夏季，直到10月份才转入秋季，这种高温高湿气候的持续时间可达7个月。因此决定了夏季防热是该地区建筑节能的重点，而建筑遮阳是该地区最有效的建筑节能措施之一。但是目前深圳市乃至整个南方地区建筑设计的潮流却是开窗面积越来越大，大面积飘窗、凸窗和全玻璃幕墙建筑比比皆是，建筑设计中几乎没有考虑建筑遮阳的节能设计。因此在夏季通过建筑外窗进入室内的太阳辐射热越来越多，据调查2004年深圳市夏季最大空调耗电量中有50％是用来消除建筑外窗

3、的辐射得热和传导得热。本文将在调研的基础上，对深圳地区建筑外窗及其遮阳组合方式的遮阳性能进行模拟分析。[2]1深圳地区建筑外窗及遮阳现状分析2004年12月至2005年4月我们对深圳地区的18个具有代表性的住宅小区（其中包括高层住宅、小高层住宅、普通多层住宅、联排别墅等）进行了详细调研和分析，共计109栋建筑，其中对窗户调研分析的参数包括窗墙比、外窗可开启面积与所在房间地面面积的比值、窗户构造形式和外窗遮阳设施等。调研结果分析如下：（1）窗户构造形式：除两个小区采用中空玻璃和双层透明玻璃外，调研建筑中绝大部

4、分采用普通透明玻璃铝合金门窗和塑钢门窗，均没有达到《深圳市居住建筑节能设计规范》2（以下简称《节能设计规范》）中对外窗传热系数K≤4.7W/(m.K)的要求。（2）外窗遮阳设施：所有调研建筑都没有采用活动式外遮阳形式；除建筑构造遮阳（包括阳台遮阳）外，所有调研建筑都没有采用水平遮阳或者垂直遮阳措施，但是几乎所有的建筑在建成后都采用窗帘等内遮阳措施。这与《节能设计规范》中的遮阳设计要求不符，规范要求建筑外窗应设置活动式遮阳设施，建筑外窗的太阳辐射透过率不应大于0.3。（3）窗墙比：所有调研建筑的平均窗墙面积比

5、较大，并有不断增大的趋势。另外为了追求住宅的外视景观，许多建筑都采用近乎密闭式的大玻璃窗、落地玻璃（阳台）门等设计手法，但极少考虑遮阳和自然通风措施。（4）外窗可开启面积与所在房间地面面积的比值：客厅、主卧和次卧的平均可开启外窗面积与地面面积的比值都大于10％，该指标达到了《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》8％的要求，其中联排别墅的平均窗地面积比较大。2深圳地区建筑外窗性能参数的模拟分析2.1建筑外窗构造形式调研建筑中除两个小区采用中空玻璃和采用双层透明玻璃外，其他的建筑采用无色透明玻璃的铝合金门窗和塑钢

6、门窗（其中绝大部分为铝合金普通玻璃窗）。表1为深圳地区常用建筑外窗构造形式，表2为深圳地区节能外窗构造形式。深圳地区常用外窗构造形式表1序号建筑外窗构造形式备注13mm普通透明玻璃+铝合金窗框（不断热）不考虑遮阳23mm普通透明玻璃+塑钢窗框不考虑遮阳33mm普通透明玻璃+12mm空气间层+3mm普通透明玻璃+铝合金窗框不考虑遮阳43mm普通透明玻璃+12mm空气间层+3mm普通透明玻璃+塑料窗框不考虑遮阳深圳地区节能外窗构造形式表2序号建筑外窗构造形式备注16mmLow-E玻璃+铝合金窗框（不断热）不考虑

7、遮阳26mmLow-E玻璃+铝合金窗框（断热）不考虑遮阳36mm低透射率Low-E玻璃+铝合金窗框（不断热）不考虑遮阳46mm低透射率Low-E玻璃+铝合金窗框（断热）不考虑遮阳56mm低透射率Low-E玻璃+塑料窗框不考虑遮阳66mmLow-E玻璃+塑料窗框不考虑遮阳2.2建筑外窗性能参数的模拟分析及结果采用WINDOW5.2对深圳地区的几种常用建筑外窗以及几种节能外窗的性能参数进行了模拟分析。WINDOW5.2可以对窗户的传热系数（U-值）、太阳辐射得热系数（SHGC）、可见光透过率（VT）、遮阳系数（

8、SC）、冷凝热阻（CR）等进行模拟分析。WINDOW5.2的模拟计算方法采用美国国家门窗协会（NFRC）标准、ISO-15099和ASHRAE-SPC442标准，并且可以动态显示窗户的温度场分布，以及可以链接DOE-2E和EnergyPlus等能耗计算软件，[3]是一个专用的窗户性能模拟分析软件。计算模拟的环境及边界条件采用美国国家门窗评级2协会的NFRC100-2001（summer）标准。室外温度：32℃；室