Study on the impact of window shades’physical characteristics and opening modes on air conditioning energy consumption in China

This paper focused on the impact of window shades’physical characteristics and opening modes on annual air conditioning energy consumption of residential buildings in China.Three building models with different window layouts were proposed initially,and then validated by the dimensionless indicator annual energy performance(AEP)to determine the final building model adopted in this study.Harbin,Beijing,Guangzhou,Changsha and Kunming were selected to represent five different climate zones in China.The shading model has taken six physical characteristics of window shades,viz.outer emissivity,inner emissivity,solar transmittance,solar reflectance,thermal infrared transmittance,conductivity and two opening modes,viz.up&down mode as well as left&right mode,into consideration.Besides,the window shades operation schedule was summarized through 949 valid questionnaires.The annual air conditioning energy consumption was calculated via EnergyPlus software,and then the impact of the above different opening modes and parameters on energy use were investigated.The analysis results indicated that the top&bottom opening mode is better than the left&right mode when used in Harbin,and the effect of two different modes in air conditioning energy consumption in Kunming is similar.But in the other three cities,the left and right mode is preferred.Besides,the analysis results of the impact of different physical characteristics on air conditioning energy use in different climate zones could help improve the energy performance of window shades.

基于机器学习的外窗百叶外遮阳性能预测与敏感性研究

在建筑围护结构中越来越多地使用透明围护结构,会导致高能耗和光热环境不适等问题。为了解决这一问题,遮阳作为一种减少建筑的能源消耗和改善室内环境较为有效的手段被越来越多地使用。为探究百叶外遮阳参数对遮阳性能的影响程度,采用机器学习算法预测遮阳性能,利用基于机器学习的改进敏感性分析法探讨了影响遮阳性能的2类参数(建筑和遮阳)的局部和全局敏感性,确定影响最大的参数。研究结果表明:XGBoost预测热环境、能耗指标精度最高,而随机森林算法预测光环境指标效果最好。同时发现遮阳参数是影响室内热环境和建筑能耗的最重要因素,整体权重均在0.5以上;建筑参数显著影响室内采光,其权重高达0.9左右。

建筑节能设计Low-E玻璃窗的遮阳参数取值分析

节能外窗属于精密工业制品,也是建筑工程外围护结构的重要组成部分。为能降低房间内的夏季太阳得热,工程中通常采用低辐射Low-E玻璃外窗,但由于国家及各地区的技术规范对Low-E玻璃窗的参数取值不尽相同、审图机构的把握尺度不一、门窗厂家的加工技术水平参差不齐,为能解决Low-E玻璃外窗的遮阳参数取值和选型困难的问题,达到概念清晰、数据可靠、便于实施的目的,文中采用公式计算和查表对比的方法,对规范的遮阳参数概念作补充说明,同时结合江苏某住宅项目的工程实践,给出Low-E玻璃窗遮阳参数的取值原则和建议,并认为一般Low-E玻璃的自遮阳系数取值最高不应超过0.60。

基于多目标优化的夏热冬冷地区固定式遮阳设计研究——以江西工艺美院综合楼为例

合适的固定式外遮阳能够控制太阳辐射进入室内,是一种有效的建筑节能措施。研究选取坐落在景德镇的江西工艺美院综合楼南立面,试图寻找对过热季节和过冷季节目标都有较好回应的遮阳构件形式,并形成一套适用于夏热冬冷地区的固定式遮阳构件多目标设计方法。研究以Grasshopper平台为基础,通过对景德镇地区气候进行分析,完成遮阳构件的选型以及过热季节和过冷季节时段的确定。基于此,进行了自变量和目标设计,构建了简化的参数化模型。通过Ladybug平台完成日照计算,通过Octopus平台完成基于遗传算法理论的多目标优化,得出两种遮阳类型的帕累托最优解集。并进一步筛选出以12片间距0.12 m、长0.16 m,向下倾斜25°的单片百叶构成的水平平面百叶式遮阳构件这一最优解。经验证,此遮阳构件的设置使房间内过热季节太阳辐射平均值下降了56%,过冷季节太阳辐射平均值下降了30%,较好地回应了多目标需求,形成了夏季有效遮阳、冬季少影响得热的效果。由于夏热冬冷地区具有较为相似的气候特征,该地区建筑对于遮阳构件设计的目标较为一致,故这一基于多目标优化的固定式遮阳构件设计方法可以在夏热冬冷地区建筑上广泛应用。

夏热冬暖地区外窗遮阳一体化装置的开发与应用

合理的遮阳措施是改善室内环境舒适性、降低空调能耗、提高节能效果的有效途径。在分析各类遮阳设施优缺点的基础上提出外窗遮阳一体化装置具有广阔的应用空间和前景。文章介绍了一种自主研发的外窗遮阳一体化装置,经济性良好,安全性和耐久性有保证,同时对建筑外观形式、通风采光无不利影响,日常使用便利易维护,并在某技能实训中心项目的东西向外窗遮阳中使用。外窗遮阳一体化装置也可以在不改变原有建筑外观形式的基础上对既有建筑进行节能改造。外窗遮阳一体化装置的推广使用,为建筑外遮阳设计提供了良好的技术支持,促进提升建筑外遮阳设计的高水平应用,对建筑节能降耗方法和措施做出贡献,符合我国建筑行业高质量发展和绿色发展要求,具有显著的经济效益和社会效益。

某电厂空冷钢塔风压特性风洞试验研究

采用同步测压风洞试验技术,对某电厂空冷钢塔内外表面风荷载进行了研究,并考虑了透风率对展宽平台和百叶窗内压系数的影响,得到了塔体的层阻力系数。结果表明:展宽平台和百叶窗的外表面风压分布与上部塔体明显不同,塔体外表面负压极值出现在展开平台以上靠近喉部的高度处;随着透风率增大,冷塔内表面风压系数绝对值减小;在0.3倍塔高以下部分,层阻力系数较大,处于0.6~0.9之间,此高度范围在结构设计时应重点关注。

夏热冬冷地区被动式建筑外窗节能参数研究

随着中国建筑节能技术的发展,探索夏热冬冷地区被动式建筑外窗主要热工因素能够满足更高的建筑节能要求,以及促进双碳目标的实现。文章用Energy Plus软件建立被动式建筑热工模型,以窗户朝向、窗墙比、太阳得热系数、传热系数和遮阳方式为变量,模拟并分析夏热冬冷地区被动式建筑能耗。结果表明,窗墙比、传热系数、太阳得热系数与建筑总能耗呈正相关,在各朝向对能耗的影响程度不同,南向窗墙比从0.3增大到0.7时,采暖能耗降低2.46 kW·h/m^(2);东南西北4个朝向在夏季使用外遮阳的平均节能率依次为18.63%、18.62%、32.15%、0.15%。夏热冬冷地区被动式建筑,南向外窗节能潜力最大。

深圳居住建筑夏季自然通风降温实验研究

以深圳市六种布局不同、楼层不同的居住建筑为对象,调查了夏季室内热环境,测试了不同通风工况下围护结构内表面以及室内外温湿度,分析了居住建筑在夏季采用自然通风降温的可行性,比较了持续自然通风与间歇自然通风的优劣以及不同遮阳方式的遮阳效果,提出了采用自然通风降温方式的条件及建筑设计中应改进之处。

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大空调负荷所对应的时刻空调节能率上升是全年空调节能率大幅提高的原因。研究结果对于以夏季空调能耗为主的夏热冬暖地区的建筑节能具有参考意义。

武汉地区居住建筑遮阳现状分析

调查结果显示,武汉地区居住建筑设计时较少考虑遮阳,大部分居民使用了临时性遮阳。以兼顾夏季遮阳和冬季日照为原则提出了武汉地区居住建筑南向水平遮阳和北向垂直遮阳构件尺寸的确定方法,并用该方法分析了该地区居住建筑典型遮阳的构件尺寸。

重庆地区外窗遮阳能效模拟分析

针对重庆地区夏季太阳辐射强,且用户在外窗采用各种遮阳形式但遮阳效果却不理想的问题,建立能耗计算模型进行模拟分析。采用以DOE-2为内核的建筑能耗计算模型工具,分析了重庆地区4种典型居住建筑中遮阳系数与能耗的关系,着重分析了东、南、西、北朝向上各遮阳系数与建筑能耗的关系。经分析得出:各建筑类型四朝向上遮阳系数与建筑能耗呈线性关系,且重庆地区不可忽略北向遮阳对采暖能耗的影响,在夏季应特别注意东、西向遮阳。

外窗遮阳系统太阳得热系数及其对空调负荷的影响

为研究外窗遮阳系统的太阳得热系数全年变化规律及外窗遮阳系统对空调负荷的影响,以南京市为例,对外窗遮阳系统的太阳得热系数在全年逐月的变化规律、3种外窗遮阳系统在不同朝向方位角上的年太阳得热系数及外窗遮阳系统对房间空调负荷的影响等进行了研究。结果表明:南向双玻中空外窗遮阳系统全年的月太阳得热系数相差最大达到0.10,且夏季太阳得热系数比冬季低13%;采用中置卷帘遮阳和外置水平百叶遮阳的外窗系统空调节能效果较好;此外,外窗遮阳系统的年太阳得热系数与空调全年累计负荷存在正相关关系,且采用中置卷帘和内置百叶遮阳的南向外窗,其全年累计负荷降低率大于采用相同遮阳形式的西向外窗。

智能遮阳材料的应用性能初探

通过调节水溶性聚合物配比和无机盐配比,可以使智能遮阳材料的转变温度、透光率、转变灵敏度及迟滞性等达到最佳.日间曝晒结果表明,透明状态的智能遮阳材料可使曝晒箱升温30℃,不透明状态的该材料可在同等条件下具有阻止曝晒箱内温度升高9℃左右的遮光效果,有利于缓解夏季的过热现象.该智能遮阳材料可耐1 000次高低温循环,5年以上的自然曝晒,凝固温度低于-10℃,环境温度高于转变温度时可保持1年以上均匀稳定的白色不透明絮状.

激光测高仪接收望远镜杂散光仿真分析与试验

针对高分7号卫星在轨运行环境,建立激光测高仪杂散光仿真模型,针对空间环境三种光线来源,定量分析光机结构的杂散光特性,提出利用百叶窗次镜遮光罩和外遮光罩的抑制结构,以消除直射杂散光影响。通过点源透过率试验,模拟轨道环境,测试出不同轴外视场的杂光比最大仅为1×10^-3,满足卫星指标要求。验证结果表明:无直射杂光时,多次反射造成的杂散光比例不影响卫星图像对比度。

基于采暖空调能耗的武汉地区建筑南向窗口遮阳设计

武汉地区夏季太阳辐射强烈,对空调能耗有着重要影响。通过窗口外遮阳的设置可以调节太阳辐射,从而达到降低建筑能耗的目的。以武汉地区建筑为例,采用能耗模拟软件PKPM,分析了南向不同遮阳形式和尺寸的窗口外遮阳对建筑全年空调采暖能耗的影响。研究表明,南向窗口外遮阳对建筑空调采暖能耗有较大的影响,不同形式和尺寸的遮阳对建筑能耗影响差别较大。并得出武汉地区南向窗口采取综合遮阳制冷负荷最小的结论。

建筑节能门窗及技术研究现状

门窗节能是建筑节能的重要环节,从门窗结构设计、关键材料、遮阳系统及热模拟等方面介绍建筑节能门窗及技术的研究现状,阐明了节能门窗结构、材料及相关技术的发展趋势,分析了门窗-遮阳一体化技术、热模拟技术等先进技术在节能门窗中的应用情况,提出了节能门窗的发展建议,为节能效果更佳、适用性更强、经济性更好的节能门窗的研究开发提供参考。

住宅建筑窗的水平遮阳方式优化设计及节能分析

窗户是建筑物维护结构的热敏感部分,其太阳辐射得热对夏季空调负荷和冬季供暖均有着十分重要的影响.因此,最优的遮阳方式和遮阳参数尺寸就成为建筑节能研究的一个重要内容.本文以冬、夏季平均降荷系数辅遮阳系数和全年综合降荷值为衡量遮阳降荷的指标,以重庆地区南窗和西窗为研究对象,对水平遮阳板的尺寸和板窗距对冬、夏季和全年的降荷效果进行了综合分析计算,并在综合其他因素的基础上,得出了该地区的南窗遮阳板的最佳设计尺寸和板窗距.但水平遮阳在西窗综合降荷(节能)方面效果不理想,应该考虑综合遮阳措施.

典型建筑在不同外遮阳形式下的节能率分析

建筑外遮阳是降低建筑空调能耗的一个重要的措施。利用EnergyPlus对我国五类气候区下的四类典型建筑采用4种不同外遮阳形式的节能效果进行模拟分析。通过结果分析提出了不同气候区下不同类型建筑较适宜采用的外遮阳形式,为不同气候区典型建筑实际工程采用的遮阳方式提供了设计依据和理论支持。

建筑外遮阳百叶形式对视觉通透度影响研究

建筑外遮阳构件不仅对提高建筑的热工性能、改善室内光热环境具有显著的效果,同时也影响使用者对建筑空间环境的感受,是当前绿色建筑设计研究的重要内容。利用建筑空间环境实验室开展实验研究,分析外遮阳百叶形式对外窗视觉通透度的影响机制,建立回归方程,计算出满足最低通透度需求的外遮阳百叶角度,为建筑外遮阳构件的多目标优化设计提供科学依据。