夏热冬冷地区外窗保温隔热性能对寓居建筑采暖空调能耗和节能影响的

夏热冬冷地区外窗保温隔热性能对居住建筑采暖空调能耗和节能影响的分析摘要：《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》（JGJ134-2001）“建筑和建筑热工节能设计”章节中，对外窗保温性能（传热系数K）作了具体规定，并建议外窗设置活动外遮阳，但对外窗隔热性能（遮阳系数SC或太阳得热因子SHGC）没有作出具体规定。本文确定了夏热冬冷地区基准性住宅和节能方案，并选取上海、南京、武汉和重庆4个代表性城市作为分析对象，使用美国劳伦斯•伯克力国家实验室开发的DOE-2软件对节能方案进行计算分析，得出外窗的保温性能和隔热性能对夏热冬冷地区居住建筑节能的影响结果。关键字：外窗传热系数遮阳系数建筑能耗建筑节能我国行业标准《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》(JGJ134-2001)第四章”建筑和建筑热工节能设计”中，对外窗热工性能作了如下规定：4.0.4：外窗(包括阳台门的透明部份)的面积不应过大。不同朝向、不同窗墙面积比的外窗其传热系数应符合表4.0.4的规定。(表4.0.4略)4.0.6外窗宜设置活动外遮阳。该标准对外窗保温性能(传热系数K)作了具体规定,并建议外窗设置活动外遮阳,但标准对外窗隔热性能(遮阳系数SC或太阳传热因子SHGC)没有作出具体规定,不能不说是该标准的一个不足。实际上，我国夏热冬冷地区居住建筑的节能不仅与外窗的保温性能，而且与外窗的隔热性能紧密相关的。本文首先确定了夏热冬冷地区基准性住宅和住宅节能方案,并选取上海、南京、武汉和重庆4个代表性城市作为分析对象,使用美国劳伦斯.伯克力国家实验室开发的DOE-2软件,对基准性住宅和3000多个节能方案进行摸拟计算,分析外窗传热系数(K)和遮阳系数(SC)对居住建筑能耗影响,并提出相应的看法和建议.一、基准住宅的确定（一）基准住宅模型是一座六层楼住宅，建筑平面如图1所示。基准住宅热工参数和计算条件如下：1、室内温度设定：冬季16℃，夏季26℃；2、外墙：24cm粘土实心砖K=1.833W/（m2·K）；3、屋顶：砼板+保温板K=1.872W/（m2·K）;4、外墙面太阳辐射吸收系数ρ＝0.7；5、外窗：普通单玻铝合金窗，K=6.0W/（m2·K），SC＝0.9；6、建筑平均窗墙面积比：CM＝0.3009；7、换气次数：n＝1.5；8、设备能效比：冬季EER=1.0，夏季EER=2.2；9、内热源：照明0.5875W/m2，其它251W（其中显热180W，潜热71W）。枪（二抵）共4蚂个城市层基准住智宅全年左能耗值成计算结乐果献从肚表茎1身可看元出案,漆4犯个地区去住宅夏挂季空调慕能耗均岗占全年弊采暖与猛空调总屯能县耗傻20匠%筐或以上比，而夏灿季空调派能耗中竖外窗太混阳辐射漏传热占冈了相当凳大的比拥例早,姑因此夏杰热冬冷厕地区居机住建筑槽节能中未，外窗缴隔热性识能是不搬可忽视肌的重要正因素。表1重城材膛市意上惯联海睛南肺乞京再武到裹汉铲重尚需庆苏年采暖狡空调总欧能梦耗土P新总疏给（送kWh艰/m危2堪）开146申.67址164匀.27干157坚.60良116垄.67翅年采暖故能途耗软P冷暖汗考（尖kWh们/m英2须）蚊116鸽.98芬131胁.88祝117曾.60狸79.框38敏年空调御能凯耗管P诸空坚艰（蛙kWh芦/m可2使）过29.议69办32.都40驻40.形00沃37.叮29坚空调能依耗占总扁能耗比素例侨炉％惑20.敢24菜19.脆72抛25.掌38悄31.祥96任二、节灿能方案乱的选择毅1水.钉室内温妖度设定毛：冬原季亿1姨6雹℃见，夏那季搂2但6刻℃存；狸2队.趴外墙始：鸣24c采m稠粘土实洲心砖＋估保缴温钩K=亏1.0涝W深/友（弱m如2波·能K丸）冷和贫K=1凶.5W固/滥（始m跳2匹·茎K醋）文;找3什.李外墙面馆太阳辐沿射吸收报系首数拔ρ辛＝识0.瞧7注；喊4梦.去屋顶：蚁砼板＋冈保温哨板绑K=1川.0W酸/智（劣m寻2扎·聚K肥）；爬5艺.督换气次窑数蹈：键n削＝去1.种0虫；倡6抓.守设备能幕效比：臭冬雹季揪EER挥=1.趋9愿，夏杰季赔EER吓=2.锤3臣；级7握.僚内热源广：照筒明霸0.5斤875桨W/m却2休，其维它案251暮W目（其中猫显息热拒180集W橡，潜锅热右71丹W盈）；萄8级.侧建筑窗蓬墙面积耽比束C扁M快变化范与围秀：届0.2盒49怪8估，榨0.3络00右9刊、堵0.3歉53拦5魂，瑞0.3阻895汪,0.多425鲁6词，巨0.4坐71排8坟；掌9怒.跑外暮窗逼K授和地S摄C强变化范森围：服K漫—童6.仙0突，优5.料5膀，孤5.毙0栗，寇4.粗5你，孤4.喊0品，忠3.冤5甩，帐3.算0辩，霉2.沉5港，嘉2.筐0造；运S仰C凶—隶0.爽9斗，购0.刷8元，讯0.考7瘦，党0.辛6秃，查0.乎5拾，筐0.鲜4墓，柿0.工3揉。瓜三、外虹窗保温津隔热性化能场(阴K怀、寇SC后)描对住宅物能耗的镇影响捎本文通喉过虏300显0伞多个节债能方案翁的摸拟鄙计算，跳选取代箱表性数滚据，绘袍制了外绿窗针K袋值分别古为筋3.蜘0策、已4.旅5庙、勇6.迁0尺时合的刺P-S床C西曲线图骆。图滤中听,P慨总象为全年熟采暖与歼空调总搂能悉耗刑,P夸空浓为夏季锋空调能选耗，建嚼筑平均鸡窗墙面便积忘比兆C糕M鞠=0.昼300俗9违。针1悼、上海晓2靠、南京塌3繁、武汉就4堂、重庆碧从以上导各地顶的音P自—乐S挎C网曲线图封可看出边：慧1责.沙当建筑剑平均窗钢墙田比睛C皆M婚不肚变狂,掏外到窗携K矛值增兰大文(顿保温性忌能减窄弱秤)申,棉住宅年蓝总能耗序也随之烦增耕大器;评当外写窗略K落值音从惭0.芬3烧增大陕到弓0.贡6蛮时拘,塌全地区绳各地住痰宅年总腔能耗平谎均增幅大桐15嚷%鸽左递右估.掠但漂K顷值变化旬对住宅艘夏季空铜调能耗亲影响不匙大。椅2轻.聋当建筑笑平均窗支墙土比管C渡M异不暴变颤,日外奋窗纺S付C穷值增艰大晴(蠢隔热性测能减帝弱聚)贸,观住宅年识总能耗名也随之节增驴大腐;霸当外袜窗答S耗C掠值氧从杜0.良3蜡增大酱到鸭0.邻9言时妈,舰全地区纤各地住津宅年总挂能耗平递均增荣大哲9芝%宗左芬右扁,疲但东部饰上海、爽南京等翻地增大恢值小于酸中西部哭武汉、异重庆等辽地增大郊值莫；防S捏C椒值变化篇对住宅穿夏季空碰调能耗柔影响甚运大芽,帅如在重价庆努,S技C导从湾0.丛3陵值增大胖到从0.底9围时门,灰空调能点耗增大捉约斯20伤%骂。总汁之装,S轰C型值的变胜化游,刻不仅对例住宅夏浇季空调拘能篇耗候,美而且对宾全年总盯能耗均域有影议响膝,哑因此夏丢热冬冷乡地区居无住建筑参节能应窃考虑外屋窗遮阳群隔热性定能的影紧响。冬表晕2鹿列出了谋外泛窗奶K亏、盯S身C荷值变化此对住宅资全年采朴暖与空惧调总能治耗影响糖的部分霉数据。烂四、夏卧热冬冷诊地区外尘窗热工于性能节秒能设计穿通过分垃析，在长保证住套宅节巷能积50贱%垃的目标爽下执,管本文提郑出夏热许冬冷地申区外窗缝传热系裤数翻K辉和遮阳叮系凑数撤SC涝(改太阳得爪热因核子险SHG捞C协)父的限值追表描3因，供设功计人员肤和今后外对该标赌准修改唯时参考惩。弓夏热冬闯冷地区汗居住建伟筑外窗扑的传热促系数和骄遮阳系圣数限值怨表谜3秆外墙模外窗遮体阳系栋数滨S宵C浇（系SHG护C嘴）秃外窗的庆传热系伸数悼K[W晴/充（宫m回2树·奋K缠）总]束平均窗内墙面积故比陷C绒M摸≤送0.2销5溪平均窗裹墙面积慌比鸭0.2颈5<C巷M欠≤晌0.3赶0社平均窗意墙面积鸦比卫0.3递0<C矛M播≤念0.3详5杀平均窗加墙面积品比油0.3临5<C霸M狭≤叹0.4席0管平均窗态墙面积元比建0.4挥0<C瞧M融≤届0.4梳5苏K暗≤其1.0解D听≥睁2.昼5袭ρ韵＝蓝0.7质0.请9肤（脉0.8乔0划）聪≤焦6.0盐≤悉6.0剖≤压5.0益≤额4.0此≤驶3.0瓜0.类8熄（驼0.7魄1胞）仗≤阻6.0三≤铅6.0另≤致5.5作≤爸4.5迈≤讨3.0手0.池7么（醒0.6吩2浊）缺≤纳6.0是≤胸6.0揉≤译5.5赤≤量5.0文≤舞4.0漂0.意6艘（断0.5绞3幼）今≤睁6.0诞≤瑞6.0案≤联6.0减≤葵5.0面≤素4.0询0.陷5偷（记0.4鞭4面）省≤霉6.0鲁≤倘6.0为≤忍6.0烂≤量5.0狗≤启4.0此0.疮4街（糊0.3窃6灭）轿≤园6.0管≤袄6.0趋≤伤6.0拳≤佣5.5慈≤痛4.5纪0.让3赌（纲0.2渣7殿）票≤往6.0肚≤铅6.0术≤欧6.0烟≤胶5.5拍≤呜4.5饼K深≤拘1.5撕D淡≥斑3.励0逗ρ贪＝扬0.7融0.违9污（体0.8淡0各）泻≤耀5.5箱≤吸4.0矩≤坟3.5雹≤灿2.5自---躺0.各8量（串0.7抚1岔）能≤意5.5剖≤寒4.0心≤路4.0在≤辱3.0傻≤优2.0项0.逢7牙（破0.6认2霞）予≤居5.5龙≤例4.5泉≤坑4.0主≤沉3.0鸟≤桨2.5总0.梯6洋（重0.5布3偿）眉≤捉6.0本≤床5.0客≤视4.5模≤英3.5冻≤河3.0愧0.萍5驼（李0.4龙4赢）普≤洒6.0汤≤硬5.0务≤隶4