6窗墙比.ppt

1、窗墙比对北京冬季居住建筑热负荷的影响。一、意义：窗户是建筑设计中独特的组成部分。在中国北方的冬天，窗户承担着两个矛盾的任务：隔绝室外空气温度的热传导和获取太阳辐射的热量。本项目的主要任务是通过模拟计算，分析不同窗墙比对北京地区居住建筑热负荷的影响。二。定义，窗墙比：某一方向的窗面积与总围护结构面积(墙外)的比值。本文用x表示。冬季供暖最大热负荷：指供暖系统在单位时间内为达到室外温度下所需的室内温度而需要向建筑物提供的最大热负荷。(初始投资)供暖季累计耗热量：供暖系统在整个供暖季(今年11月15日至次年3月15日)为达到所需室内温度而向建筑物提供的累计热量。(运营成本)3 .物理模型：考虑到本课

2、题的要求，拟采用以下物理模型：施工场地：北京楼：7层楼：3米高；住户：4*7个房间；卧室外墙：混凝土外墙外保温系统，传热系数K2=1.034W瓦/平方米*千；外窗：中空低辐射铝合金双层玻璃窗，其传热系数K1=3W/m2 * K Sc=0.67；建筑示意图如下：内部干扰设置：人员热干扰：最大人数：3人(总指标)最小人数：0人(总指标)人均热值：53W作息时间：周一至周五1:00-8:00 100% 9:00-19:00% 20:00-22:00 50% 23:00 00 30% 23:00-24:00 100%，光热干扰：最大功率：2.35更改建筑物南北包络的窗墙比：x=0.25 x=0.35

3、x=0.45 x=0.55 x=0.65。模拟结果如下表所示：(1)冬季最大热负荷分析：从上图可以看出，随着窗墙比的增加，建筑的最大热负荷也随之增加。这是因为冬季建筑供暖的最大负荷一般发生在清晨(在这种情况下，是早上6: 00)，此时太阳辐射不起作用，所以窗户成为一个完整的散热部件，隔热性能低于墙体(K1K2)，所以窗墙比增加，供暖设计负荷也相应增加。此外，增加窗墙比相当于降低围护结构的总蓄热能力，使其对外界气温变化敏感，削弱了外界扰动的衰减和延迟能力。(2)采暖季累计耗热量：分析：从上图可以看出，随着窗墙比的增加，建筑的累计耗热量呈现出不同的趋势。从稳态角度来看， Q1=Q2 Q3 C(为简

4、化分析，其他因素均设为定值)Q1-围护结构热损失Q2-供热系统供热Q3-太阳辐射进入室内的热量，Q1=KFt K -围护结构总传热系数：k=x * k1 (1-x)可见，X的变化会影响围护结构总传热系数。Q3=x * f * sc * ii-太阳辐射强度sc-窗玻璃遮阳系数：Q2=(x * k1(1-x)* k2)ft-x * f * sc * I-c=ft(k1-k2)-I * sc、当t(K1-K2)- I*Sc=0时，Q2不随x的变化而变化。当t(K1-K2)- I*Sc0时，Q2 (x)单调下降。此时，窗口是整个加热期间的热增益组件，本文中的朝南窗口就是一个例子。注：可以看出，窗户的遮

5、阳系数也可以使窗户在吸热部件和吸热部件之间转换。想象一下，随着科学技术的快速进步，玻璃窗的隔热性能将接近墙壁。窗户与墙壁的比例将如何影响冬季建筑的热负荷？将上述物理模型的外窗改为内膜中空玻璃窗，其传热系数建议为K1=1.0 W/m2*K(靠近墙体)。考虑到最不利的北墙，我们继续使用建筑模拟软件DeST-h模拟上述模型冬季的热负荷。由上图可以看出，由于窗户(靠近墙体)传热系数的变化，供暖期的累积负荷随着窗墙比的增大而逐渐减小。因此，总的来说，北窗也成为供暖的一个组成部分，但最大供暖负荷仍随着窗墙比的增加而逐渐增加。这是因为当最大负荷发生时，虽然窗户和墙壁的隔热性能相当，太阳辐射没有发挥作用(早上

6、6: 00)，但围护结构的整体蓄热能力减弱，使其对外部气候变化敏感，减弱了外部扰动的衰减和延迟能力。结论：在当前技术条件下，当窗的传热系数大于墙的传热系数时，建筑的最大负荷随着窗墙比的增加而增加，但采暖季的总热耗负荷随着窗墙比的增加而不同，这两个指标是矛盾的。(1)如果仅仅从节能的角度来看，我们更注重第二个指标。此时，如果窗户被设计成吸热部件，窗户与墙壁的比例越大，建筑就越节能。然而，有必要使窗口成为热接收部件，即t(K1-K2)-I*Sc小于零。从目前的情况来看，仍然很难将北窗设计成吸热部件。因此，对于朝南的窗户，在选择合理层数和采取有效措施降低热耗的情况下，可以适当增加窗户面积，以充分利用太阳辐射热。对于朝北的窗户，在满足客厅光环境等其他要求的情况下，可以适当减少开窗面积以降低能耗。从经济角度来看，这两个指标需要同