3.4保溫及遮陽性能的計算方法和結果
本文依據
建筑門窗玻璃幕墻熱工計算規程JGJ/T151-2008,通過對窗框部截面進行模擬,計算出窗的熱工性能值(傳熱系數、
太陽光總透射比)。通過簡化截面圖,構建模擬模型,再通過穩態2元傳熱解析求得窗框部的傳熱系數。解析所用的軟件是由LBNL(Lawrence BerkeleyNationalLaboratory)和 NFRC(National Fenestration Rating Council ncOrporated)開發的[WlNDOW]和[THERM]軟件。
YKK AP斷橋鋁合金系列LD50及遮陽節能鋁合金門的外框部等溫圖、傳熱系數結果如表格3所示。表格4則是這兩種窗型的傳熱系數(K值)和遮陽系數(SC)的計算結杲。例1是單獨采用普通中空玻璃和斷橋鋁合金型材時的計算結果。而例2滿足江蘇省遮陽性能標準中最高等級的遮陽節能鋁合金門窗。本文將計算并比較,分別使用普通斷橋鋁合金LD50和遮陽節能鋁合金門窗的住宅節能效果。
3.5建筑物采暖及空調能耗計算方法和結果
采用表4中各個例子的熱性能值,計算不同的窗對住宅采暖、空調能耗的影響。計算建筑物采曖、空調能耗所使用的是以EnergyP丨us作為引擎的建筑物能量模擬程序DesignBuilder Ver,1.5(DesignBui der Software Ltd)。
3.5.1計算對象
本計算以圖3中圈出的公寓住宅大樓南側八樓最外側的住戶為計算對象。平面圖和窗的配置參照平面戶型圖圖4。鄰戶以及樓梯間視為絕熱界限。圖5表示從南側觀看的計算對象的立體圖。
所有計算部位的外墻都看作是相同的,采用30mm擠塑泡沫
塑料作為
隔熱材料。通風次數、采暖、空調能耗設定溫度遵從各個地區的居住
建筑節能設計標準。設定值參照表5。在這里設定凌晨0點到5點;工作日的9點到17點時間段空調不運行。
3.5.2各地氣象數據
根據氣象條件的不同,采暖、制冷所需能耗也不同。基于各地不同的氣象數據,模擬計算時采用對能耗有影響的平均室外氣溫、垂直面直接照射量、水平面擴散照射量的各月累計值,各數值參照圖6。以北京、南京、廣州為例,在冬季1月份的三地平均室外氣溫的差異為10℃左右,到了夏季的7月,三地間幾乎沒有差異。年度垂直面直接照射量北京最大,而相對的水平面擴散照射量北京最小。這是因為在北京,大氣中的水蒸汽等直接擴散照射的物質比其他地區都少得緣故。
3.5.3采暖、空調能耗計算結果
把一年的氣象變化數據應用到住宅上,計算出一年的熱量流入和熱量損失,再換算成空調耗電量。
表格4中的普通LD50及遮陽節能鋁合金門窗的節能效果對比正如圖7所示。根據上訴計算條件,通過解析我們計算出了南京、廣州、北京地區建筑每戶的年用電量。具體計算結果如下:江蘇省處于夏熱冬冷氣候地區,所以在華北、華東、華南三個地區中的用電量最大。比較一年的用電量,夏季制冷時的用電量大于冬季采暖時的用電量。與普通LD50門窗相比,采用遮陽節能鋁合金門窗的情況下,江蘇省南京市每戶每年可減少10%的用電量。若單獨比較制冷時的用電量,廣州可減少12%,南京減少16%,北京減少21%。可見遮陽節能鋁合金門窗的節能效果在寒冷地區、夏熱冬冷地區的效果更加顯著。
南京制冷時的用電量占全年用電量的55～59%,而北京只占29%～34%。這是因為北京的制冷設定溫度為29℃ ,如果把室內制冷設定溫度改為
26℃的話,每年的制冷用電量會跟廣州一樣。
根據上訴分析,證實了包括江浙滬在內的華東和華南地區夏季門窗的遮陽功能和遮陽性能的必要性。因此向全國推廣可提高夏季節能效果的遮陽節能鋁合金門窗是非常重要的。
（四）結果總結
本文通過對符合不同地區節能標準的門窗:以及相關的遮陽門窗系統進行熱工性能計算,并進行住宅的能耗模擬計算,明確了采用YKK AP的門窗對降低住宅采暖、空調能耗的效果是很明顯的。從而得到以下結論:
① 通過對遮陽節能鋁合金門窗的保溫性能和遮陽性能進行實際的檢測,其結果顯示,遮陽節能鋁合金門窗在百葉全閉狀態下,遮陽系數超為SC=O.24,保溫性能為K＝2sW/m2·K而在百葉開啟45° 狀態下,遮陽系數為SC=0.31,保溫性能為K=26W/m2· K,實現了高保溫高遮陽的性能要求。
② 在使用遮陽節能鋁合金門窗的住宅,在江蘇省每年可節省10%的用電量,在夏季制冷時的用電量更是節省16%以上。可以有效推進以夏熱冬冷為主要氣候特點的華東地區的建筑節能。
③ 在不需要高保溫性能的更為溫暖的夏熱冬暖地區,以廣州為例,可是實現節省用電量12%,遮陽節能鋁合金門窗可以更多的實現空調能耗的節省。
④ 在寒冷地區,冬季保溫仍然是節能的主要手段,但是通過分析可以看到,通過使用遮陽節能鋁合金門窗,通過遮陽性能的提升降低了夏季的制冷能耗,通過保溫性能的提升降低了冬季的采暖能耗,總體節省了8%的用電量。今后,國家對建筑節能將會更加重視,各種政策的實施也將接踵而至。為了中國建筑領域更好的發展,我們YKK AP還將繼續積極響應相關的法律、法規及標準,正確把握窗的熱工性能和其對各地區建筑物節能效果的影響,開發更多更好符合中國市場的產品,為推進中國的建筑節能事業做出貢獻。
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