办公楼外围护结构节能设计分析广州地区.docx

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1、在计算思路上,DOE2软件接受的是一种正向思维,即依据室外气象条件、围护结构状况,计律出至内温度以及室内得热SL对要限制室内热环境的房间,由选定的供暖空调系统依据室内负荷状况供应冷热量,以维持室温在允许的范围内波动。DOE2软件的计算过程是一个动态平衡的过程,后一时刻室内温度、冷热负荷以及供暧空调设备的耗电量要受前一时刻的影响.DOE2软件依据输入的建筑状况（建筑结构、围护结构材料、供暖空调方式和系统布置形式、室内人员活动规律、照明设备状况）和室内设计温度值,动态地计算出隹筑的全年能耗。2办公楼相关资料21建筑基础资料该办公楼正面朝南,主体6层雨都2层（如图1）；建筑总面积Iolo6m2,其中

2、空调面积800Om2。图I办公楼平面图2.2内焦源人员密度:0.2人/m2;照明负荷指标:20W/m2;设备负荷指标:3OW/m2。23作息状况（见表）表I作息情况时间24:008:0015:00*15:0019:。020:0023:007:0012:00140018:0022:00人如大0I0001000200设和%0I0001000200灯为%05005001000空调关开关开关开关2.4空调机的性能系数办公楼设分体空调机,空调机性能系数C0P=2.6,不设供暖系统。某办公楼外围护结构节能设计分析广州高校摘要：下绍了DoE2软件的能耗计算原理。模拟分析了该办公楼在不同的建筑外用护结构下的全

3、年能耗,对建筑围护结构设计提出f建议。关键词：DOE2建筑节能能耗设计。引言要实现国家九五支配和2010年发屣规划提出的建筑节能50%”的目标,可以接受的措施主要有1:a）增加外国护结构的保温隔热性能和采光效果,以削减冷量、热量和照明电能的消耗。建筑物中的门窗、外墙、屋面和地面为建筑的主要耗能部位,其中门窗的能耗最大,在华南地区,门窗能耗约占建筑外用护结构热损失的40%-50%2.b）接受科学的限制手段,依据须要供应建筑冷、热和电,避开不必要的消耗。C）多运用自然能源,如风能、太阳能及地冷、地热等,削减传统能源的消耗。其中外围护结构方案的选择是建筑节能设计首先耍考虑的问题,外围护结构的热工性能

4、是确定建筑能否节能的基础。建筑外围护结构主要包括门窗、外墙、屋面和地面,它们相互影响、相互制约,单纯地加强某一个或几个方面的节能性能,并不愿定能使建筑达到良好的总体节能效果和实现节能的经济性.笔者针对目前建筑设计中存在的对外围护结构的综合节能效果和经济性缺乏全面分析的问题,接受DOE2软件对广州高校的一栋行政办公楼外围护结构设计方案进行模拟分析和经济性比较,并对其围护结构方案提出建议。IDOE2软件的能耗计算原理该程序是美国国家能源局开发的大型标准程序,是建筑制冷、制热能耗计算中广泛运用的有效工具3.建筑的传热过程是一个动态过程,建筑的得热或失热随室内外气候条件的变更而变更。DOE2软件正是运

5、用动态计算方法分析建筑的能耗及其影响因素,它接受反应系数法计算建筑围护结构的传热量。反应系数法是先计算围护结构内外表面湿度和热流对一个单位.角波湿度扰量的反应,计算出围护结构的吸热、放热和传热反应系数,然后将随意变更的室外温度分解成一个个可登加的三角波,利用导热微分方程可会加的性质,将国护结构对每个温度三角波的反应叠加起来,得到任时刻围护结构表面的温度和热流。在反应系数己知后就可利用下式计算n时刻,从室外通过板壁围护结构向室内的传热得热量qn。8（fn=Yjt,*）-1Zr,ll./（1）f0*0式中为第（八-/）时刻室外综合温度；J*j为第（N-P时刻室内温度；Yj,Zj为反应系数.1234

6、50789IO )1 12 月馀图3某空调房间全年温度变化曲线i-fr hM,d, 30w28372ePs13s79Il13UI?WSl232Tl2931日斯图4某空调房间X月份温度变化曲线I35791113IS17IB212326272931日用图5某空调房间I月份温度变化曲线4.1单项节能措施模拟数据的分析比较单项节能措施的模拟数据见表3及图6,7：对各个单项节能措施的模拟数据进行分析可以得知:3建筑模型的建立及方案的确定利用DoE2软件依据已知的资料建立空调能耗分析模型,图2是其物理模型。模拟时先制定个用护结构基本方案,然后分别变更屋顶、外墙、外窗材料,水平遮阳方式,建筑外表面颜色,得到

7、6个单项节能方案,见表2。2汾用炉络帕碉，耀方案.t*MB*i*.TB.-*AI11HHRKO-eiMHHMtaMHUAHllHfltIWi7力WHIHa微句，IHttXftM0MJMMAll1方，*0IYKs，(K*(a.LIAIsM方索3nSKOWflWsJ何气|1MaIuZ8R*PUM科H方u*w，sIunaaiMtm竹方，好收名eC自，3.3.ir*IUw彳勺U，3(I”乃4CYMR1fttt.autL*I.”2I5毫”0火盘图2建筑物理模型首先分析单项节能措施的节能效果,然后把各项节能措施组合起来进行模拟分析,确定各个综合节能方案的优劣。依据新颁布的受热冬暧地区居住建筑节能设计标准，

8、建筑的窗墙比接受其建议值:东西向30%;南北向45%4。4模拟数据分析比较图3-5为一个典型空调房间的全年温度、8月份湿度、1月份温度模拟结果。从图中可以看出冬季不须要供暖;房间夏季温度变更曲线符合空调作息模式,温度满足设计要求。考虑到高校校内建筑整体规划的须要,建筑外表面颜色不选用白色或浅灰,故从综合方案1中去除白色或浅灰饰面项。即接受方案2,4,6的节能措谑,模拟其综合节能效果。综合方案3只接受方案2,4,5的节能措施,模拟其综合节能效果.综合方案4只接受方案2,4的节能措施,模拟其综合节能效果。综合方案5,6,7,8把综合方案1,2,3,4中的塑钢窗换成成本较低的一般铅合金窗,其他的节能

9、措施不变,得到综合方案5,6,7,8,模拟其综合节能效果。8个粽合方案的模拟结果见表4.4整合方案曾模IalfiIIfCS分Vt全年中HIkwTf、收/MtA比ftaHMkT3C价比SunIOS102.447.3tt,*rIViHS.wnma.I$雄合方*】II*41学乙缘保.90-IlYIlfYXBD6乙峰收.w*w*g岸*乙做川介畲.(1ftm,r8,1hx.5结论从4.1节的分析可以看出,在单项空调整能措施模拟中蝇钢窗比铝合金窗节能9%左右,但在媒合节能方案中这种优势己经不存在,相对应的综合方案两者的节能效果已无多大区分,并且在接受r铝合金窗的综合方案5,6,7,8中,它们的性价比比相对

10、应的粽合方案1,2,3,4都高。所以综合方案5,6,7,8应当优先考虑,假如综合考虑建筑设备的节能率(围护结构节能47%已基本满足节能50%的目标)、投资的回收年限及性价比，则综合方案5是首选。参考文献1张晓键.建筑节能设计的要点浅析.天津建设科技,2003(1)WftWH1kK瞅*a座方塞e8，AliI8IM9.2*Z20“2.5e9*4MBOg0QW11，IlJ2B?Mt9*4RK1：?。方案Jh协2IMUS，j1IKM12:M2畲宙HlQ黑货4”1SJ1，I4IJVINW.双州“IM12?方案，11E3NJAl9方ArR.ITT“Il4Ml44*CvwrK.-,.vR*fte2M,.*t

11、tnsw*u，.AUfAiiiMlBIAn.r*xa*s.KO-frehnQ.1.*MftUktf4-Aa)办公楼空调整能的主要措施是接受节的外窗、对屋顶保温顺设固定遮阳板。b)在广州地区外墙的传热系数K=1.0W(m2C)左右(模拟计算时K=1.17W(m2P)已经能满足节能要求,再减小传热系数,不但节能效果不明显而IL成本很高;但K太大则会使能耗大幅度增加,建议不要接受黏土实心砖(K=2.32W(m2(C)c)屋顶节能措施的节能作用仅次于外窗节能措施.屋顶节能措施除增加热阻外,还可以接受绿化屋面、增加屋顶遮阳设施等以增加遮阳系数(或减小吸取系数)。对模拟建筑,假如在局部2层的屋顶接受绿化屋

12、面,除节能外,还有增加建筑中庭美观和改善建筑凹区内做气候的效果,同时可削减对四周房间的长波辐射.d)建筑外表面饰面材料的色泽对建筑能耗仃很大的影响,选择表面颜色更接近白色的材料仃利于节能,并且几乎不增加投资。e)设固定遮阳板对削减空调能耗作用明显(节能11.4%),而且投资回收年限短,应当激励接受.4.2综合节能方案的确定和节能效果、经济性的分析比较现在对各个单项的外围护结构节能措施进行组合,再模拟分析各种组合节能措施的节能效果.综合方案1广州禁止运用黏土砂外墙,允许运用的各种空心醇或加气混凝土外墙的传热系数基本在L0W(m2C)左右,小于1.5W(m2*C).依据前面的分析,不考虑外墙保温。接受表1中方案2,4,5,6的节能措施,模拟其综合节能效果。综合方案22颜宏亮.建筑外围护结构门窗节能技术概述.节能,2002(2)3中国建筑业协会建筑节能专业委历会.建筑节能技术.北京:中国支配出版社,19964JGJ752003夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准资料来源：