周思宇
成都华润置地驿都房地产有限公司 四川成都 610000
摘要：公共建筑能耗在我国建筑总能耗中所占的比例已经超过三分之一，而办公建筑又是我国最为常见、分布最为广泛的一类公共建筑。外窗是围护结构保温隔热的薄弱环节，因而推广应用外窗节能技术是实现建筑节能的主要途径之一。外窗的隔热保温性能主要受到外窗开启形式、窗框材料、玻璃类型以及遮阳形式等几方面的因素影响。本文通过TRNSYS能耗模拟软件对全国五个气候区(夏热冬暖地区、夏热冬冷地区、寒冷地区、严寒地区B、严寒地区A)的办公建筑模型进行能耗模拟，定量分析了遮阳节能技术对建筑采暖空调系统能耗的影响，从而获得了遮阳节能技术在全国不同气候区应用的最佳方案。
关键词：遮阳节能技术 TRNSYS 节能贡献率
一、模拟建筑选择
根据《公共建筑节能设计标准》第4.1.2条，严寒地区和寒冷地区公共建筑的体型系数不应大于0.4。根据对国内不同地区办公建筑的大量调研结果表明，办公建筑的体形系数主要集中于0.1至0.3之间[1]。故本文选取体形系数为0.12的标准办公建筑模型进行模拟分析。基本建筑参数是综合国内目前常见的办公建筑设计案例得到的，符合相关的建筑设计标准，模型具体参数见表1。
二、不同气候区典型城市的选取
按照《公共建筑节能设计标准》4.2.1条可知，我国需要进行采暖空调设计的地区按照建筑气候由南至北分为了夏热冬暖地区、夏热冬冷地区、寒冷地区、严寒地区B、严寒地区A等5个气候区。本文选取深圳（夏热冬暖地区）、上海（夏热冬冷地区）、北京（寒冷地区）、沈阳（严寒地区B）、哈尔滨（严寒地区A）作为各气候区的典型城市进行节能贡献率的分析计算。
三、遮阳节能技术分析
遮阳节能技术分为了内遮阳和外遮阳两部分，而按照遮阳装置是否可以移动又可以分为固定遮阳和活动遮阳。为统一模拟标准、便于不同气候区建筑之间的比较，本文将遮阳时间定为每年6月至8月，遮阳启动时应始终保证内、外遮阳设施的遮阳系数为设定值不变化。本文中遮阳设施的遮阳系数定义：由于遮阳设施引起的外窗不透明部分面积与外窗总面积的比值。遮阳系数的选取依据目前国内常见的内、外遮阳设计方案[2]，内遮阳节能技术对应的内遮阳系数选取三个水平进行模拟，分别为0.3、0.7、1.0；外遮阳节能技术对应的外遮阳系数选取三个水平进行模拟，分别为0.2、0.5、0.7。不同遮阳系数对应的组别编号见表2。
表3 采用遮阳后全年采暖空调系统总能耗指标
通过TRNSYS能耗模拟软件对采用6种遮阳节能技术方案的办公建筑进行模拟分析，不同地区采用内遮阳和外遮阳节能技术方案后全年采暖空调系统总能耗指标的变化情况见表3。
图1 采暖空调系统总能耗节能率
根据上述模拟得到的能耗指标，计算出不同气候区的办公建筑模型采用不同遮阳节能技术方案后的采暖空调系统节能率，如图1。从图中分析，可以得到以下几点结论：
（1）在上述任何气候区应用任意遮阳节能方案，节能贡献率均为正值，且所有遮阳方案对应的节能贡献率均在2%以内。这就说明了在全国不同气候区应用各种内、外遮阳节能技术均能带来一定的节能效果，但是这样的节能效果明显小于外围护结构保温、高效节能外窗等节能技术。
（2）同种遮阳节能技术的节能贡献率随着不同气候区由南至北而逐渐减小。这主要是由于南方地区夏季太阳辐射通过透光围护结构进入室内引起的冷负荷明显大于北方地区，而采用遮阳措施能够有效的减少进入室内的太阳辐射，因此在夏热冬暖地区和夏热冬冷地区应用遮阳措施的节能效果明显的好于了北方的寒冷地区和严寒地区。
（3）在同一气候区的办公建筑模型应用不同的遮阳节能技术方案时，其节能贡献率的大小均呈现出相同的变化规律：WZ3＞WZ2＞NZ3＞NZ2＞WZ1＞NZ1。由此可见，采用外遮阳设施获得的节能效果要好于遮阳系数相等的内遮阳设施。这主要是由于外遮阳设施设置于建筑围护结构外侧，太阳辐射遇到外遮阳设施后一部分被其吸收，因而外遮阳设施温度升高并且通过导热以及对流换热的方式向周围环境释放热量。这部分热量由于在建筑围护结构外侧，因而难以进入室内形成冷负荷。而内遮阳设施情况则刚好相反，其吸收太阳辐射之后向环境传递的热量能够直接进入室内形成冷负荷，从而导致建筑供冷能耗的增加。
参考文献
[1] 张吉超，李庆磊，房大兵.窗墙比和体形系数对办公建筑能耗的影响[J].节能，2011，9：47-49.
[2] 郭静.重庆地区居住建筑外窗的节能设计研究[D].重庆：重庆大学，2007.