广州地区办公楼建筑窗户节能研究

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1、广州地区办公楼建筑窗户节能研究陈明群吴祥生郑志勇夏江平摘要：本文利用调研测试结果，设计出广州地区典型的办公楼建筑模型及其通风空调方案，针对目前常用的24种窗户节能方案，利用美国能源部开发的DOE-2软件对各方案进行建筑物全年的能耗计算。对比分析各方案的计算结果，定量分析了不同窗户节能措施对建筑能耗的影响。结合办公楼建筑的特点，提出了广州地区该类建筑在外窗热工性能、外窗遮阳方式以及窗墙比取值等方面的具体建议。关键词：办公楼节能外窗遮阳窗墙比1概述办公楼建筑规模大，室内人数多，照明量大，内部发热量很大。在空调供冷期中，白天上述内部发热量蓄积于围护结构内，夜里室外气温下降，希望热量

2、向外排得越快越好；在过渡季节，内部发热量的自然排放受阻也会使供冷时间延长。因此，在不考虑供暖、夏热期又较长的广州地区，办公楼建筑围护结构的保温隔热与放热的平衡问题尤为重要。窗户作为围护结构保温隔热的薄弱部位，其处理就较为复杂。一方面，应把外窗视为放热和减少办公室照明负荷的部位，不宜过分绝热和过分减小面积；另一方面，若不考虑窗户的绝热，夏季又会由窗户向室内侵入大量的热量（包括太阳直射得热），从而增大供冷负荷，影响室内热舒适度[1]。因此，必须根据该地区的气候特点和办公楼建筑的负荷特点，对外窗进行适度的节能设计。本文针对广州地区办公楼建筑的特点，利用美国能源部开发的DOE-2软件

3、进行建筑物全年的能耗计算，对模拟计算的结果分析比较，得出了该地区办公楼建筑外窗节能设计的一些结论。2建筑模型及计算方法选择2.1建筑模型图1　广州地区办公楼建筑模型标准层表1建筑模型围护结构主要材料及热工性能表单位：2•K)构件名称外墙内墙楼底地面屋面楼板主要材料钢筋混凝土＋聚苯板内隔热层加气混凝土混凝土空气层＋水泥炉渣＋空心楼板＋聚苯板隔热层钢筋混凝土传热系数K0.922.691.020.912.58模型为一栋南北朝向的条形建筑，其标准层平面图见图1。该建筑共9层，地下一层，层高为4.8m；地上8层，层高为3m，总建筑面积约7803.84m2，体形系数约为0.3

4、1，南立面窗墙比为0.42。模型除窗户以外的围护结构传热系数参照改变建筑模型的朝向以及该朝向上窗户和墙的面积，就可以分析不同朝向建筑能耗对窗墙比的敏感程度。由于窗户遮蔽系数的降低对夏季空调耗冷量的节约效果非常明显。模型在方案1和方案6～9的基础上，分析其窗户取不同遮蔽系数时，不同朝向的典型建筑模型在不同窗墙比下的能耗水平。图4给出了建筑模型在不同朝向下，窗墙比（取值范围为0.36～0.89）与办公楼建筑单位面积空调年耗冷量的关系曲线。通过对各曲线的对比分析，可得出如下结论：（1）不同朝向，窗墙比变化对建筑能耗的影响程度不同。相同SC值，东向窗墙比变化对建筑空调耗冷量的影响最明

5、显，其关系曲线斜率最大，然后依次为西向、南向和北向。（2）相同朝向，不同遮蔽系数的窗户，其窗墙比变化对建筑能耗的影响程度不同。遮蔽系数越低，窗墙比对建筑空调耗冷量的影响就越不明显。4结论通过前面对模拟计算结果的分析，结合广州地区的气候特点和办公楼建筑本身的特点，可以得到如下关于该地区窗户节能的结论：4.1采用单层铝合金窗能满足该地区办公楼建筑在窗户热工性能方面的要求，盲目使用双层玻璃窗或其它传热系数较低的窗户既增大了投资，也无益于建筑节能。4.2遮阳对广州地区办公楼建筑空调节能具有重大的意义，是实现窗户节能目标的主要手段。其中活动外遮阳效果最好，且对冬季室内热环境影响很小，但

6、使用这种遮阳方式对建筑外观影响较大，因此在现代办公楼的遮阳中使用较少。在实际应用中，使用最广的是玻璃镀膜和活动内遮阳方式，即降低窗户SC值的方式，但并非所有朝向的窗户都是SC值越低越好。不同朝向推荐窗户遮阳方式见表3。表3不同朝向推荐窗户遮阳方式朝向推荐遮阳方式南向降低窗户的SC值为主，如浅色布帘、中等SC值（0.4～0.6）的镀膜玻璃等西向选用对太阳高度不敏感的遮阳措施，如低SC值（0.4以下）的镀膜玻璃，如果建筑外观允许，可选用活动外遮阳、挡板遮阳等方式。北向经济条件不允许时，可不考虑北向窗户的遮阳，如需要可选活动遮阳或水平（垂直）固定外遮阳方式。东向选用对太阳高度不敏感

7、的遮阳措施，可选用中等或稍高SC值的镀膜玻璃（如SC值为0.6的Lo.