重庆地区居住建筑外窗的节能设计研究

【摘要】： 建筑节能是建筑可持续发展的重要内容,也是当今世界的潮流和需要。随着经济迅速发展和人们生活水平不断提高,居住舒适性空调建筑迅速得到普及,空调能耗大幅度增加。我国是个缺能大国,空调高能耗势必制约地区的经济发展和人民生活水平的提高。如何通过改善建筑围护结构热工性能,降低建筑能耗成为急需研究的课题。 外窗、墙体、屋面、地面是建筑围护结构的四大部件,其中外窗的保温、隔热性能最差,通过外窗损失的热量最大。因此,外窗是影响建筑能耗的主要因素之一,对外窗采取节能措施是建筑节能的重要手段。 本文的研究思路为:调查重庆地区的建筑外窗使用现状—分析窗户的结构组成材料—理论分析窗户相关性能与建筑能耗的关系—计算机模拟分析窗户性能与建筑能耗关系—对重庆地区的外窗节能设计提出有效的措施和建议。 首先,作者对重庆地区住宅建筑外窗使用现状进行了实际调研,调研发现,该地区既有建筑的外窗设计对建筑节能非常不利,能耗巨大。新建项目虽然有所改善,但由于市场的驱动等原因,开窗面积大、使用不节能窗材料的现象依然普遍存在。 本着对窗户的组成材料与窗户结构进行全面分析了解的基础上,分析了建筑外窗热工性能与构造对建筑空调能耗的影响,提出了居住建筑节能窗的选择方法。接着,论文找出了外窗对建筑能耗影响的相关因素,并阐述了建筑遮阳技术在该地区的应用。 接着,论文运用能耗模拟软件Doe2IN,模拟计算并分析了外窗的主要性能(包括窗墙面积比、窗户的传热系数K值、窗户的遮阳系数以及外窗的朝向)与建筑空调能耗之间的关系,并借助正交试验的方法确定了几种因素对能耗影响的主次顺序:窗户传热系数K值窗墙面积比朝向遮阳系数。同时,论文用理论计算的方法找出了时下非常流行的凸窗与相应的建筑能耗之间的关系。 最后,论文针对重庆地区的气候特征,对重庆地区的外窗节能设计提出有效的措施和建议,为建筑设计师提供简单、直观的外窗节能设计方法。并选取一实际工程进行外窗的节能优化设计。 本文研究成果对于窗户的节能材料及产品的理论是一种补充,也在一定程度上为建筑外窗设计科学化和准确性提供了依据。 【关键词】：外窗节能 窗户结构 影响因素 模拟计算 节能设计
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TU111.48
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 1 绪论9-19
• 1.1 课题的研究背景9-17
• 1.1.1 建筑节能9
• 1.1.2 建筑外窗节能9-10
• 1.1.3 国外建筑节能与外窗节能的发展概况10-11
• 1.1.4 国内建筑节能与外窗节能的发展概况11-14
• 1.1.5 节能标准对建筑外门窗节能设计的规定14-15
• 1.1.6 重庆地区居住建筑外窗的使用现状15-17
• 1.2 课题的提出及其意义17-18
• 1.2.1 课题的提出17-18
• 1.2.2 课题研究的意义18
• 1.3 本文的研究思路与内容18-19
• 2 建筑外窗材料及节能窗的选择19-29
• 2.1 玻璃19-23
• 2.1.1 透明玻璃19
• 2.1.2 着色玻璃19
• 2.1.3 热反射玻璃19-20
• 2.1.4 低辐射玻璃20-21
• 2.1.5 中空玻璃21-22
• 2.1.6 真空玻璃22-23
• 2.1.7 节能玻璃的选择23
• 2.2 窗框材料23-27
• 2.2.1 木窗23-24
• 2.2.2 钢窗24
• 2.2.3 铝合金窗24-25
• 2.2.4 塑料窗25
• 2.2.5 复合材料窗25-27
• 2.2.6 玻璃钢窗27
• 2.3 窗户的五金配件及密封材料27
• 2.4 居住建筑节能窗的选择27-29
• 3 外窗对建筑能耗的影响因素及遮阳技术29-40
• 3.1 建筑外窗的传热29-30
• 3.1.1 外窗在夏季的传热29-30
• 3.1.2 外窗在冬季的传热30
• 3.2 外窗对建筑能耗的影响因素30-34
• 3.2.1 建筑朝向30
• 3.2.2 窗墙面积比30-31
• 3.2.3 传热系数31
• 3.2.4 建筑外窗的开启方式31-33
• 3.2.5 空气渗透性33
• 3.2.6 雨水渗漏性33
• 3.2.7 可见光的透过率与反射率33-34
• 3.2.8 遮阳系数34
• 3.3 建筑外窗遮阳技术34-40
• 3.3.1 遮阳现状与要求35-36
• 3.3.2 建筑外窗遮阳方式36-40
• 4 重庆地区居住建筑外窗能耗计算与分析40-54
• 4.1 重庆地区气候情况40
• 4.2 计算条件40-42
• 4.2.1 Doe21N 软件介绍40-41
• 4.2.2 模拟计算的建筑模型41
• 4.2.3 Doe21N 中有关窗户的参数设置41-42
• 4.3 外窗能耗计算42-50
• 4.3.1 不同窗墙面积比的建筑空调能耗43-45
• 4.3.2 不同窗户传热系数的建筑能耗45-47
• 4.3.3 不同遮阳系数的建筑能耗47-49
• 4.3.4 不同朝向的建筑能耗49
• 4.3.5 多种因素对建筑能耗影响的对比分析49-50
• 4.4 凸窗的能耗计算与分析50-53
• 4.4.1 凸窗简介50-51
• 4.4.2 凸窗的能耗计算与分析51-53
• 4.5 本章小结53-54
• 5 重庆地区居住建筑外窗的节能设计及工程实践54-68
• 5.1 门窗节能设计原则54
• 5.2 降低窗的传热系数以减少窗的传热耗热量54-59
• 5.2.1 提高窗框材料的保温隔热性能55-56
• 5.2.2 减少窗玻璃的传热56-58
• 5.2.3 降低窗的传热系数58-59
• 5.3 提高窗户性能以减少窗户的传热耗热量59
• 5.3.1 提高窗的气密性59
• 5.3.2 提高窗户安装质量59
• 5.4 合理确定开窗面积59-60
• 5.5 确定合理的建筑朝向60-61
• 5.6 遮阳是重庆地区必不可少的节能设计策略61-62
• 5.7 选择合理的窗型62
• 5.8 凸窗的合理选用62-68
• 6 结论68-70
• 6.1 窗户性能对建筑节能的影响68-69
• 6.2 重庆地区居住建筑外窗节能设计原则69-70
• 致谢70-71
• 参考文献71-74
• 附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文74

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