404-内遮阳行为调节对建筑全年空调能耗的影响研究.pdfVIP

内遮阳行为调节对建筑全年空调能耗 的影响研究 1 *1、2 2 1 高飞 龙恩深 钱思如 丁珮 （1.四川大学灾后重建与管理学院 成都 610065； 2.四川大学建筑与环境学院 成都 610065） 摘 要：窗户是影响建筑室内空调能耗高低的一个重要部分。通过窗户进入室内的热量 由温差传热和日射得热两部分构成，由于窗户的保温隔热性能较差，且日射得热所占空调能 耗份额较大，故其相对其他围护结构对建筑能耗的影响更大。本文以成都地区某居住建筑为 例，运用特征温度法，从全年不同时间尺度深度剖析了内遮阳对建筑空调能耗的影响。结果 表明，采取窗帘这类能随人行为调节的内遮阳设施，其节能效果十分显著，采用深色窗帘、 浅色窗帘、白色窗帘可使全年空调能耗分别降低20.1%，35.1%，45.2%。 关键词：行为调节；特征温度法；内遮阳；空调能耗；成都地区 0 引言 窗帘等遮阳措施对建筑的全年空调能耗的影响是非常显著的，这已被世界各国的工程实 践和理论所证实，得到了普遍的认同 [1] 。但当前建筑在设计建造时往往较少采用外遮阳设 施，大部分建筑在建成后安装遮阳帘幕，采用内遮阳来进行遮阳隔热[2] 。关于内遮阳措施对 建筑空调能耗的影响，国内已有不少学者做过相关实验或模拟研究，都一致肯定了内遮阳对 空调能耗的节能作用[3~6] 。但大多研究未把人员因室内环境变化而灵活运用窗帘作为一种调 节方式考虑进去，把类似窗帘的这类内遮阳的遮阳系数简单考虑成一个固定值。因而笔者在 研究中结合内遮阳措施各自的特点，运用特征温度法，将人如何灵活利用窗帘等内遮阳设施 调节室内热环境考虑到模拟计算中，并从逐时、逐月及全年等不同时间尺度深度剖析内遮阳 的节能作用。在倡导行为节能的背景下，量化出内遮阳行为调节对建筑空调能耗的影响，对 引导公民增强绿色低碳意识意义重大。 1 研究方法和建筑模型 1.1 研究方法 太阳辐射经窗户进入室内，影响室内热环境，对空调能耗造成影响。对于窗帘形式的遮 阳方式，人们往往能通过开拉窗帘的方式调节进入室内的太阳辐射，改善室内热环境，因此 室内温度是影响人开拉窗帘的重要因素。针对该问题，本文运用龙恩深教授提出的特征温度 法[7] ，其特征温度物理意义是，当房间传热过程达到稳定状态时，外界传入房间空气总热量 与室内空气传出热量的能力之比。研究中采用EnergyPlus 气象数据库的气象参数，针对成都 地区，在考虑太阳辐射得热对采暖和制冷能耗的不同作用后，选取无遮阳时室内特征温度t∞ 资助：国家重点研发计划 （2016YFC0700400 ），国家自然科学基金） 作者简介：高飞（1993.10- ），男，在读硕士研究生，E-mail ：1135472415@ 通讯作者：龙恩深（1964.03- ），男，博士，教授，E-mail ：longes2@163.com 通讯地址：四川省成都市一环路南一段24 号四川大学 邮编：610065 及室外空气温度tw作为本研究中人员开拉窗帘的调控依据，首先根据太阳辐射、室外空气温 度等气象参数分别计算出全年8760 个小时各时刻无遮阳时的室内特征温度，然后利用Excel 软件中的条件筛选功能选取满足不同情况的各个时刻，并给定相应遮阳系数，最后重新计算 室内特征温度并获取建筑空调能耗。遮阳系数的筛选条件设置如下：当室内特征温度t∞ 26℃及室外空气温度tw ≥26℃时，即认为此时室内有制冷需求，为在此时能有效减小室内 冷负荷，假设居住者人为采取内遮阳措施（即拉上窗帘，对应Excel 表中的遮阳系数项取为 对应遮阳措施的遮阳系数）；由于太阳辐射有利于减小采暖能耗，假设其余时间内遮阳始终 处于全开状态（遮阳系数取 1），从而将人如何利用行为调控改善室内热环境充分考虑到内 遮阳的节能过程中。 1.2 建筑模型 本文模拟计算所采用的建筑模型是一栋南北朝向的居住建筑，其南立面如图1 所示。建 筑地上4 层，层高3.0m，建筑总面积857.802，体型系数为0.60，南北朝向窗墙比分别为 0.23、0.24 ，东西朝向无外窗，建筑主要参数见表1。为了更好说明不同内遮阳形式对建筑能 耗的影响，本文考虑3 种内遮阳形式。其中，白色窗帘对光的反射率较大，遮阳系数取0.1，