武汉某医院水源热泵系统水力计算的探讨-湖北土木建筑学会.doc

居住建筑围护结构 传热系数对节能效果影响的实验研究 武汉科技大学 刘秋新☆ 向金童△ 余彦洲 摘要 结合夏热冬冷地区气候特点，搭建两个模拟实验室。通过对比两实验室的空调能耗及室内温度，得出外墙内保温系统和中空玻璃对提高室内热舒适性、降低建筑能耗和提高采暖空调设备的效率效果显著的结论。运用建筑能耗模拟软件DeST-h分别模拟出实验室的冬夏季能耗，计算出模拟节能率，对比模拟节能率与实验节能率，增加实验结论的正确性与可靠性。 关键词 建筑节能 围护结构 能耗模拟 对比性实验 刘秋新，男，1956年，博士，教授 向金童，430065，武汉科技大学黄家湖校区南一524848649271@ 0 引言 随着社会经济的发展，城市建设的加快，能源问题已成为人们关注的焦点。据统计，建筑能耗已经占到我国能源消耗总量的20%—30%。建筑能耗的增大，成为制约我国可持续发展的关键问题。根据国内外发展经验，节约能源及提高能源的使用效率是一种成本较低、实施方便的优良政策，因此，我国把节约能源作为我国的一项基本政策。 在建筑能耗中，住宅的能耗约占商用建筑能耗的2倍左右，本世纪头20年将是我国建筑行业发展的黄金时期，尤其是住宅建筑发展的黄金时期，据不完全统计，与2000年相比，到2020年我国住宅建筑面积将在其基础上增加一倍以上，随着我国城市化建设的加快，每年竣工的住宅面积高达16-20亿平方米。由此可见，进行居住建筑的节能研究，适度控制居住建筑的能耗水平对我国开展节约能源的工作来说意义重大。 1 对比实验室的参数设计 本实验建筑南外墙的窗户面积过大，且窗户为塑钢单层不节能外窗，外墙的传热系数大，为典型的不节能建筑。在实验室内，砌筑一隔墙将其分为两个实验小室，该隔墙墙体为加气混凝土砌块，见下图1所示：实验室1为即将改造的节能实验室，实验室2为不做任何改变的不节能实验室，两实验小室的面积均为17.55㎡。 图1 实验室1和实验2平面图 实验室1和实验室2只有墙体、窗户、外门有区别，其它构建如屋顶、地面等均相同。实验室1和实验室2的围护结构的构造及热工参数如表1和表2所示。 表1 实验室1围护结构热工参数 名称 外墙 屋面 地面 外窗 传热系数（W/m2.k） 0.55 0.41 4.52 1.9 (SC=0.56) 表2 实验室2围护结构热工参数 名称 外墙 屋面 地面 外窗 外门 传热系数（W/m2.k） 1.8 0.41 4.52 6.4 (SC=0.9) 4.5 2 夏季和冬季实验数据统计分析 2.1 夏季实验数据统计分析 本次实验分三个阶段进行，第一阶段空调参数设为26℃，第二阶段空调参数设定为24℃，第三阶段空调参数设定为22℃，测试统计三个阶段中两个实验室全天空调累计耗电量（表3），比较这三种空调参数下实验室1与实验室2的全天平均空调耗电量的差异。 表3 夏季两实验室在不同空调参数下的耗电量 （kW·h） 空调参数设为26℃ 日期 8月14 8月15 8月20 三日平均值 实验室 1 2 1 2 1 2 1 2 全天累计耗电量 kW·h 3.53 3.83 3.49 3.8 3.63 3.88 3.55 3.82 空调参数设为24℃ 日期 8月12 8月17 8月19 三日平均值 实验室 1 2 1 2 1 2 1 2 全天累计耗电量 kW·h 5.27 5.82 4.99 5.74 5.09 5.73 5.33 5.76 空调参数设为22℃ 日期 8月21 8月27 8月29 三日平均值 实验室 1 2 1 2 1 2 1 2 全天累计耗电量 kW·h 6.75 9.58 6.51 9.58 6.56 9.74 6.61 9.53 根据表3计算出每个测试日实验室1和实验室2的空调日平均耗电量，计算结果对比如图2所示： 图2 实验室1和实验2夏季日平均耗电量对比 通过图2，可以发现，夏季实验室1全天累计耗电量明显低于实验室2全天累计耗电量，且空调设定参数越高，实验1与实验室2的耗电量差异越小，围护结构保温的节能潜力越小；空调设定参数越低，实验1与实验室2的耗电量差异越大，围护结构保温的节能潜力越大。 2.2 冬季实验数据统计分析 本次实验分五个阶段进行，第一阶段空调参数设为18℃，第二阶段空调参数设定为20℃，第三阶段空调参数设定为22℃，第四阶段空调参数设定为24℃，第五阶段空调参数设定为26℃。测试统计五个阶段中两个实验室全天空调累计耗电量（表4），比较这五种空调参数下实验室1与实验室2的全天平均空调耗电量的差异。 表4 冬季两实验室在不同空调参数下的耗电量 （kW·h） 空调参数设为18℃ 日期 12月6 12月9 12月13 三日平均值 实验室 1 2 1 2 1 2 1 2 全天累计