基于EETP指標的夏熱冬冷地區(qū)居住建筑圍護結(jié)構(gòu)熱工性能及經(jīng)濟性研究.pdf

1、目前,建筑能耗占全國社會總能耗的27％以上。隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展以及人們對居住環(huán)境要求的日益提高,建筑能耗的比例正不斷增加,預計到2020年,建筑能耗將增長到社會總能耗的35％,建筑節(jié)能成為中國節(jié)能戰(zhàn)略的重點。按照我國節(jié)能標準設(shè)計的建筑,與發(fā)達國家相比相差很大,外墻的導熱為發(fā)達國家的3～4倍,屋頂是2.5～3.5倍,外窗1.5～2.2倍,門窗透氣性為3～6倍,因此圍護結(jié)構(gòu)保溫隔熱水平是建筑節(jié)能的重要環(huán)節(jié)。
　　 本文首先針對夏

2、熱冬冷地區(qū)特殊的氣候條件,提出了居住建筑圍護結(jié)構(gòu)整體熱工性能評價指標EETP(Evaluation on Energy and Thermal Performance)。EETP是用來衡量建筑單位體積和溫差所耗能量的指標,該指標將建筑圍護結(jié)構(gòu)整體的熱工性能看作一個系統(tǒng),評價圍護結(jié)構(gòu)總體熱工性能是否滿足標準而不是對局部熱工性能技能型規(guī)定。為衡量圍護結(jié)構(gòu)在不同季節(jié)的熱工性能,EETP指標劃分為空調(diào)期指標EETPc、采暖期指標EETPH和全年

3、指標EETPY。EETP指標計算公式的參數(shù)包括圍護結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)、熱工參數(shù)以及計算用氣象參數(shù)。圍護結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)包括墻體、屋頂、玻璃窗的面積以及建筑體積等可體現(xiàn)出建筑窗墻比和體形系數(shù)的參數(shù);熱工參數(shù)包括建筑外墻、屋面及外窗的傳熱系數(shù),外墻、屋面的太陽輻射吸收系數(shù)及玻璃的遮陽系數(shù);氣象用計算參數(shù)是建立在在空調(diào)期和采暖期基礎(chǔ)上,包括室內(nèi)外平均溫差、屋頂和各朝向墻體等效溫差以及標準窗的太陽得熱因子,室內(nèi)外平均溫差為空調(diào)期或采暖期室外平均溫度與室內(nèi)

4、設(shè)計溫度的差值,等效溫差、標準窗太陽得熱因子以及外遮陽系數(shù)均采用空調(diào)期或采暖期內(nèi)Equest模擬軟件反算的方法得到。
　　 選取上海、長沙、韶關(guān)和成都四個典型城市作為夏熱冬冷地區(qū)A、B、C和D四個子區(qū)的代表,建立了四個城市EETP指標與建筑負荷和能耗的線性回歸方程,包括EETPc與峰值冷負荷、累計耗冷量及空調(diào)能耗的回歸方程,EETPH與峰值熱負荷、累計耗熱量及采暖能耗的回歸方程,以及EETPY指標與全年能耗的關(guān)系。為了驗證EET

5、P評價指標的準確性,將計算結(jié)果分別與Equest和DeST軟件模擬結(jié)果進行對比分析,結(jié)果表明應用EETP法進行能耗及負荷計算是合理的,計算結(jié)果是可信的。
　　 為使EETP指標更有效的指導居住建筑圍護結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計,將其與《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標準》(JGJ134-2001)中的規(guī)定性指標進行擬合,得到滿足該地區(qū)標準時上海、長沙、韶關(guān)和成都四個城市圍護結(jié)構(gòu)EETP指標的極限值,當建筑EET指標值低于該地區(qū)EETP指標極限值

6、,則認為達到國腳標準的要求。同時在國家標準的基礎(chǔ)上,對不同節(jié)能程度時的EETPC、EETPH、EETPY指標極限值進行了計算,其結(jié)果可為居住建筑圍護結(jié)構(gòu)綜合優(yōu)化提供參考依據(jù)。
　　 為了得到不同因素對EETP指標及建筑年能耗的影響,本文重點分析了建筑體型系數(shù)、外墻/屋面/外窗的傳熱系數(shù),外墻/屋面的太陽輻射吸收系數(shù)、玻璃的遮陽系數(shù)和窗墻比等因素,將各個因素對EETP指標及年能耗的影響進行敏感度系數(shù)分析,得到了各因素對四個典型城市

7、空調(diào)期、采暖期及全年能耗影響的權(quán)重,該結(jié)果對圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能改造具有指導意義。
　　 圍護結(jié)構(gòu)經(jīng)濟性分析是本文的主要研究目的,論文利用得到的EETP計算方法對建筑圍護結(jié)構(gòu)進行了全壽命周期圍護結(jié)構(gòu)經(jīng)濟性分析,建立了建筑節(jié)能技術(shù)經(jīng)濟評價模型。該模型是一個開放的模型,對所有節(jié)能方案都可以進行描述,同時還可以將不確定性因素增加到模型中,對基礎(chǔ)建筑模型的墻體/屋頂、玻璃窗及多種節(jié)能方案進行經(jīng)濟性分析,利用評價結(jié)果對方案的優(yōu)化作為直接指導。