窗墙比和体形系数对办公建筑能耗的影响.pdf

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1、2011年第9期节能(总第349期)ENERGYCONSERVATION—47—窗墙比和体形系数对办公建筑能耗的影响1211张吉超，李庆磊，房大兵，郝明慧(1.山东建筑大学，山东济南250101;2.山东省城乡规划设计研究院，山东济南250000)摘要:济南地区某公共办公建筑，其围护结构按照高效节能的设计方法进行设计。运用Dest软件对该建筑进行能耗模拟，模拟该建筑的逐时能耗，分析不同体形系数和窗墙比对建筑物能

2、耗的影响，以及两者共同作用下的影响。通过模拟结果得出:窗墙比对夏季负荷的影响要大于对冬季的影响，冬季窗墙比越大，能耗变化率相对较小;而体形系数的不同对建筑物空调能耗的影响变化较小。关键词:体形系数;窗墙比;冷热负荷;Dest模拟中图分类号:TU243文献标识码:B文章编号:1004－7948(2011)09－0047－03doi:103969/j．issn．1004－7948．2011．09．012影响到建筑的节能效果，体形系数越大，即建筑的引言表面积越大，散热面积也就越大，能耗损失也相对在我国，建筑

3、能耗占据我国总能耗的30%以增大，节能效果变差。上，并且国家继续推进保障房建设，新建住房面积本文研究在不同地理位置、建筑物的不同朝向在激增，其中很大一部分建筑仍然采用传统的建筑条件下，如何合理地选择窗墙比和体形系数，减少方式，造成了一部分能源的浪费，这也是我国与其建筑负荷。济南地区位于寒冷地区，受太阳辐射影他欧美发达国家在建筑节能方面的差距，且室内的响明显，以济南地区某5层办公建筑为模型，对不舒适程度也低于发达国家。门窗等围护结构的热同窗墙比及体形系数进行模拟分析。损失是造成建筑高能耗的一个重要原因，

4、而玻璃窗1研究方法与假设在围护结构中处于一种特殊地位，夏季时，尽量减少室内的得热量;而到了冬季，又希望太阳辐射能1.1研究对象情况尽量多的进入室内，从而减小室内的供热负荷。而研究对象是济南地区的一座节能办公建筑，朝体形系数的大小不仅涉及到建筑的美观及实用性，向为南北向。建筑材料采用传热系数较小的保温也影响能耗的多少。因此，如何设计合适的窗墙比材料，南部窗户采用外遮阳形式，并且假定全年无和体形系数，对建筑节能有很大帮助。论是工作日还是休息日，供暖温度设定为16℃，空窗墙面积比(简称窗墙比)是指窗户洞口面

5、积调温度设定为26℃，也不考虑门窗的空气渗透和与房间立面单元面积(即建筑层高与开间定位线新风的影响，这样在运算时简化了一些计算过程。围成的面积)的比值。外窗是建筑必不可少的组建筑物围护结构的热工性能如表1所示。表1建筑围护结构热工性能成部分，与墙体和屋面一样，对建筑能耗有重要影响。在建筑的长期使用中，窗户的能耗约占整个建遮阳系数SC围护结构部位传热系数K/(东、南、(体形系数≤0.3)2－1筑使用能耗的40%～50%，因此，对同一建筑不同W·(m·K)西向/北向)方向要选取合适的窗墙比。窗墙比越大，采

6、光效果屋面0.5越好，但保温隔热性能越差，在夏季，增大了空调的外墙(混凝土－汽－250)0.587冷负荷，而在冬季，大的窗墙比增加了室内的太阳地面接触室外空气的架空或外挑楼板0.50辐射量，弥补了窗墙比增大导致的热损失。内墙(180混凝土隔墙)1.5体形系数是指建筑表面接触室外空气的面积外窗(真空+镀low－e膜玻璃)2.20.7与该面积所围成的该建筑体积的比值。体形系数单一朝向(包括玻璃幕墙)2.10.7节能2011年第9期—48—ENERGYCONSERVATION(总第349期)

7、1.2假设条件全年供暖耗热量随窗墙比的变化规律如图2在对建筑进行制冷和供暖负荷计算时，把整个所示。由图2可以看出，热负荷随着窗墙比的递增建筑作为模拟分析对象，建立整栋楼的建筑模型，而增大。考虑内部房间负荷，但不考虑走廊和楼梯间的负荷。在假设围护结构、体形系数相同的情况下，研究窗墙比对建筑能量消耗量的影响规律，并假定各个朝向的窗墙比相同，该变量也相同。因为外窗的大小，对建筑的采光、通风等有较大的影响，从而对建筑的能耗也产生一定的

8、影响，所以，对不同的窗墙比进行分析比较。另外，对于不同体形系数情况下，分析建筑能耗随窗墙比的变化。1.3室内办公条件图2全年供暖负荷随窗墙比的变化本文列举了该楼几种典型的办公室内部的条比较图1和图2可以看出，相对于空调冷耗而件，如表2所示。言，窗墙比的变化对供暖能耗的影响较小(变化率表2典型办公室内部热负荷见表3)。随着窗墙比的增大，空调冷耗上升的速人均发热人均密度灯光最大设备最大度明显比采暖耗能要快。分析其主要原因，是因为－2量/W/人·m功率/W功率