4.2外窗節(jié)能構(gòu)造設(shè)計(jì)
“滬上·生態(tài)家”針對(duì)上海地區(qū)的氣候特征,在有效控制窗戶面積的基礎(chǔ)上,提出了雙層窗的節(jié)能構(gòu)造理念。雙層窗是相對(duì)單層窗而言的,其由內(nèi)外兩層窗構(gòu)成(如圖10所示),兩層窗中間裝有遮陽系統(tǒng),由于內(nèi)外窗都可以根據(jù)需要打開或關(guān)閉,因此外窗的綜合傳熱系數(shù)、遮陽系數(shù)和氣密性都實(shí)現(xiàn)可有效控制，從而實(shí)現(xiàn)有效節(jié)能目標(biāo)。
圖11為雙層窗在不同季節(jié)時(shí)的運(yùn)行控制模式。冬季:白天內(nèi)外層窗戶和遮陽簾關(guān)閉,此時(shí)內(nèi)外層窗戶間由于太陽輻射而形成溫室以降低室內(nèi)外溫差,減少室內(nèi)外散熱損失;夜間內(nèi)外層窗戶關(guān)閉,而打開的遮陽簾可使外窗綜合傳熱系數(shù)降低,從而減少外窗散熱,實(shí)現(xiàn)冬季保溫節(jié)能。
過渡季:當(dāng)室外氣溫處于舒適溫度范圍時(shí),內(nèi)外層窗戶全部打開,通過窗戶的空氣滲透量得到提高,通風(fēng)效果明顯增強(qiáng),而遮陽簾的開啟與否根據(jù)太陽輻射情況確定。
夏季:白天晴天時(shí)可開啟外側(cè)窗戶并打開遮陽簾,通過外遮陽作用控制太陽輻射,提高窗戶綜合隔熱性能,陰天時(shí)則關(guān)閉內(nèi)外窗戶,降低窗戶的傳熱系數(shù),減少由室外進(jìn)入室內(nèi)的熱量,實(shí)現(xiàn)空調(diào)節(jié)能;晚上若室外氣溫在舒適范圍內(nèi)時(shí),可全部開啟窗戶,充分利用自然能源降溫,當(dāng)不在舒適范圍內(nèi)時(shí)關(guān)閉窗戶以減少冷量散失。
在項(xiàng)目設(shè)計(jì)和實(shí)施過程中, “滬上·生態(tài)家”除南向部分窗戶采用雙層窗外,其余外窗采用低輻射中空斷熱鋁合金窗(玻璃構(gòu)造為8+12A+8LOW-E),具體性能指標(biāo)如表2所示。
表2“滬上·生態(tài)家”外窗性能參數(shù)
4,3外窗節(jié)能設(shè)計(jì)效果分析主要通過對(duì)“滬上·生態(tài)家”自然通風(fēng)、自然采光和節(jié)能效果分析驗(yàn)證外窗節(jié)能設(shè)計(jì)的合理性與有效性。
圖12為自然通風(fēng)CFD模擬分析結(jié)果圇。從圖中可以看出,在風(fēng)壓作用下建筑自然通風(fēng)效果良好。
圖13為自然采光分析結(jié)果圇。結(jié)果顯示,該建筑90%以上主要功能空間的采光系數(shù)能滿足《建筑采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50033-2001的要求,自然采光效果良好。
由于“滬上·生態(tài)家”世博會(huì)期間展示型式為住宅,會(huì)后為辦公建筑,因此該建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)除須滿足居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求外,還應(yīng)同時(shí)滿足公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求。表3為外窗相關(guān)參數(shù)與節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比結(jié)果,從表3可知, “滬上·生態(tài)家”除了北向外窗窗戶面積超出了居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求外,其他參數(shù)全部滿足要求。而能耗分析結(jié)果則顯示[1],若“滬上·生態(tài)家”以住宅方式運(yùn)行時(shí),與普通建筑相比,其綜合節(jié)能率達(dá)到了70%。而以辦公方式運(yùn)行時(shí),與普通建筑相比,其綜合節(jié)能率為運(yùn)行時(shí),與普通建筑相比,其綜合節(jié)能率為61,29％。
5、結(jié)論
本文主要針對(duì)上海夏熱冬冷地區(qū)的氣候特點(diǎn),通過外窗系統(tǒng)的理論分析,提出了一種獨(dú)特的雙層窗節(jié)能構(gòu)造體系。該雙層窗構(gòu)造可通過不同的操作模式提高外窗與氣候的適應(yīng)性,有效解決了“滬上·生態(tài)家”外窗夏季隔熱、冬季保溫和過渡季通風(fēng)的功能需求。驗(yàn)證結(jié)果顯示,其具有良好的通風(fēng)、采光和節(jié)能特性。
本項(xiàng)研究工作得到了國家科技支撐計(jì)劃課題“世博城市最佳實(shí)踐區(qū)“滬上生態(tài)家”建設(shè)運(yùn)營深化研究”課題(2009BAK43B29)的資助。
參考文獻(xiàn)
[1]11上海市建筑科學(xué)研究院.智能化生態(tài)建筘技術(shù)集成研究課題子課題研究報(bào)告——建筑節(jié)能研究.上在霧,2008
[2]上海市建筑科學(xué)研究院,智能化生態(tài)建筑技術(shù)集成研究課題子課題研究報(bào)告——建筑環(huán)境關(guān)鍵技術(shù)研究.上海,2008
[3l上海市工程建設(shè)規(guī)范.居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)DG/TJO8-205-2008
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