外窗能耗与外窗节能技术探讨

本文应用传热理论阐述了外窗的热工特性，从散热途径的分析，提出了外窗节能的各种技术措施。文中用大量翔实的资料、数据对各种节能措施的效果进行了分析对比。最后，介绍了国内外有关外窗节能的几项高、新科技成果。     

被动式建筑外窗节能技术的研究现状

从被动式建筑外窗的传热系数计算公式出发,分别从外窗的玻璃、外窗的窗框、外窗的暖边间隔条、外窗的安装方式等方面总结分析了现在国内外的外窗研究现状。通过对比分析,得出适用于现行被动式建筑外窗的结论。研究旨在为被动式房屋外窗选择上提供具有实际意义的想法,提高被动式建筑的节能效率。     

北京市既有建筑外窗节能改造效果分析

为了得到对既有建筑外窗进行节能改造的社会经济效益,本文调研了北京市既有非节能建筑现状,并以某办公楼为例,通过实际测量和模拟计算两种手段来综合分析对该建筑进行外窗改造后的室内温度状况,分析结果显示对既有建筑外窗进行节能改造可明显提高室内温度。利用PKPM软件计算该办公楼外窗改造前后的单位面积耗热量变化,并进行相应经济性分析,分析结果显示该案例投资回收期过长,建议政府创新金融激励机制以有力推动既有建筑节能改造。     

不同气候区外窗对建筑能耗的影响分析

通过TRNSYS软件模拟不同传热系数的建筑外窗,在严寒地区和夏热冬暖地区,对建筑冷、热负荷的影响。分析得出,节能外窗在严寒地区夏季空调能耗的节能率为8.9%,冬季采暖能耗的节能率为39%,全年总建筑能耗的节能率为31%;在夏热冬暖地区夏季空调能耗的节能率为8.0%,冬季采暖能耗的节能率为22%,全年总建筑能耗的节能率为8.6%。由此可见,外窗在严寒地区的节能效果要明显优于夏热冬暖地区。因此,在新建建筑的节能设计和既有建筑的节能改造中,严寒地区应更加重视外窗部分。     

第三步建筑节能对发展节能窗的机遇与挑战(上)

2004年7月1日北京市的<居住建筑节能设计标准>(节能65%)正式实施.该"标准"是在第二步节能设计标准(节能50%)的基础上,再节能30%.而且这部分节能率完全由提高建筑物围护结构的热工性能来实现,而不考虑靠采暖系统效率的提高来分担.建筑门窗是建筑物围护结构的重要组成部分,而且在整个建筑能耗中,经外窗的传热、辐射和空气渗透的热损失大约要占建筑物采暖能耗的一半左右,可见外窗对建筑节能的重要性.     

建筑水平外遮阳板角度对其与外窗间传热效果影响的分析与研究

根据传热学原理,利用数学模型对建筑水平外遮阳板与外窗之间的热传导、辐射传热和对流传热进行模拟分析得出随遮阳角度变化的传热效果曲线图,同时采用Fluent软件进行实验验证,归纳出传热效果随遮阳角度的变化规律。     

窗墙比与外窗类型对皖南办公建筑负荷影响分析——以安庆市某办公建筑为例

基于DeST-c软件,以皖南地区安庆市某办公建筑为研究对象,模拟研究建筑窗墙比与外窗类型对建筑负荷的影响。结合采光、美观和节能等因素,采用分配权重法得到皖南地区东西向窗墙比的设置应介于0.341～0.351之间为优;北向窗墙比的设置应当介于0.406～0.416之间为优;南向窗墙比的设置应当介于0.439～0.449之间为优。结合窗墙比分析结果,研究建筑模型装配不同类型节能门窗的建筑负荷。结果表明:对于皖南地区制冷能耗,玻璃种类影响显著,装配Low-e中空玻璃的铝合金、断桥铝合金、塑钢、集成木材外窗相比于装配普通中空玻璃,其空调节能率分别提高了44.14%、76.72%、78.22%、50.00%。而窗框系统的保温性则对于采暖能耗具有重要意义。建议皖南地区使用塑钢门窗装配Low-e中空玻璃的外窗系统,当以铝合金单玻外窗系统为基准时,其采暖节能率为26.08%,空调节能率为78.22%,全年累计总负荷节约了11.21%。     

太阳能直接受益外窗热平衡关系优化分析

为了寻求直接受益外窗得失热平衡关系,得到窗户与窗帘的最佳组合形式,分析了直接受益外窗昼夜得失热过程,建立了相应数理模型。依据我国太阳能资源和建筑热工综合分区,选取诸多典型城市,研究各地在其特定的太阳辐射、室外气温条件下,不同类型外窗与内置窗帘组合情况下热平衡关系,获得了太阳能直接受益外窗得失热平衡点。为各地区直接受益外窗和内置窗帘优化设计提供依据。     

中国东部双层窗节能的计算机模拟研究

运用计算机建立数学模型，完成对墙体和窗户的传热模拟。并对不同窗型和双层玻璃间空气层厚度对传热的影响进行了分析，认为在中国东部最佳节能型窗的空气层厚度为４０ｍｍ的单框双层窗。     

建筑外窗热工性能对空调能耗与节能的影响分析

利用建筑环境模拟软件DeST-c,对广州某办公建筑外窗热工性能对空调能耗的影响进行了计算,计算结果表明减小外窗遮阳系数能显著降低空调能耗,当遮阳系数从0.9减小至0.2时空调耗冷量可降低26%;而外窗传热系数对空调能耗影响较小.并通过对全年逐时空调节能率进行分析,研究了遮阳系数影响空调能耗的机理,发现遮阳系数减小引起较...     

窗墙比和体形系数对办公建筑能耗的影响

济南地区某公共办公建筑,其围护结构按照高效节能的设计方法进行设计。运用Dest软件对该建筑进行能耗模拟,模拟该建筑的逐时能耗,分析不同体形系数和窗墙比对建筑物能耗的影响,以及两者共同作用下的影响。通过模拟结果得出:窗墙比对夏季负荷的影响要大于对冬季的影响,冬季窗墙比越大,能耗变化率相对较小;而体形系数的不同对建筑物空调能耗的影响变化较小。     

Energy savings of office buildings by the use of semi-transparent solar cells for windows

The study investigated a PV window that consists of a double glazed window with semi-transparent solar cells. The window provides natural light transmission as well as electricity production. The effect of the PV window on energy consumption of office buildings was analyzed in terms of heating and cooling loads, daylighting, and electricity production. The purposes of the study were to find the optimum solar cell transmittance and window to wall ratio (WWR), and to estimate energy savings of the building. A standard floor of an office building was modeled to run computer simulation, and annual energy simulation was performed with EnergyPlus. The results showed that the solar cell transmittance of 40% and WWR of 50% achieved the minimum electricity consumption in the building when artificial lighting was controlled with daylighting. The optimum solar cell transmittance for PV windows in different orientation was also presented. By using the optimum PV window, the electricity consumption was reduced by 55% compared to the single glazed window with WWR of 30% and no lighting control.     

美国、加拿大窗户能耗等级评价体系综述

窗户带来的建筑能耗是巨大的。同时显著影响室内环境的热舒适程度。合理地进行住宅窗户材料选择和结构设计，可有效降低采暖或制冷能耗、节省费用。该文对加拿大、美国建立的窗户能耗等级评价体系的原理及应用进行概述，并对两者的评价结果进行比较；分析了太阳得热系数对降低能耗、提高热舒适性的重要性，为在中国建立相应的窗户能耗等级评价体系、设计开发节能新产品提供积极的参考。     

湖南地区住宅建筑能耗探讨

通过对湖南地区住宅建筑抽样调查,统计了其能耗状况、体形系数、窗墙比及窗墙材料等情况,分析了这些因素对该地区住宅建筑能耗影响,指出要降低住宅建筑能耗,在建筑设计时就应做好体形系数、窗墙比及窗户等的规划设计,在使用过程中要注意搞好绿化措施及提高居民的节能意识。     

南京地区窗户的传热系数和窗墙比对住宅能耗的影响

使用清华大学研发的建筑能耗模拟软件DeST,对南京地区某典型住宅进行动态能耗模拟,分析了不同窗户传热系数和窗墙比对住宅能耗的影响规律,得出南京地区住宅类建筑节能中的一些注意点。     

广州地区建筑围护结构能耗分析

分析总结出广州地区建筑围护结构中不透明部分、半透明部分(玻璃窗)和朝向三个因素对建筑整体能耗的影响规律:围护结构中半透明部分比不透明部分的建筑整体能耗大,东西朝向比南北朝向的建筑能耗大。     

Optimization of building window system in Asian regions by analyzing solar heat gain and daylighting elements

This paper presents and optimizes the annual heating, cooling and lighting energy consumption associated with applying different types and properties of window systems in a building envelope. Through using building simulation modeling, various window properties such as U-value, solar heat gain coefficient (SHGC), and visible transmittance (Tvis) are evaluated with different window wall ratios (WWRs) and orientations in five typical Asian climates: Manila, Taipei, Shanghai, Seoul and Sapporo. By means of a regression analysis, simple charts for the relationship between window properties and building energy performance are presented as a function of U-value, SHGC, Tvis, WWR, solar aperture, effective aperture, and orientation. As a design guideline in selecting energy saving windows, an optimized window system for each climate is plotted in detailed charts and tables.     

Preparation and characterization of gasochromic switchable-mirror window with practical size

To evaluate its efficiency, a prototype switchable-mirror glass with the size of 0.8 m×1.2 m was fabricated using DC magnetron sputtering. By introducing 4% hydrogen gas in Ar, it can be switched from the mirror state to the transparent state within 15 s. We installed the prototype switchable-mirror window in our testing facility and monitored energy consumption of the air conditioner in the room. Preliminary results show that the switchable-mirror window can save about 34% of cooling load compared with a transparent double-glazing window in sunny climate.     

建筑形式对太阳能热利用的影响研究

以上海地区的住宅建筑为研究对象,通过模拟分析的方法,采用DeST软件计算确定建筑逐时的采暖、空调能耗,研究分析窗墙比对建筑全年采暖能耗、全年空调能耗以及全年采暖、空调总能耗的影响规律,研究分析太阳辐射热增加所导致采暖能耗的降低幅度与外围护结构保温性能两者之间的定量关系。计算结果表示在夏季外窗遮阳和夜间通风的条件下,加大南向窗墙比可增强太阳能的热利用效率,降低建筑全年的采暖、空调总能耗;而外围护结构保温性能的增强则可降低室内向室外散热的程度,相应提高对冬季太阳辐射的热利用程度,从而达到降低采暖能耗的目的。     

干打垒遗产建筑保护性低碳节能改造研究

以一栋典型干打垒建筑为研究对象,为解决其保护不善问题,提出了多种因素、多个目标综合分析的保护性低碳节能改造策略。建立干打垒建筑信息模型,为后续改造和管理提供数据支撑。在不影响文化和历史价值的基础上,研究了在外墙和屋顶上添加内保温材料以及更换外窗。考虑保护方法、传热系数限制和当地材料等因素,选取了6种保温材料和4种窗户类型,建立了24种工况。分别模拟和估算各个工况的能耗、碳排放和生命周期成本。基于节能、低碳及经济三个目标,采用分类比较与综合比较相结合的方法评价各个工况。结果表明,采用发泡聚苯乙烯(EPS)和90系列隔热铝合金窗,能耗、碳排放及成本最低,是最佳方案。该优化方法可以促进既有建筑创新节能和低碳改造方法的发展。