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伊朗居住建筑新型东西外墙构造节能分析

Masoud Taheri Shahraein  
【摘要】: 建筑围护结构的热工性能是建筑能耗的重要影响因素之一。研究通过围护结构的热损失对于节能建筑的设计非常重要。 过去二十年中,位于单层平房之间的多层住宅在伊朗的大城市中(例如马什哈德)不断发展。该建筑的墙体材料为热性能较差的粘土空心砌块,在马什哈德地区,90%以上的建材是这种粘土空心砌块。而且按照伊朗穆斯林的建筑设计规则,不能从这种类型的建筑里看到位于其东西侧的单层平房。因此,这种住宅的东西外墙没有窗户,建筑平均窗墙面积比在0.1~0.2之间。本文主要研究伊朗穆斯林居住建筑的东西外墙对建筑能耗的影响,对此多层建筑的墙体传热进行了全面研究,分析了建筑能耗的不同影响因素以及各种建筑节能方法的可能性。重点讨论了用新墙体构造(采用保温材料)代替伊朗穆斯林建筑原墙体构造(粘土空心砌块墙)后对减少建筑能耗的作用。为此,采用模拟和现场实测相结合的方法对伊朗马什哈德两栋不同墙体构造(一栋为普通构造,一栋为改进构造)的住宅能耗进行研究。做了以下工作:1)比较两种类型住宅的热工性能,采用CFD软件PHOENICS模拟了间歇空调+自然通风工况下建筑周围及室内的风速,并确定了夏季自然通风条件下房间的通风换气次数(ACR)。室内风速分布模拟结果显示:室内大部分区域(约95%)为舒适区,通风换气次数(ACR)可达23次/小时。2)采用实验室测量(热箱法)和软件模拟(K-Value,Therm-6)的方法对墙体进行研究,模拟及实测结果显示:用改进墙体替代原墙体后,墙体热流分别减少了59%和45%,“延迟时间”和“衰减倍数”的实测与模拟结果吻合较好。3)还利用全年动态能耗模拟软件DeST-h对两种类型的住宅能耗进行了模拟,以评价不同因素对建筑空调采暖能耗的影响。模拟结果表明:采用自然通风可减少80-90%的空调运行时间;普通建筑能量损失的主要途径是东墙、西墙、屋顶和地面,分别占总能耗的19%、18%、14%和7%。4)将马什哈德两栋实际建筑的能耗及墙体热流实测值(分为长期和短期)进行比较得出:普通住宅的能耗比改进住宅多43%,且普通住宅的东西外墙热流比改进住宅高94%。5)对住宅采暖空调能耗模拟值与实测值进行分析,两者较为一致。模拟与实测结果显示:建筑空调负荷分别减少29%和24%,建筑采暖负荷分别减少34%和30%,说明用改进墙体替代原墙体可显著减少建筑能耗。 综上所述,由于改进墙体与原墙体的施工工期和成本相似,而改进墙体有利于建筑节能。因此对于本文所研究的居住建筑类型,在不增加成本的前提下,采用新的保温墙体构造替代原墙体可减少能源需求,是迈向可持续建筑的重要一步。


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