室內(nèi)外氣溫對(duì)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)吸收太陽能的影響.pdf

1、隨著城市的快速發(fā)展，城市人口急速增加同時(shí)也引起了住房需求的擴(kuò)大。房屋建筑規(guī)模的增大引發(fā)了許多問題，集中表現(xiàn)在建筑能耗的增高。我國是一個(gè)能源消費(fèi)大國，全年總量居世界第二位，在總能耗中，建筑能耗占30％～40%左右。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國新建以及既有房屋中能夠達(dá)到建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的不足1%，而約210億平方米的住宅建筑存在著保溫隔熱性和氣密性差、供熱系統(tǒng)熱效率低下等問題，建筑節(jié)能己成為國家的重大戰(zhàn)略問題。
　　建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)包括墻體結(jié)構(gòu)、門窗以及

2、屋面等，而墻體作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)的主體部分，在冬季充分吸收太陽能是降低供暖能耗的主要途徑。太陽輻射加熱墻體后，受熱墻體通過對(duì)流散熱向大氣中散發(fā)熱量，因此墻體對(duì)太陽能的凈吸收熱量不僅受墻體表面吸收系數(shù)的影響，還受控于墻體表面溫度和對(duì)流換熱系數(shù)。
　　此外，加強(qiáng)墻體結(jié)構(gòu)的保溫系統(tǒng)可以有效地減緩建筑物的熱損失，對(duì)建筑節(jié)能有至關(guān)重要的作用。常見的墻體保溫方式可分為內(nèi)、外保溫。由于內(nèi)、外保溫墻體暴露在室外側(cè)的結(jié)構(gòu)不同，內(nèi)保溫時(shí)與大氣接觸的是熱容量

3、較大的鋼筋混凝土層，而外保溫時(shí)與大氣接觸的是熱容量較小的保溫材料，因此內(nèi)、外保溫墻體的外表面溫度差別很大，導(dǎo)致受太陽輻射加熱的墻體通過對(duì)流換熱向大氣中的散熱量差別大，進(jìn)而影響了墻體對(duì)太陽能的實(shí)際吸收效果。
　　我國長江中下游地區(qū)為非集中供暖地區(qū)，供暖需求以及采暖時(shí)間不同使室內(nèi)氣溫不同，冬季室外氣溫比室內(nèi)氣溫低，所以室內(nèi)氣溫越高，墻體由于室內(nèi)外溫差增大所造成的熱量損失越大，使得外墻對(duì)太陽能的利用率大大降低。由于室外氣溫影響著墻體的外

4、表面溫度，而室內(nèi)外溫差影響著墻體的熱損失，因此，室外氣溫和室內(nèi)溫度均是影響墻體吸收太陽能的重要因素。
　　室外氣溫不斷變化，因此圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱過程為非穩(wěn)態(tài)過程，為了尋求墻體太陽輻射凈得熱量與室、內(nèi)外氣溫以及保溫層位置的直接關(guān)系，本文以上海為代表的長江中下游地區(qū)為研究背景，采用數(shù)值模擬方法，探討室內(nèi)外熱環(huán)境和保溫方式對(duì)墻體對(duì)太陽能吸收效果的影響，為優(yōu)化建筑節(jié)能設(shè)計(jì)方案提供理論依據(jù)。
　　研究結(jié)果表明，室外氣溫越高而室內(nèi)氣溫越低

5、，墻體對(duì)太陽能的吸收效果越好。另外，不管室內(nèi)、外熱環(huán)境如何，內(nèi)保溫墻體的太陽能凈得熱量始終都是外保溫的大約2倍以上，這表明內(nèi)保溫更有利于長江下游地區(qū)居住建筑對(duì)太陽能的吸收；隨著室外氣溫的升高，在室內(nèi)平均氣溫較低時(shí)內(nèi)保溫墻體吸收太陽能的優(yōu)勢更為顯著。根據(jù)我國長江中下游地區(qū)冬季非集中供暖特征，大多數(shù)居住建筑采用人在供暖，人離停止的間歇式供暖方式，與一些寒冷的集中供暖地區(qū)相比，室內(nèi)平均氣溫偏低，而室外平均氣溫較高，因此采用內(nèi)保溫能更有利于實(shí)現(xiàn)