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小型办公建筑能耗特性的比较研究 邯郸职业技术学院 魏一然 王京 邯郸建设银行滏东支行 陈志宏 摘要 针对建筑面积在3000平米以下的小型办公建筑，根据建筑所处地域、功能、体形系数、朝向、窗墙面积比、遮阳、围护结构传热等因素，应用Dest-2和正交试验法，针对建筑使用能耗进行全方位、全生命周期的分析。其结果表明，建筑面积、建筑的正面朝向、室内温度、窗墙面积比、机器与照明热、窗玻材料、屋顶传热系数是影响建筑夏季冷负荷主要的因素，设计和控制好这些因素是实现建筑节能目标的重要手段，在建筑设计过程中要充分考虑以上因素对建筑能耗的影响。 关键词 小型办公建筑 耗冷量 耗热量 建筑节能 1引言 目前，建筑耗能已与工业耗能、交通耗能并列，成为我国能源消耗的三大能耗大户。我国每年新建房屋约20亿平米，其中城市建筑约10亿平米，大型公共建筑占不到城镇建筑总量的4%。可见小型公共建筑的数量相当可观，研究以办公建筑为代表的小型公共建筑能耗，对建筑节能同样具有十分重要意义。 2 研究方法 建立了基准层面积分别为500m2、700m2、900m2的建筑模型，在不同朝向、外遮阳、建筑形状比（正面长/侧面长）、外遮阳、室内设定温度、围护结构传热系数、窗墙面积比、室内散热、窗玻材料等影响建筑能耗的因素下，采用正交试验和DeST-2模拟分析软件，通过改变因素的水平，对建筑全年的得、失热量进行分析，找到了10个因素搭配的最佳水平，并分析不同的因素对建筑得、失热量影响的主次关系，建立得、失热量与主要因素的函数关系。 3 建筑模型的建立与输入条件选择 3.1 建筑模型 按不同的基准层面积和形状比在Dest软件中构建办公建筑模型，图1为基准层面积700平米、形状比1：2的建筑，由于篇幅所限，文中其它建筑模型不再显示。 3.2 气象参数选择 本文以河北省邯郸市为例。夏季平均室外气温29.9℃，夏季平均室外风速2.0m/s，冬季室外平均温度1℃。冬、 夏季室外逐时气温参数依据当地气象部门提供的气象数据。 3.3 输入条件 输入条件分固定参数和变化参数 3.3.1 固定参数的输入 固定参数的取值主要参照现行相关国家及地方标准、设计规范以及实际工程的常规做法，考虑到试验结果的可比性，对不同形式的办公建筑采用了一致的输入参数，如：建筑层数、层高、外窗位置等，其取值见表1。其中选定办公室人员密度为0.2人/m2，新风量依据《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019—2003的规定，取30m3/h·人。 表1 固定参数 建筑层数 三层 人员密度 0.2人/m2 空调面积比 70% 新风量 30m3/h.人 层高 4.0m 换气次数 0.5次/h 外窗位置 正面设置 空调时间 7时～20时 3.3.2 变化参数及水平选取 影响建筑能耗的变化条件和水平的参数选取见表2 表2变化条件和水平的选取 变化条件 水平因素选取方案 1 2 3 A 基准层面积 500m2 700 m2 900 m2 B 正面朝向 南 北 西 C 形状比 1：1 2:1 3:1 D 外遮阳 无 遮阳1 遮阳2 E 室内设定温度 夏季24℃ 冬季20℃ 夏季26℃ 冬季20℃ 夏季28℃ 冬季20℃ F 外墙传热系数 2.0W/m2·℃ 标准层18mm 多孔砼70mm 1.2W/m2·℃ 标准层18mm 多孔砼150mm 0.67 W/ m2·℃ 标准层18mm 多孔砼300mm G 正面窗墙面积比 60% 35% 10% H 机器热＋照明热 10 W/ m2 30W/ m2 50W/ m2 I 窗玻材料 6mm普通玻璃 普通中空 内张膜（单层） J 屋顶传热系数 0.54 W/ m2·℃ 标准层150mm 苯板保温层 70mm 0.83 W/ m2·℃ 标准层150mm 苯板保温层 40mm 1.77 W/ m2·℃ 标准层150mm 苯板保温层 10mm 有关参数说明如下： 房间的性质定位为普通办公室，建筑内部发热量包括照明、家电和人体散热，计算时分别取3个水平。其作息时间按DeST默认值选取，见图2～图7； 夏季室内设定温度依据《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003中舒适性空调室内计算参数设定为3个水平：24℃、26℃、28℃。 建筑内部发热量（包括照明、家电和人体散热）：人员散热按单位面积人数0.2人/ m2，人均发热量64W/人计算；机器热+照明热取10 W/m2、30 W/m2、50 W/m2三个水平； 冬季室内设定温度均为20℃； 建筑方位以该建筑长边正交线所指方向为正面朝向，由于试验模型的建筑面积、体形系数、形状比各不相同，为便于结果分析，本试验将整个建筑外表面的窗墙面积比与正面窗墙面积比设为相同