居住建筑围护结构节能分析与工程实践

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建筑节能是当今世界的潮流,更是当今世界的需要。随着经济迅速发展和人民生活水平不断提高,舒适性空调居住建筑迅速得到普及,空调能耗大幅度增加。我国是个缺能大国,空调高能耗势必制约该地区经济发展和人民生活水平的提高。如何通过改善建筑围护结构热工性能,使建筑物具有良好的室内热舒适,以减少对人工冷热源的依赖,降低建筑耗能成为急需研究的课题。本文以重庆地区民用建筑为研究对象。根据重庆地区气候特征,运用动态模拟方法研究了建筑围护结构最重要的三大构部件与建筑空调能耗的关系。本研究在对围护结构相关材料作全面了解和部分试验研究的基础上,分析了建筑外窗热工性能与构造、外墙热工性能与构造以及屋面热工性能与构造对建筑空调能耗的影响,同时还就屋面节能对改善顶层房间温度环境的重要性进行了一定的讨论。在分析围护结构与建筑空调能耗的基础上,积极地在重庆地区对建筑围护结构节能技术进行广泛的实践,取得良好的效果。首先分析了建筑外窗相关性能与设置对建筑空调及其组成能耗的影响关系,结果表明:窗墙面积比与窗户K 值对建筑空调能耗影响较大,前者对建筑制冷能耗影响较大而后者对建筑采暖能耗影响较大;对于南窗,在不同K 值窗的情况下,窗墙面积比对建筑物采暖能耗有两种相反的影响作用。当窗户的K<3.5W/m~2·K 左右时,建筑物的采暖能耗随窗墙面积比增大而减少,K 值越小,减少率越大;当窗户的K≥3.5W/m~2·K 左右时,建筑物的采暖能耗随窗墙面积比增大而增大,传热系数越大,增长率越大。而对于北窗和东窗,K 值分别在2.3W/m~2·K、4.8W/m~2·K时其规律变化与南窗基本相同;对于西窗,在不同K 值时,建筑物的采暖能耗随窗墙面积比增大而增大,K 值越大,增长率越大。窗户朝向对建筑空调及其组成能耗有一定的影响作用,但是需要结合窗户的传热特性进行;窗户的遮蔽系数对建筑空调能耗的影响作用较大,变化区间分别为3%~9%、2%~6%、2%~4%、2%~3%;遮阳对建筑制冷能耗的影响作用要大于对采暖能耗的影响作用。其次分析了建筑外墙相关性能与设置对建筑空调及其组成能耗的影响关系,结果表明:朝向为0°到90°、180°到270°两个范围的外墙,建筑空调能耗及其组成能耗一直增长,K 值越大,增长幅度越大。朝向为90°到180°、270°到360°两个范围的外墙,建筑空调能耗及其组成能耗是一直降低的,K 值越大,降低幅度越大;墙体K 值降低,建筑空调能耗及其组成能耗的降低率不断变小,当K 值降致0.6W/m2·K 及其以下的时候,建筑空调及其组成能耗的降低率基本不变化,特别是制
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