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居住建筑节能设计计算与评价方法研究

任俊  
【摘要】: 本文提出并研究了用EHTV法进行居住建筑节能设计计算与评价。EHTV建筑节能设计计算与评价法包括:建筑围护结构EHTV指标、EHTV空调采暖耗电量计算及基准EHTV指标。 建筑节能设计中围护结构的设计和能耗指标的计算非常重要。对居住建筑,我国已颁布了包括采暖地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区三个节能设计标准,对北方寒冷地区,用建立在稳态传热基础上的有效传热系数法进行能耗计算;对夏热冬冷地区、夏热冬暖地区,围护结构受室外动态温度和太阳辐射热的综合作用,明确应采用动态方法计算围护结构传热。 建筑围护结构传热量指标(Envelop Heat Transfer Value)是单位建筑面积通过各围护结构的传热量。EHTV指标中考虑了外墙、外窗、屋面的温差传热及太阳辐射热作用,也包括了围护结构在动态热作用下的蓄热和放热影响。EHTV简化计算的基础是将这些动态热作用分解为等效温差、标准窗太阳辐射得热等参数,而且系统地提出外遮阳系数,简化了建筑遮阳对外窗太阳辐射得热的计算方法。 建筑能耗计算不仅考虑围护结构的传热,而且要包括空气渗透传热、内部得热、室内照明、空调采暖设备的能效比等因素。在室外动态变化的气象条件及围护结构动态传热的影响下,这些参数对能耗的影响非常复杂,难以用理论公式简单计算。本文提出了空调采暖耗电量系数和建筑物形状修正系数,在一个简单的公式中综合了上述各种影响。 夏热冬暖地区的建筑节能设计标准已采用规定性指标及性能性指标进行节能设计,EHTV法简化了能耗计算方法,适用于性能性指标的设计。基准EHTV指标则创新地解决了受规划要求、地形、使用条件等限制的各种体形建筑节能控制指标为相同带来的矛盾,明确建筑节能设计的关键是提高围护结构的保温隔热水平及设备能效比。 EHTV指标及相关参数的研究方法是建立在对一个设计模型用动态模拟程序DOE-2进行模拟计算的基础上,研究的关键是建立的模型及计算条件要具有代表性,分解各因素的方法要科学。本文以室外气象条件为依据划分各地空调、采暖计算期,EHTV指标各参数是空调、采 西安建筑科技大学博士学位论文 暖计算期的平均值。研究表明EHTV指标及参数能客观地反映围护结构的动态热作用。 EHTV指标的研究吸取了国外及香港地区OTTV指标的研究经验,在其基础上进行了创 新。首先是扩大了指标的适用范围,OTTV主要是针对炎热地区的空调节能指标,EHTV指标 能适用于各种气象条件,此外EHTV的能耗计算方法,解决了OTTV指标不包括空气渗透、 采光、空调采暖设备等因素,不能直观反映建筑能耗的不足。 本文以 EHTV指标、能耗计算方法及基准ElnV指标为基础,设计了EHTV计算程序, 将各地的计算参数放入数据库,可以直观、方便地进行EHTV指标、基准EHTV指标计算, 并评判设计的建筑是否符合节能要求。 EHTV的研究表明其方法合理,使用方便,和动态模拟程序DOE一2的计算结果相比,EHTV 的计算结果误差较小,数据可靠。EHTV法能适应各种气象条件下的节能设计和计算,EHTV 指标能反映建筑围护结构的保温隔热水平,基准EHTV指标为更合理的节能设计指标。因此 EHTV指标及能耗计算方法有很好的推广应用前景,必将促进我国的建筑节能工作发展。


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