[發(fā)明專利]一種被動式太陽能采暖建筑的節(jié)能性能評價方法

有效

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• 申請日: 2010-12-01
• 公開（公告）號: CN102095591A
• 公開（公告）日: 2011-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊柳;朱新榮;劉加平
• 申請（專利權(quán)）人: 西安建筑科技大學(xué)
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00;G01K17/20
• 代理公司: 西安恒泰知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61216
• 代理人: 李鄭建

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及建筑節(jié)能領(lǐng)域，具體涉及一種被動式太陽能采暖建筑的節(jié)能性能評價方法。

背景技術(shù)

1、被動式太陽能采暖簡介

建設(shè)節(jié)約型社會，大力發(fā)展地域性“節(jié)能省地型住宅”，以緩解能源緊張趨勢，調(diào)節(jié)人、建筑與自然環(huán)境和資源的和諧關(guān)系已成為我國的基本國策。按建設(shè)部統(tǒng)計資料，在目前經(jīng)濟水平下，城鎮(zhèn)居住建筑運行能耗已超過全國能源消費總量的25％。我國人口數(shù)量巨大，國土與資源有限，再小的消耗乘上13億人就是巨大的量，再大的產(chǎn)量和儲量被13億人除就是很小的量。對于具體的一棟建筑物，其能耗的數(shù)量并不大：北方地區(qū)普通采暖建筑每平方米的年采暖能耗大約25-40公斤標(biāo)準(zhǔn)煤，但對于全國超過200多億平方米的采暖建筑，能耗量是驚人的。具體到每個公民，每年用于建筑中的能耗量也是很有限的，但13億人的總能耗量可以占到國民經(jīng)濟總能耗的三分之一。同時，我國幅員遼闊，地區(qū)差異十分顯著，從南到北，從東到西，氣候條件、地理環(huán)境、自然資源、城鄉(xiāng)建設(shè)與經(jīng)濟發(fā)展、生活水平與社會習(xí)俗等都有著巨大的差異，造成了對居住建筑的不同需求。針對不同地域社會經(jīng)濟技術(shù)發(fā)展水平、氣候與自然環(huán)境條件、采暖與降溫方式和建筑用能結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)地從居住建筑形態(tài)、空間組織、構(gòu)造體系、技術(shù)集成、太陽能等可再生能源利用的途徑等方面研究如何通過建筑設(shè)計的方法提高居住建筑熱環(huán)境質(zhì)量，實現(xiàn)大幅度節(jié)約能耗，是全面提高建筑節(jié)能水平的必由之路，對于提高我國整體節(jié)能水平具有極其重要的現(xiàn)實和長遠(yuǎn)意義。

2.被動式太陽能采暖建筑性能評價方法的引入

為節(jié)約我國北方采暖地區(qū)(嚴(yán)寒、寒冷氣候區(qū))居住建筑采暖能耗，建設(shè)部于1986年頒布了我國第一部建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)——《民用建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)(采暖居住建筑部分)》(JGJ26-86)，并于1995年12月發(fā)布修訂稿。其節(jié)能目標(biāo)為“節(jié)能50％”，是指在1980～1981年當(dāng)?shù)刈≌ㄓ迷O(shè)計的基礎(chǔ)上節(jié)約50％的采暖能耗。該標(biāo)準(zhǔn)給出了各城市建筑圍護結(jié)構(gòu)應(yīng)達(dá)到的保溫水平，在建筑進行設(shè)計時應(yīng)該遵循這些指標(biāo)。如果建筑某項指標(biāo)不能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求時，可以對建筑的“耗熱量指標(biāo)”以及“耗煤量指標(biāo)”進行計算，如果建筑的耗熱量指標(biāo)小于該地區(qū)耗熱量指標(biāo)的限制值，即可判斷該建筑滿足節(jié)能50％的要求。

在《民用建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)(采暖居住建筑部分)》中，建筑“耗熱量指標(biāo)”在一定程度上考慮了太陽輻射熱量對室內(nèi)環(huán)境的影響，例如，針對透明和不透明圍護結(jié)構(gòu)，采用“圍護結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)修正系數(shù)”對傳熱系數(shù)進行修正。各地區(qū)各個朝向的修正系數(shù)有不同的取值。該標(biāo)準(zhǔn)中給出了典型城市不同朝向典型圍護結(jié)構(gòu)狀況下的修正系數(shù)取值表，但是，該表格僅給出了8個典型城市兩種玻璃類型情況下外墻、屋頂和外窗的修正系數(shù)值。這使得計算結(jié)果的準(zhǔn)確性受到很大程度的制約。首先，北方地區(qū)城市之間氣候有顯著差異，表中未列出的其它城市的修正系數(shù)值不易確定；另外，隨著新材料新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，玻璃類型也越來越豐富，對太陽輻射的透過性能也有很大差異，僅給出兩種類型玻璃的修正系數(shù)會帶來使用過程中的諸多問題。

針對實施過程中面臨的各種問題，中華人民共和國住房與城鄉(xiāng)建設(shè)部對《民用建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)(采暖居住建筑部分)》(JGJ26-86)進行了修訂，并于2010年3月18日發(fā)布了《嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ26-2010)，原標(biāo)準(zhǔn)同時廢止。在這個標(biāo)準(zhǔn)中，建筑圍護結(jié)構(gòu)熱工性能的判斷仍然是以建筑的“耗熱量指標(biāo)”來評價，只是對“耗熱量指標(biāo)”的計算方法進行了修正。其中，關(guān)于太陽輻射對不透明圍護結(jié)構(gòu)(屋頂和外墻)的影響仍然采用“傳熱系數(shù)修正系數(shù)”來考慮；關(guān)于太陽輻射對透明圍護結(jié)構(gòu)(外窗、外門等)的影響不再采用傳熱系數(shù)修正系數(shù)的方法，而是分別計算通過外窗的溫差傳熱和透過透明圍護結(jié)構(gòu)部分的太陽輻射得熱。引入了“太陽輻射修正系數(shù)”來考慮窗戶的太陽輻射透過性能。但是，鑒于太陽輻射透過不同類型玻璃的計算復(fù)雜性，標(biāo)準(zhǔn)中僅給出了3mm標(biāo)準(zhǔn)玻璃PVC(或木窗)以及鋁合金窗的太陽輻射修正系數(shù)值，當(dāng)設(shè)計建筑的玻璃及窗框材料與標(biāo)準(zhǔn)中不同時，難以準(zhǔn)確獲得通過透明圍護結(jié)構(gòu)的太陽輻射量。