基于模拟分析的遮阳效果对比分析.pdf

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1、圃Ⅲ基于模拟分析的遮阳致黑对比分析杨启慧王天宏宁波大学建筑工程与环境学院摘要：本文通过计算机模拟分析，比较了固定遮阳措施和活动遮阳措施的节能效果和隔热效果。结果表明，活动遮阳的节能效果和隔热效果要显著好于固定遮阳。对居住建筑而言，节能率影响最大的是南立面和西立面，北立面和东立面的活动遮阳效果不太明显；对于公建而言，活动遮阳对各个立面的作用比较均匀。关键词：建筑节能；遮阳；能耗模拟1引言在夏热地区，建筑遮阳对降低建筑能耗，提高室内居住舒适性有显著的效果【l_3】。本文以处于夏热地区的宁波为例，在大量调研的基础之上选择宁波典型的居住和公共建筑，利用美国

2、建筑能耗模拟分析软件DOE一2建立模型。在对比活动和固定外遮阳对建筑各个朝向节能潜力的优缺点的基础上，重点对活动外遮阳的节能效果进行了综合分析。2固定遮阳与活动遮阳节能潜力分析2。1DOE-2建立的建筑遮阳分析模型根据宁波地区居住建筑现状，综合它们的共性，设计了一幢动态模拟居住模型(图1)，并按JGJ134—2010《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》要求，对围护结构的相关指标做了规定。图1居住分析模型用DOE一2对居住分析模型进行动态模拟分析，对建筑整体能耗进行分析，另外对单个典型房间也进行了分析，最后对固定和活动外遮阳进行比较分析。由于篇幅所限

3、。这里只给出居住分析模型整体能耗结果。2．2固定外遮阳因为宁波市居住建筑运用率最高的遮阳措施为水平遮阳，因此对居住分析模型的各个立面均采用水平遮阳构件，各个构件尺寸见图2。b单位：tnl'na=600；b=O；c=O；d=100；e=100图2水平遮阳构件尺寸图2．2．1居住建筑围护结构热工性能的权衡计算结果固定遮阳居住建筑热工性能计算结果见图3。{114530宝91624687184561222906O一8612一17224—25836—34448--43060123456789101l12月份图3固定遮阳建筑逐月负荷2．2．2居住建筑布置固定遮

4、阳前后节能率其实固定遮阳有一定的好处，表现在造价低、易于安装操作，固定遮阳使得遮阳系数从0．84降低到o．56，这是一个2012．1151圃删很有价值的降低。另外固定遮阳也提高了节能率，从50．O％提高到53．1％，但这种提高是要付出一定的代价的。首先要牺牲一定的通风量，通风率一般减弱约22％～47％。在冬天、阴天等情况下还得牺牲太阳能和光线。起到负面作用。居住建筑布置固定遮阳前后节能率见图4。瓣O．7涩牡0．60．5O．40．30．20．IO图4居住建筑布置遮阳前后节能率2．3活动卷帘外遮阳根据宁波市居住建筑现状以及宁波地区的气候特征。对居住分析

5、模型各个立面采取活动卷帘来遮阳。表1为布置活动外遮阳后建筑的制冷、采暖耗电量对比。表1布置活动外遮阳前后对比实际建筑比较项参照建筑未布置外遮阳布置外遮阳制冷耗电量／kWh92227．0099945．0086970．00单位面积制冷耗29．3331．7827．65电量／(kWh／msl采暖耗电量／kWh68177．0060315．0061758．00单位面积采暖耗21．6819．1819．64电量／(kWh／ms)总耗电量／kWh160404．00160260．00148728．00单位面积耗电量51．0150．9647．29(kWh／m3)居住建筑

6、布置活动遮阳前后节能率见图5。瓣0．7靼0．60．50．40．30．20．10原模型布置遮阳模型图5活动建筑布置遮阳前后节能率辐射得热最主要的是从窗户得来，墙体和屋顶所占的比例比较少，大概为窗户辐射的十分之一。因此窗体遮阳是建筑遮阳最重要的方面。通过设置活动遮阳，房间所得的辐射热明显减少，尤其是对中间标准层的房间，效果最为明显。分析得知，从5月份至9月份，是活动遮阳最见成效的时间，而固定遮阳除了在这个时间段起作用之外。其他时间都起到反作用，从节能率来看，活动遮阳也比固定遮阳要好一些。3结论a)从节能率来看，活动遮阳比固定遮阳要高一些。固定遮阳使居住

7、建筑从50．O％提高到53．1％，同等条件下，活动遮阳将其提高到53．6％。对公建也是如此：b)通过对典型房间每年冷、热负荷组成的动态模拟分析得出，无论是对公建还是居住建筑，房间辐射得热最主要的是从窗户得来。墙体和屋顶所占的比例比较少，大概为窗户辐射的十分之一，因此窗体遮阳远比墙体以及屋顶遮阳更重要。通过设置活动遮阳。可以大量减少了房间所得的辐射热，中间标准层的房间效果最为明显，遮阳对标准层内部南向的房间影响最大：C)通过对设置遮阳前后建筑逐月能耗分析，从5月份至9月份，是遮阳发挥作用的主要时间段，这也是宁波地区气温较高的时刻，固定、活动遮阳在这个

8、时间段都起到作用。但是固定遮阳除了在这个时间段起作用之外，其他时间都起到反作用．而活动遮阳在不需要遮阳的月份能收起，不影响