浅谈节能建筑各种参数对空温的影响

我国地域宽广, 房屋建筑规模巨大, 约有一半建筑位于北方“三北”地区, 由于气候原因, 每年约有4~6个月的采暖期, 该地区规定设置集中采暖系统, 以往习惯称之为集中采暖地区。冬冷夏热地区, 即长江流域地区, 相对湿度较高, 冬季湿冷, 而夏季又酷热, 降温则是主要解决的问题。

1 各种参数对空温的影响

为了进行参数研究, 首先确定了一个基础方案, 即对条状住宅建筑模型, 取其南向主立面外窗的窗墙比为30.3%, 单层窗, 外墙与屋面传热系数均为0.83w/ (℃·m2) , 换气次数为1.1次h, 不考虑内部蓄热量。在进行参数分析时, 固定其他参数, 仅变化一个参数来分析对室温的影响。

2 内部蓄热量

蓄热量会影响室温, 特别是对最高室温有影响。冬季, 内部蓄热量会使月最高温度降低, 而使月最低温度升高, 至于月平均温度, 则略有升高。显然, 内部蓄热量可以改善冬季室内热环境条件。对夏季来说, 蓄热量同样也降低了月最高温度及升高了月最低温度, 而月平均温度则无多大影响。当建筑模型中一个住户内蓄热量相当于100m2、200mm厚混凝土墙时, 可使八月份住宅最高温度下降3℃左右, 可使一月份住宅最低温度升高2.8℃, 这将对室内热环境有较大的改善。

3 换气次数

可以预见, 增加换气次数会使冬季室内热环境变差, 但能改善夏季室内热环境。对夏季来说, 换气次数由1.1次h增加到10次h, 可使八月份月最高温度降低4.4℃、月

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平均温度下降4.8℃, 月最低温度下降7.8 C.显然, 冬季换气次数越低越好, 如果园护结构、门窗密闭性好, 换气次数可以降低到1.5次/h, 此时与1.1次h相比, 室温可提高2℃~3℃。

4 增强夜间通风

降低夏季室温的一个措施是增强夜间通风, 计算了三种方案, 一是全天以1.1次/h换气, 第二种方案全天以10次/hh换气, 第三种方案则采取白天 (早6~晚21时) 1.1次h换气, 夜间 (晚21~晨6时) 加强通风至10次h.计算结果表明, 对于内部蓄热量较大时, 第三方案与第一方案相比, 月最高温度下降3.7℃, 月平均温度下降5.2℃, 而月最低温度下降达7.7℃。可见增强夜间通风对改善夏季室内热环境是十分奏效的。

5 南窗面积

窗户开启面积既与热损失量有关, 也与通过窗户玻璃进入室内的太阳得热量有关。太阳辐射得热量与窗户朝向有密切的关系, 相比之下热损失与朝向的关系就不那么密切了。这里分析南向窗户面积对室温的影响。计算三种不同的窗墙比, 它们分别是9.3%、30.3%及60.5%。冬季工况计算表明, 窗墙比由19.3%增大至60.5%后, 一月份最高温度升高3.6℃, 平均温度升高2.7℃而最低温度提高2.5℃的夏季来说, 月最高温度、月平均温度及月最低温度分别要提高1.6℃、0.9℃及0.4℃。

5.1 主立面朝向

主立面朝向不仅对冬季有影响, 而且对夏季也有影响。主立面朝东及朝西时室温相同, 与主立面朝南及朝北相比, 室内热环境条件都要来得差。对于冬季来说, 主立面朝南为最佳。

5.2 窗户的层数

增加窗户层数将减少热损失, 但也在一定程度上减少了太阳得热量。采用单层宙及双层宙作计算比较, 发现双层窗对冬季室温略有改善 (一月份平均室温增加0.9℃) , 但同样使夏季室温略有变差 (八月份平均室温升高0.7℃) 。

外墙与屋面热工设计。

采用三种方案进行比较计算,

第一方案为外墙与屋面的传热系数及均为0.83W/ (℃·m) 。

第二方案外墙K=0.83W/ (℃·m) , 屋面K=0.28W/ (℃·m) 。

第三方案外墙与屋面K值均为0.28W/ (℃·m2) 。

由计算可以看出, 屋面保温对降低夏季顶层室温的影响尤其大, 第二方案与第一方案相比, 八月份月最高温度下降7℃, 平均温度下降0.4℃, 但月最低温度上升了6℃。从冬季情况看, 保温改善有利于室温提高, 第三方案与第一方案相比, 一月份平均室温升高1.1℃, 最低温度升高了2.4℃, 但月最高温度有所下降 (5℃) 。顶层天花板表面温度受屋面保温影响甚大, 对于屋面有很好保温的场合K=0.28W/ (℃·m3) , 在年最热日下午14时, 天花板内表面温度仅只比室温高0.5℃, 但K=0.83W/ (℃·m) 的屋面来说, 要高出3.8℃。如果采用外墙及=0.74W/ (℃·m) , 屋面X=0.63W/ (℃·m) , 并具有较大的内部莆热量, 应用双层窗, 加强夜间通风 (晚21时至凌晨6时, 换气次数为10次/H) , 此时最热日下午14时室温为37.2℃, 天花板内表面温度只有33.6℃, 室内热环境可以得到明显的改善。

摘要：随着改革开放和经济发展, 我国节能建筑的面积日趋增大, 建筑节能是近年来世界建筑发展的一个基本趋向, 也是当代建筑科学技术的一个新的生长点。抓住机遇, 不失时机地推进建筑节能, 有利于国民经济持续、快速、健康发展, 保护生态环境, 实现国家发展的第二步和第三步战略目标, 并引导我国建筑业与建筑技术随同世界大潮流迅速前进。

关键词：节能,太阳能,温度影响