关键词:
封闭凸阳台
辐射利用
集中住宅
夏热冬冷地区
西部高原寒冷地区
摘要:
能源是人类社会持续发展进步的重要物理推动力,我国作为人口大国,对能源更是看重。目前,我国建筑相关能源消费占全国总能源消费的45.5%,其中,建筑运行阶段能耗就占到了全国总能源消费的21.3%,而城镇集中住宅又是运行阶段能耗消费的主要对象。城镇集中住宅面积目前在以很快的速度增长中,关注城镇集中住宅建筑运行阶段能耗是降低我国能耗总消费的关键一点。阳台作为住宅建筑必不可少的功能空间,直接与室外环境接触,受自然气候影响较大,而阳台环境的波动又会对室内环境产生影响,引起室内光热风环境的波动变化,使住户采取主动干预措施对室内环境进行调节,额外运行过程能耗也就随之产生。本文以城镇集中住宅封装凸阳台为研究对象,本着优化阳台构造形式,使阳台能更好的利用太阳能辐射资源,继而减少建筑运行过程能耗的目的,在对常见封装凸阳台构造进行了解后,确定了阳台内隔断,阳台窗墙比,阳台遮阳措施三个对阳台利用辐射资源影响较大的影响因素。在Design Builder能耗模拟软件中,抽象出“井字形”模型以避免朝向因素的干扰,以夏热冬冷地区杭州地区的气候为典型,对三个影响因素进行了性能研究,讨论了各因素对于阳台利用太阳能辐射资源的影响能力和原因。抽象模型模拟结果显示,1、对于封装凸阳台,保留内部隔断更有利于建筑节能。2、内部隔断材质,在气密性良好的情况下,热工性能越优秀,对室内热环境的调节能力越强,越节能。3、阳台窗墙比对于供冷能耗的影响比供暖能耗的影响大。4、在夏热冬冷地区采取遮阳措施整体而言节能收益是可观的,其中以西向收益率最佳。5、在夏热冬冷地区,遮阳措施应以遮阳为主,隔热为辅。所以采取活动遮阳的措施能取得较大的节能收益。基于不同地区居住建筑阳台与太阳辐射的关系,文章选取了两种气候区进行典型居住建筑阳台研究,第一种气候区是夏热冬冷地区,夏热冬冷地区有着我国最为多变和复杂的气候,文章选用Climate Consultant气候分析软件对该地区典型城市进行气候分析,而后选定了三座代表不同适用形式的城市,杭州、汉中、桂林作为典型城市进行研究,针对该地区的研究能体现本研究的多样性和适用性;第二种气候区是我国西部高原寒冷地区,西部高原寒冷地区有着国内最为丰富的太阳能辐射资源储量,而当地气候多数寒冷且日较差大,文章选择兰州、银川、西宁作为典型城市进行研究,针对该地区的研究能展现研究的最大潜力。在Design Builder中建立经典户型模型,导入典型城市气候,而后进行阳台内隔断、窗墙比、遮阳措施的实际性能应用分析,最后得出各自适应的封装凸阳台构造形式并以室内空气温度初步评判最终构造模型热舒适性。结果表明:在夏热冬冷地区,起居室与阳台之间设立气密性、热工性能良好的内隔断,封装外凸面选择0.6、0.6的窗墙比大小,并设置太阳能反射率为0.5的可升降式卷帘外遮阳,外遮阳仅在非采暖期的7点到18点,且室外气温高于26℃时开启,为该地区封装凸阳台利用太阳能辐射资源的最优构造和使用形式。在西部高原寒冷地区,起居室与阳台之间设立气密性、热工性能良好的内隔断,封装外凸面窗墙比应在0.5~0.6之间,空调度日数大于零则考虑设置活动外遮阳,空调度日数为零则无需考虑遮阳措施为该地区封装凸阳台利用太阳能辐射资源的最优构造和使用形式。