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绵阳节能轻质砖 加气块在框架结构中的应用研究




图4.127月2日办公室自然室温

整栋建筑的全年累计热负荷在构造E4的情况下为71184.61kW·h,构造F5情况下为69820.02kW·h,比构造E4减少了1364.59kW·h;构造E4情况下全年累计冷负荷为104893.40kW·h,构造F5情况下为105048.00kW·h,比构造E4增加了154.61kW·h;建筑的全年总负荷在构造E4的情况下为176078.01kW·h,而在构造F5情况下为2174868.03kW·h,比构造E4减少了1209.98kW·h,建筑的总负荷降低了0.69%。

4建筑的节能性分析

图4.13负荷对比

综合分析,构造E4为仅靠增加墙体材料层厚度得出的加气混凝土砌块轻质砖 加气块墙体,构造F5为加气混凝土砌块和聚氨酯硬泡沫复合成的砌块轻质砖 加气块,厚度比构造E4的墙体厚度小60mm,且其传热系数也比E4小,外墙的保温性能要比E4好,在构造F5情况下办公室内温度比构造E4情况下高,处于寒冷地区的建筑,同严寒地区一样以保温为主,主要考虑冬季采暖,因此保温性能相对较好的构造F5与构造E4相比,建筑的热负荷降

低了很多,而冷负荷却增加的相对很少,建筑全年总负荷降低比较明显。采用复合自保温轻质砖 加气块构造的节能效果比单靠增加自保温材料的厚度效果要好。

为了分析聚氨酯硬泡沫的厚度对寒冷气候区建筑负荷的影响,选取不同厚度聚氨酯硬泡沫,分别为20mm、30mm、40mm、50mm,对建筑的全年累计热负荷和总负荷进行分析,结果如图4.14、4.15所示。从该图中能够看出,随着聚氨酯硬泡沫层厚度的加

大,建筑的热负荷以及总负荷都在下降。其原因也和严寒气候区一样,就是随着厚度的加大,自保温墙体的总传热系数在一直下降,从而导致建筑热负荷和总负荷的下降。

图4.14不同厚度聚氨酯硬泡沫层时的建筑热负荷



图4.15不同厚度聚氨酯硬泡沫层时的建筑总负荷

4.3.3夏热冬冷地区

该区的外墙热工性能满足节能要求的有构造G1、G2、H1、H2、E6。上述五种构造方式中E6、G1、H1的传热系数均能符合该办公建筑的要求。其中构造E6轻质砖 加气块材料是180mm加气混凝土砌块,传热系数是0.82W/(m2·K),构造G1轻质砖 加气块材料是厚度为240mm的陶粒混凝土空心砌块,传热系数是0.83W/(m2·K),构造H1轻质砖 加气块材料是厚度为250mm的节能页岩空心砌块,,传热系数是0.84W/(m2·K)。通过模拟计算,得出建筑一层的办公室在1月2日和7月2日的室内温度,如图4.16、图4.17。建筑负荷如图4.18。办公室的室外温度在1月2日时,全天最高是10.70℃,而最低是1.20℃。构造E6情况下办公室内温度全天最高值是16.08℃,而其最低值是10.99℃;构造G1情况下办公室内温度全天最高值是15.49℃,而其最低值是10.46℃;构造H1情况下办公室内全天最高值是15.50℃,而其最低值是10.49℃。三种构造情况下的室内温度都比室外温度高出4℃~10℃左右,其中构造E6情况下高出4.81℃~10.62℃;构造G1情况下高出4.28℃~10.03℃;构造D1情况下高出4.33℃~10.04℃。三种构造下办公室室内全天温度相差很小,其中构造E6相对最高,而构造H1则是相对最低。

图4.161月2日办公室自然室温


4建筑的节能性分析

办公室的室外温度在7月2日时,全天最高是35.30℃,而最低是25.84℃。构造E6情况下办公室内温度全天最高值是35.37℃,而其最低值是30.93℃;构造G1情况下办公室内温度全天最高值是34.94℃,而其最低值是30.61℃;构造H1情况下办公室内温度全天最高值是34.86℃,而其最低值是30.57℃。三种构造情况下办公室内温度在11:00~13:00之间都比室外温度低0.4℃~1.6℃左右,在其余时段均高出室外温度高出0.21℃~6.60℃左右,其中构造E6情况下在11:00~13:00之间低0.49℃~1.39℃左右;构造G1情况下在11:00~13:00之间低0.79℃~1.72℃左右;构造H1情况下在11:00~13:00之间低0.82℃~1.75℃左右;三种构造情况下办公室内温度相差很小,构造E6情况下相对最高,而构造D1情况下则相对最低。

图4.177月2日办公室自然室温

整栋建筑的累计热负荷在构造E6的情况下为89854.94kW·h,构造G1情况下为92565.62kW·h,构造H1情况下的累计热负荷为92656.55kW·h;整栋建筑的累计冷负荷在构造E6的情况下为182891.84kW·h,构造G1情况下为181101.68kW·h,构造H1情况下为180992.32kW·h;全年总负荷构造E6的情况下为272746.79kW·h,构造G1情况下为273667.31kW·h,,构造H1情况下为273648.87kW·h。全年负荷最大值出现在构造G1的情况下,而全年负荷最小值是在构造E6的情况下。

图4.18负荷对比


综合分析,在夏热冬冷气候区,采用上述三种构造形式的外墙,构造E6采用的蒸压加气混凝土砌块厚度比构造G1薄了60mm,比H1薄了70mm,三种构造下的外墙的

传热系数十分接近,外墙的保温隔热性能也相差不大,室内温度差别较小。在夏热冬冷地区,建筑的制冷能耗会相对较大,因此三种构造下的建筑全年的冷负荷都比热负荷大很多,且它们的冷负荷相差也比较小,建筑全年的总负荷也差别不大。

4.3.4夏热冬暖地区

该区的建筑外墙热工性能满足节能规范要求的有构造G2、H2、E5、E6。上述四种构造方式中E6、G2、H2的传热系数均能符合该办公建筑节能要求。其中构造E6轻质砖 加气块为180mm加气混凝土砌块,传热系数为0.82W/(m2·K),构造G2轻质砖 加气块材料为粒混凝土空心砌块,厚度是190mm,传热系数为1.01W/(m2·K),构造H2轻质砖 加气块材料为200mm节能页岩空心砌块,传热系数是1.01W/(m2·K)。通过模拟计算,得出建筑一层的办公室在1月2日和7月2日的室内温度,如图4.19、图4.20,建筑全年负荷如图4.21。办公室的室外温度在1月2日时,全天最高值是19.40℃,而其最低值是5.30℃。构造E6情况下办公室内温度全天最高值是22.60℃,而其最低值是15.45℃;构造G2情况下办公室内温度全天最高值是22.29℃,而其最低值是15.22℃;构造H2情况下办公室内全天最高值是22.23℃,而其最低值是15.31℃。三种构造情况下的室内温度都比室外温度高出1℃~10℃左右,其中构造E6情况下高出2.07℃~10.92℃;构造G2情况下高出1.77℃~10.69℃;构造H2情况下高出1.81℃~10.73℃。三种构造下办公室室内全天温度相差较小,其中构造E6相对最高,而构造G2则是相对最低。

图4.191月2日办公室自然室温

办公室的室外温度在7月2日时,全天最高是34.80℃,而最低是26.60℃。构造E6情况下办公室内温度全天最高值是36.82℃,而其最低值是32.64℃;构造G2情况下办公室内温度全天最高值是36.71℃,而其最低值是32.60℃;构造H2情况下办公室内温度全天最高值是36.66℃,而其最低值是32.69℃。三种构造情况下办公室内温度相差

4建筑的节能性分析

很小,且室内温度都比室外要高出0.91℃~6.47℃左右,构造E6情况下相对最高,而构造D2情况下则相对最低。

图4.207月2日办公室自然室温

整栋建筑的累计热负荷在构造E6的情况下为27747.89kW·h,构造G2情况下为29779.31kW·h,构造H2情况下的累计热负荷为29687.43kW·h;整栋建筑的累计冷负荷在构造E6的情况下为241772.26kW·h,构造G2情况下为241599.8kW·h,构造H2情况下为241252.23kW·h;整栋建筑全年负荷构造E6的情况下为269520.15kW·h,构造G2情况下为271379.11kW·h,,构造H2情况下为270939.66kW·h。全年负荷最大值出现在构造G2的情况下,而全年负荷最小值是在构造E6的情况下。

图4.21冷热负荷对比

综合分析,在夏热冬暖气候区,选用上述三种构造形式的外墙,构造E6采用的蒸压加气混凝土砌块墙体厚度比构造G2薄了10mm,比H2薄了20mm,三种构造下的外墙传热系数差别较小,外墙的保温隔热性能也相差不大。在1月和7月,其不同构造情

况下室内温度差别较小。在夏热冬暖地区,建筑的制冷能耗会比较大,因此三种构造下的建筑全年的冷负荷都比热负荷大很多,建筑全年的总负荷差别不大。



4.4建筑冷热负荷对比

通过对四个气候分区所选用的框架建筑进行负荷模拟计算。比较它们的采暖负荷以及制冷负荷、总负荷。对所选建筑的模拟得不同气候分区自保温建筑负荷列于表4.6。

表4.6各气候区建筑负荷统计

气候区构造编号热负荷(kW·h)冷负荷(kW·h)总负荷(kW·h)

16667253393220065F3164344.54044218389

69820105048174868E471184104893176078E689854182891272746

夏热冬冷地区

夏热冬暖地区

G192565181101273667H192656180992273648E627747241772269520G229779241599271379

H229687241252270939

从表4.6可以看出,在四个气候区内,全年负荷最低的分别是:严寒气候区构造F3、寒冷气候区构造F5、夏热冬冷气候区构造E6、夏热冬暖气候区构造E6。在进行自保温

墙体构造的选择时,可以选用这四种构造,从而使建筑的总能耗达到最低。从该表还可以看出,在严寒气候区建筑的热负荷特别大,而在夏热冬暖气候区建筑的冷负荷比较大。利用DeST分别对四个气候区的框架结构节能建筑进行能耗模拟计算后,将得到的