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建筑热环境与建筑节能相关控制法应用研究 在确定围护结构隔热-节能控制指

时间:2017-5-15 9:03:00   来源:本网   添加人:admin

  建筑热环境与建筑节能相关控制法应用研究>在确定围护结构隔热-节能控制指标中的应用黄恒栋,i焦京旭(华中科技大学建筑学院,武汉430074)标(标准)的一种新科学方法。它是根据(湖北地区)建筑室外气候特征参数、室内热环境质量特性参数和围护结构应具有的并能适应当地气候特征的隔热特性参数相关的客观事实,提出了室内热环境质量控制条件。由此求出表征室内外热量通过分介面(围护结构)交换过程的隔热控制参数的限定值,即得到围护结构既能适应当地气候特征又能满足室内热环境质量要求的隔热控制指标(标准)进而通过节能要求指标〔5〕,的转换作用因子,窗墙面积比S的转换作用因子,最后可求出围护结构一墙和窗的隔热控制指标与隔热――节能控制指标,用以控制建筑隔热与建筑节能设计。

  建筑围护结构是构成建筑室内空间及热环境的限定边界,又是分隔室内、室外两个空间及其热环境的分界面。通过此界面,室内、室外空间(热环境)之间总是存在着能量和物质的交换。因此,可将建筑围护结构所分隔的室外空间(热环境)室内空间(热环境)及其分界面整体地视为一个孤立的建筑热环境系统能量与质量的交换只限于室内、外空间(热环境)子系统之间进行。显然,室外气候特征参数与围护结构热特性参数确定了室内热环境质量状况反之,在室外气候特征参数不变条件下,室内热环境质量的改善,则要求围护结构的热特性相应地随之增强因此,该系统内,室内、外气候特征参数,室内热环境质量特性参数和围护结构的热特性参数之间,实际上存在着一种相关联系1.1室内热环境质量控制条件我国长江以南地区,过去国家未制定出统一的夏季空间(人工控制)条件下的建筑热环境与建筑节能设计标准因此,我国民用建筑热工设计规范(GB- 50176-93产提出:在自然通风条件下,房间外围护结构的屋顶及东、西墙的隔热设计以下式作为控制室内热环境质量的验算根据□m为室外计算最高温度/C.上述规定,对长江以南室外气温较高的地区,室内热环境质量对位于其中的人而言,只能是可忍耐的热平衡情况在无人工控制室内热环境条件下,隔热设计只能采取综合防热措施,在自然通风条件下,只能作此权宜规定现在,研制长江以南地区,夏季在室内空调条件下,即在室内热环境质量人工控制条件下的室内热环境、围护结构的隔热、节能控制指标(标准)新问题,显然是建筑热环境系统内的一个能量由:1999- 11黄恒栋ia9A7cal男1湖北汉阳人1'1授,主要事建筑节室外通过围护结构的单向不稳定传热过程因此,找出上述所选定的各类特征参数和特性参数相互联系,即找出确保人工空调控制条件下的室内热环境质量要求的控制条件,便是解决本问题的关键根据人体皮肤温度的平均值33- 35°C,室内较舒适的热环境质量在上因此,在上述室内热环境质量控制条件(3)中,选定室内热环境界面一一围护结构抵抗室外热谐波作用的特性参数衰减倍数V(或热惰性指标Do)和阻止室外热量进入室内的特性参数传热阻Ro作为室内有人工控制(空调)环境下满足上式所表征的室内热环境质量控制条件的围护结构隔热控制参数,并取其满足室内热环境质量要求的最小限定值作为围护结构的隔热控制指标、为保证室内热环境质量不产生过大的波动变化,故室外传至围护结构内表面温度波幅1 C,上因此,本文提出下面更简单的换算关系式(见湖北地区建筑热环境与建筑节能综合评价研究组资料(二)):代入:75红砖)寸2赶mm燹痛睐<-雄p结构内表面温度波梅wc>室内空气度i,(C)结构内表面温度务(X结构内表面与室rt空气祖度差雄七s你ss mi搁女r歧铖崧刺E崧汝铒凇拓S豚ff炉S3 ffis您腱栌'逋哩3¥隹钿邶蹈诨氐菝扣例凶爱昶2寸dO 11491,00.930.163637室内表面温度振帻室内空气湿度WC)室内表面度内表面与室内空气温差加f(XT)热惰性指标传热阻Cfto.uOmikW/m2)进入宣内最大热谊man(kw/ra2)热惰性指标CDdmin 1传热阻Cftv〕min(kW/m2)进入室内最大热量〔扣i〕nuR CW/m2)例E崧2f窗的隔热控制:指标蝈遐班吝铒起崧龈劫靼豳定铝坻获褰世屮筚-铝靼蝉敦若+胜啡一“闭特征参数与特性参数,提出它们之间的相关联系表达式-室内热环境质量控制条伟在此基础上,选定围护结构抵抗室外热波作用的特性参数和其阻止室外热量进入室内的特性参数-热惰性指标Do和传热阻R.,作为表征围护结构满足夏天室内热环境质量要求的围护结构的隔热控制特性参数。由控制条件(3),限定它们的最小值〔R〕m便求得隔热控制指标,即当地室外气候特征参数所确定的建筑围护结构的隔热控制指标(标准)由此说明,”建筑热环境与建筑节能相关控制法“科学地整体相关联地和客观地解决了夏季建筑隔热设计与建筑节能设计标准的新问题同时,方法简捷易于操作,可吸引建筑师参与建筑节能设计并执行该建筑节能设计标准在隔热控制指标中,增补了辅助的隔热控制指标,即通过界面进入室内热量(或室内得热量)的最大限值〔qoLx因为在室内外能量交换中,室外热量总是流入室内而影响室内热环境质量同时借此控制指标可估计夏季建筑室内每单位建筑面积上的得热量为:上式在建筑隔热-节能设计中,可用以评估建筑隔热-节能设计的效益。

  在隔热控制参数中,围护结构的衰减倍数V和热惰性指标D在抵抗室外热谐波作用上是等价的。它们由多层有限平壁传热理论近似计算(A. MlUKOIOBEP)公式相联系。本文之所以能选取围护结构热惰性指标Do为直接隔热特性控制参数并确定其控制指标〔D〕min,是因为本文提出了更简便的V与D的计算-节能控制指标,用以控制当地建筑热环境与建筑节能设计由上面论述可知,“建筑热环境与建筑节能相关控制法”思路明确层次清晰、方法简便、易于操作、在确定隔热-节能、保温-节能控制指标应用中具有科学性实用性,在方法论上具学术价值和创造性。若按此法编制成程序则更易使建筑师掌握执行进而拓想,倘使能给出我国各类气候分区中大、中城市的室外气候特征参数,则可计算出全国城市夏天隔热-节能控制指标和冬季保温-节能控制指标表格,尚可绘制成全国城镇气候分区的上述隔热-节能和保温-节能控制指标“等值线图”,更便于统一我国南方隔热-节能设计标准和北方保温-节能设计标准