写字楼采用LowE玻璃窗的能耗与经济性分析
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
由图２、３可以看出： １）抽真空的Ｌｏｗ．Ｅ玻璃窗在冬、夏季所引起的 自然室温都是最高的，与单玻窗相比，冬季约高出 ２４％。３６．３６％、夏季约高出３．８５％。５．３３％；充惰 性气体的Ｌｏｗ．Ｅ玻璃窗次之。由于该写字楼的能耗 主要在夏季供冷上，即使二者在冬季有很强的保温
６
Ｅ
４
２
ｐ＼雠赠
０
８
时间／ｈ ｃ西向
３ Ｌｏｗ．Ｅ双层玻璃传热和辐射换热模型
由于每层玻璃的热容较小，因此每层玻璃的温 度作均温处理，分别作为一个节点，忽略玻璃本身的 热阻。对于普通双层玻璃外窗，窗户内、外层玻璃的 热平衡方程组如下Ｈ Ｊ：
ｃ，。ＩＤ。Ａ茗。面Ｏ ｇｔ＝ｈ．（“．一ｔ．）＋∑＾ｒｔｌ．小Ⅵ一ｔ。）＋
一’
』
ｈ２．１（ｔ２一ｔ１）＋ｑｌ＋９１．一
第２４卷第６期 ２００８年６月
［文章编号］１００２．８５２８（２００８）０６—００６１—０５
建筑科学
ＢＵＩＬＤＩＮＧ ＳＣＩＥＮＣＥ
Ｖｏｉ．２４．Ｎｏ．６ Ｊｕｎ．２００８
北京写字楼采用Ｌｏｗ—Ｅ玻璃窗的 能耗与经济性分析
华高英，王 伟，赵耀华（北京．Ｔ－业大学，北京１０００２２）
【摘要】本文首先介绍了Ｌｏｗ．Ｅ玻璃的节能特性以及其传热模型，并利用Ｄｅ舛ｃ软件，模拟计算了北京某写字楼采用６
４）空调开启时间：７：００～２０：００。 ４．２季节、朝向对自然室温变化的影响分析
对ＤｅＳＴ．ｃ软件中的北京市天气数据文件进行 分析，可知１月１８日及８月１日分别为北京最冷、 最热日，以此作为模拟研究的典型日来分析季节、朝 向对Ｌｏｗ．Ｅ玻璃的影响。图２、３为该写字楼１５层４ 个朝向典型房间在冬、夏季分别采用６种不同玻璃 方案后室温的逐时变化曲线。
４案例分析 本文以北京市某高档写字楼为模拟对象。４１。该
写字楼建筑面积约为３３ ０００ ｍ２，共３０层，层高３．６ ｍ。建筑标准层平面及立体简化模型如图１所示。 标准层除了中心的电梯间、卫生间用房外，其它房间 基本上都是办公室用房。建筑进深达１３ ｍ，根据内 区、外区的划分，建筑内部隔断如平面图所示。计算 所用的窗墙比为０．７。
＋普通中空 ＋低透Ｌｏｗ－Ｅ
￡
舞ｓ
６
４
１：００
５：００
９：００
１３：００ １７：００ ２１：００
时问／ｈ
ｄ北向
图２冬季典型房间在典型日的
逐时自然室温变化曲线
４６
４４
ｐ ４２ 倒 嚼４０
３８
３６
ｌ：００
５：００ ９：００
ｌ ３：００ １７ ００ ２ｌ：００
时间／ｈ
ａ东向
“
４２
ｐ
蠢４０
喇
３８
３６
１：００
５：００
９：００
１３：００
时间／ｈ
ｂ南向
１７：００ ２ｌ：００
４４
４２
ｐ
意４０
赠
３８
３６
ｌ：００
５：００
９：ｏｏ
ｌ ３：００
时间／ｈ
ｃ西向
１７ ｏｏ ２ｌ：００
４２
ｐ ４０
裔
嬲３８
３６
１：００
５：００
９：００
ｌ ３：００
时间／ｈ
ｄ北向
１７：００ ２ｌ：００
图３夏季典型房间在典型日的 逐时自然室温变化曲线
该写字楼的首选方案。 ［关键词】ｋ—Ｅ玻璃窗；能耗模拟；经济性分析；节能
［中图分类号】Ｔｕｌｌｌ．１９＋５；ＴＵ２４３．２
［文献标识码】Ａ
Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ Ｅｎｅｒｇｙ Ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ａｎｄ Ｅｃｏｎｏｍｙ ｏｆ
ａｎ Ｏｆｆｉｃｅ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｅｑｕｉｐｐｅｄ ｗｉｔｈ Ｌｏｗ—Ｅ Ｗｉｎｄｏｗ ｉｎ Ｂｅｉｊｉｎｇ
［Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］Ｌｏｗ·Ｅ ｇｌａ∞ｗｉｎｄｏｗ，ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，ｅｃｏｎｏｍｙ ａｎａｌｙｓｉｓ，ｅｎｅｒｇｙ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ
１引 言
现代办公建筑经常使用大面积的玻璃窗，利用 自然采光来节约照明，但同时大量的太阳辐射得热 又耗费巨大的空调能耗。在建筑外围护结构能耗 中，玻璃窗的能耗占整个建筑物能耗的５０％¨’３１左 右。可见门窗是建筑节能的薄弱环节，也是建筑节 能最有潜力的地方。若建筑物采用Ｌｏｗ．Ｅ玻璃窗， 则可比单层普通玻璃窗节能７５％左右。
ＨＵＡ Ｇａｏ－ｙｉｎｇ，ＷＡＮＧ Ｗｅｉ，ＺＨＡＯ Ｙａｏ－ｈｕａ（Ｂｅ￡ｉｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００２２，Ｃｈｉ舳）
［Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ ｅｎｅｒｇｙ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ａｎｄ ｈｅａｔ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｍｏｄｅｌ ｏｆ Ｌｏｗ·Ｅ ｇｌａ髓ｗｅｒｅ ｆｉｒｓｔｌｙ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ａｎｄ ｔｈｅｎ， ｕｎｄｅｒ ｓｉｘ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｇｌａＢｓ ｗｉｎｄｏｗ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｔｈｅ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｏｆ ＤｅＳＴ·ｃ ｗｓｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｓｉｍｕｌａｔｅ ｔｈｅ ｈｏｕｒｌｙ ｉｎｄｏｏｒ ａｉｒ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｏｆ ａｎ ｏｆｆｉｃｅ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｉｎ Ｂｅｉｊｉｎｇ，ａｈｏ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ￥＿ｅａＳＯＩ＇ＩＳ ａｎｄ ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎｓ ｏｎ ｗｉｎｄｏｗ ｔｙｐｅｓ ｗｅｒｅ ｃｏｍｐａｒｅｄ．Ｔｈｉｒｄｌｙ， ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ ａｎｄ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｃｏｓｔ ｏｆ ｔｈｅ ｓｅｌｅｃｔｅｄ ｗｉｎｄｏｗ，ｓｕｃｈ ａｓ ｓｉｎｇｌｅ ａｎｄ ａｓｓｅｍｂｌｅｄ ｗｉｎｄｏｗｓ。
目前已有文献中的大多数从理论角度上对 Ｌｏｗ—Ｅ玻璃窗的节能特性进行了定性分析，但缺乏 从经济性角度定量计算ＬＯｗ—Ｅ玻璃窗产生的节能收 益以及其应用于具体工程后的初投资回收问题。很 多建筑工程投资方虽知道Ｌｏｗ．Ｅ玻璃窗是新型的节 能玻璃窗，但因其单价通常比普通中空玻璃窗高出 ３倍，有的甚至高达６倍，因而在工程中仍然选用普 通中空玻璃。本文利用ＤｅＳＴ－ｃ软件，对北京某写字 楼采用６种不同玻璃方案后的节能效果进行了模 拟，并对其初投资及运行费用进行了经济性分析。
（１）
ｒ，２，ｊＣｐ２［７２ＡＸ２
斋焉＝危危２２（（ｔ．２．．．ｔ一２－））＋＋∑∑ｈｈ（ｔ（２． 厂』ｔ一 ２））＋＋
ｕ。 』
＾叫２去＋丽１ ｈ１．２（ｔｌ—ｔ２）＋ｑ２＋ｑ２．耐
（２） （３）
压Ｄ “ｎ长波辐射２；：石亍—：１—／ｉ￡ｉ。ｊｒ＋－１亍／ｉ６—，；一—１ ｉｉ了Ｔｊｉ而
（４） 式中，ｃ，。ＩＤ．Ａｘ．、ｃ，：ｌＤ：△石：分别为窗户内、外层玻璃 的热容，ｋｓ／（ｍ２·Ｋ）；ｔ。、ｔ：分别为窗户内、外层的玻 璃温度，Ｋ；ｔ．．、ｔ：．．分别为与窗户内、外层玻璃紧邻 的空气温度，Ｋ；ｑ。、ｑ：分别为各层玻璃对太阳辐射 的吸收得热，ｗ／ｍ２；ｑ。．刊、ｑ：．刊分别为窗户内、外层 玻璃获得的辐射热量，Ｗ／ｍ２；ｈ．、ｈ：分别为内、外层 玻璃表面与空气的表面传热系数，ｗ／（ｍ２·Ｋ）；ｈ。为 两相邻玻璃表面之间的综合传热系数，ｗ／（ｍ２·Ｋ）， 包括通过空气层的传热和２个玻璃表面之间的长波 辐射；ｈ州一ｈｍ．，分别为内、外层玻璃表面与它们对 应的环境表面．ｆ之间的辐射换热系数，ｗ／（ｍ２·Ｋ）； ｔ¨、ｔ２．ｊ分别为窗户内、外层玻璃所对应环境表面的 温度，Ｋ；Ｒ。．空气、Ｒ¨，长渡辐射分别为相邻玻璃之间的 空气传热热阻和长波辐射传热热阻，（ｍ２·Ｋ）／ｗ；正、 正分别为两相邻玻璃的热力学温度，Ｋ；￡。、ｅ，分别 为每层玻璃表面发射率，由Ｌｏｗ．Ｅ膜决定。
Ｌｏｗ—Ｅ镀膜技术的优越性在于可以精确控制膜 层的厚度及均匀性，并且可以根据不同的需求，通过 调整膜层的种类、层数和各层厚度，得到不同性能的 Ｌｏｗ．Ｅ玻璃。
１）可见光和近红外部分透过率较高 与热反射镀膜玻璃相比，当两者具有相同的遮 阳效果时，Ｌｏｗ．Ｅ玻璃可获得较高的可见光透过率， 可减少建筑物室内的照明能耗以及对室外造成的 “光污染”。若两者可见光透过率相等时，Ｌｏｗ．Ｅ玻 璃则有更好的遮阳效果【２】。但与普通中空玻璃相比 较，Ｌｏｗ．Ｅ玻璃的可见光透过率则要差一些，但在保 证相同可见光透过的同时，室内的太阳得热量相比 普通中空玻璃有一定程度的减少，从而使室内照明 负荷、设备容量及初投资均得到相应的减少ｂ］。 ２）减少紫外线透过 Ｌｏｗ．Ｅ玻璃能有效过滤掉大部分紫外线，改善 室内物体因紫外线照射而褪色的问题。
时间／ｈ
ｂ南向
１）办公室设计用参数：最多人员密度为０．１人／ ｍ２，灯光产热为０—１０ Ｗ／ｍ２，设备产热为０～２０ Ｗ／ ｍ２，最低新风量为３０ ｍ３／（人·ｈ）。
２）卫生间设计用参数：最多人员密度为０．１人／ ｍ２，灯光产热为０～１０ Ｗ／ｍ２。
３）房间控制参数：夏季温度为２４—２６℃，相对 湿度为５０％一６０％；冬季温度为２０—２２℃。
［收稿日期】２００７．０９．１ｌ
［修回日期】２００７．１２．１０
［基金项目】国家自然科学基金资助项目（５０７０８００２）；北京市。供热、 供燃气、通风及空调工程”重点实验室资助项目 （ＫＦ２００Ｖ０６）
【作者简介】华高英（１９８３．），女，在读硕士研究生
［联系方式】ｈｕａｇａｏｙｉｎ￥４０２＠ｅｍａｉｌｓ．ｂｊＩｌｌ．ｅｄｕ．ｃａ
种不同类型玻璃窗方案下的逐时自然室温变化和能耗情况，分析－ｒ季节、朝向对玻璃窗方案的影响。而后在能耗分析的基础 上，选出较节能的单一及组合式玻璃窗方案，将其分别与普通中空玻璃窗方案在初投资及运行费用方面进行经济性分析比
较。结果显示，采用组合式玻璃窗方案：低透型Ｌｏｗ．Ｅ玻璃窗（东、西向）＋普通中空玻璃窗（南、北向），其初投资虽比普通中空 玻璃窗高５９．３９％，但每年可节省电量７．４２％，故只需经过２年就可以将超出的初投资全部收回，且其初投资风险相对较低，是
建筑主要功能房间的围护结构热工参数见表１ 所示，本文选用６种不同类型的玻璃窗方案进行模 拟计算。
表１ 围护结构热工参数
８
６ ４
ｐ＼髓孵 ２
Ｏ
８
百度文库ＯＯ
５ ００
９：００ １３：００
７：００ ２Ｉ：００
时间／ｈ
ａ东向
２６
２４ ２２
２ ２０
鬟－ｓ
１６
１４ １２
００
５：００
９：００
３：００ １７：００ ２Ｉ：００
ａｎｄ ｃｏｍｍｏｎ ｄｏｕｂｌｅ ｗｉｎｄｏｗ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ａｎｄ ｃｏｍｐａｒｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ａｓｓｅｍｂｌｅｄ ｗｉｎｄｏｗ ｗ∞５９．３９％ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｏｆ ｔｈｅ ｎｏｒｍａｌ ｏｎｅ。ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｏｆ ７．４２％ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｓａｖｅｄ ｅａｃｈ ｙｅａｒ．Ａｓ ａ ｒｅｓｕｌｔ，ｔｈｅ ｏｖｅｒｓｐｅｎｄ ｐａｒｔ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｔｏｏｋ ｂａｃｋ ｉｎ ｏｎｌｙ ｔｗｏ ｙｅａｒｓ．Ｉｎ ａ ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ，ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ ｌｏｗｅｒ ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ ｒｉｓｋ，ｔｈｅ ａｓｓｅｍｂｌｅｄ ｗｉｎｄｏｗ ｗｏｕｌｄ ｂｅ ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ｃｈｏｉｃｅ ｏｆ ｔｈｉｓ ｏｆｆｉｃｅ ｂｕｉｌｄｉｎｇ．
２ Ｌｏｗ．Ｅ玻璃的基本特性
２．１低辐射特性 Ｌｏｗ．Ｅ玻璃是在玻璃表面镀特殊的金属氧化物
６２
建筑科学
第２４卷
薄膜而制成。因该膜层容易氧化，所以Ｌｏｗ．Ｅ玻璃 一般制成中空玻璃而不单片使用。该膜层对远红外 线有较高的反射作用，这一特性可以大大降低Ｌｏｗ— Ｅ玻璃窗的传热系数，改善窗户的太阳得热性能。 这不仅使Ｌｏｗ．Ｅ玻璃比普通玻璃能提供更好的舒适 性：在冬季Ｌｏｗ—Ｅ玻璃内表面温度比普通玻璃要高， 而夏季反而要低，它使得室内环境受室外气候的影 响较小；另外它还具有较好的社会节能效益：冬天因 窗体的保温作用减少采暖费用，夏天因窗体的隔热 遮阳效果减少空调费用。 ２．２选择透过性
图１ 写字楼平面与立面图
第６期
华高英，等：北京写字楼采用Ｌｏｗ．Ｅ玻璃窗的能耗与经济性分析
６３
为了准确得到与窗户有关的建筑能耗，本文选 用建筑热环境设计模拟工具软件商建版ＤｅＳＴ．ｃ，对 建筑物能耗进行逐时的动态模拟计算。ＤｅＳＴ．ｃ能 够模拟计算建筑物在当地逐时室外气象参数、室内 热扰及邻室传热等综合作用下的逐时自然室温和建 筑物耗冷耗热量。 ４．１模拟计算条件
６
Ｅ
４
２
ｐ＼雠赠
０
８
时间／ｈ ｃ西向
３ Ｌｏｗ．Ｅ双层玻璃传热和辐射换热模型
由于每层玻璃的热容较小，因此每层玻璃的温 度作均温处理，分别作为一个节点，忽略玻璃本身的 热阻。对于普通双层玻璃外窗，窗户内、外层玻璃的 热平衡方程组如下Ｈ Ｊ：
ｃ，。ＩＤ。Ａ茗。面Ｏ ｇｔ＝ｈ．（“．一ｔ．）＋∑＾ｒｔｌ．小Ⅵ一ｔ。）＋
一’
』
ｈ２．１（ｔ２一ｔ１）＋ｑｌ＋９１．一
第２４卷第６期 ２００８年６月
［文章编号］１００２．８５２８（２００８）０６—００６１—０５
建筑科学
ＢＵＩＬＤＩＮＧ ＳＣＩＥＮＣＥ
Ｖｏｉ．２４．Ｎｏ．６ Ｊｕｎ．２００８
北京写字楼采用Ｌｏｗ—Ｅ玻璃窗的 能耗与经济性分析
华高英，王 伟，赵耀华（北京．Ｔ－业大学，北京１０００２２）
【摘要】本文首先介绍了Ｌｏｗ．Ｅ玻璃的节能特性以及其传热模型，并利用Ｄｅ舛ｃ软件，模拟计算了北京某写字楼采用６
４）空调开启时间：７：００～２０：００。 ４．２季节、朝向对自然室温变化的影响分析
对ＤｅＳＴ．ｃ软件中的北京市天气数据文件进行 分析，可知１月１８日及８月１日分别为北京最冷、 最热日，以此作为模拟研究的典型日来分析季节、朝 向对Ｌｏｗ．Ｅ玻璃的影响。图２、３为该写字楼１５层４ 个朝向典型房间在冬、夏季分别采用６种不同玻璃 方案后室温的逐时变化曲线。
４案例分析 本文以北京市某高档写字楼为模拟对象。４１。该
写字楼建筑面积约为３３ ０００ ｍ２，共３０层，层高３．６ ｍ。建筑标准层平面及立体简化模型如图１所示。 标准层除了中心的电梯间、卫生间用房外，其它房间 基本上都是办公室用房。建筑进深达１３ ｍ，根据内 区、外区的划分，建筑内部隔断如平面图所示。计算 所用的窗墙比为０．７。
＋普通中空 ＋低透Ｌｏｗ－Ｅ
￡
舞ｓ
６
４
１：００
５：００
９：００
１３：００ １７：００ ２１：００
时问／ｈ
ｄ北向
图２冬季典型房间在典型日的
逐时自然室温变化曲线
４６
４４
ｐ ４２ 倒 嚼４０
３８
３６
ｌ：００
５：００ ９：００
ｌ ３：００ １７ ００ ２ｌ：００
时间／ｈ
ａ东向
“
４２
ｐ
蠢４０
喇
３８
３６
１：００
５：００
９：００
１３：００
时间／ｈ
ｂ南向
１７：００ ２ｌ：００
４４
４２
ｐ
意４０
赠
３８
３６
ｌ：００
５：００
９：ｏｏ
ｌ ３：００
时间／ｈ
ｃ西向
１７ ｏｏ ２ｌ：００
４２
ｐ ４０
裔
嬲３８
３６
１：００
５：００
９：００
ｌ ３：００
时间／ｈ
ｄ北向
１７：００ ２ｌ：００
图３夏季典型房间在典型日的 逐时自然室温变化曲线
该写字楼的首选方案。 ［关键词】ｋ—Ｅ玻璃窗；能耗模拟；经济性分析；节能
［中图分类号】Ｔｕｌｌｌ．１９＋５；ＴＵ２４３．２
［文献标识码】Ａ
Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ Ｅｎｅｒｇｙ Ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ａｎｄ Ｅｃｏｎｏｍｙ ｏｆ
ａｎ Ｏｆｆｉｃｅ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｅｑｕｉｐｐｅｄ ｗｉｔｈ Ｌｏｗ—Ｅ Ｗｉｎｄｏｗ ｉｎ Ｂｅｉｊｉｎｇ
［Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］Ｌｏｗ·Ｅ ｇｌａ∞ｗｉｎｄｏｗ，ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，ｅｃｏｎｏｍｙ ａｎａｌｙｓｉｓ，ｅｎｅｒｇｙ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ
１引 言
现代办公建筑经常使用大面积的玻璃窗，利用 自然采光来节约照明，但同时大量的太阳辐射得热 又耗费巨大的空调能耗。在建筑外围护结构能耗 中，玻璃窗的能耗占整个建筑物能耗的５０％¨’３１左 右。可见门窗是建筑节能的薄弱环节，也是建筑节 能最有潜力的地方。若建筑物采用Ｌｏｗ．Ｅ玻璃窗， 则可比单层普通玻璃窗节能７５％左右。
ＨＵＡ Ｇａｏ－ｙｉｎｇ，ＷＡＮＧ Ｗｅｉ，ＺＨＡＯ Ｙａｏ－ｈｕａ（Ｂｅ￡ｉｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００２２，Ｃｈｉ舳）
［Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ ｅｎｅｒｇｙ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ａｎｄ ｈｅａｔ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｍｏｄｅｌ ｏｆ Ｌｏｗ·Ｅ ｇｌａ髓ｗｅｒｅ ｆｉｒｓｔｌｙ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ａｎｄ ｔｈｅｎ， ｕｎｄｅｒ ｓｉｘ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｇｌａＢｓ ｗｉｎｄｏｗ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｔｈｅ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｏｆ ＤｅＳＴ·ｃ ｗｓｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｓｉｍｕｌａｔｅ ｔｈｅ ｈｏｕｒｌｙ ｉｎｄｏｏｒ ａｉｒ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｏｆ ａｎ ｏｆｆｉｃｅ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｉｎ Ｂｅｉｊｉｎｇ，ａｈｏ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ￥＿ｅａＳＯＩ＇ＩＳ ａｎｄ ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎｓ ｏｎ ｗｉｎｄｏｗ ｔｙｐｅｓ ｗｅｒｅ ｃｏｍｐａｒｅｄ．Ｔｈｉｒｄｌｙ， ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ ａｎｄ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｃｏｓｔ ｏｆ ｔｈｅ ｓｅｌｅｃｔｅｄ ｗｉｎｄｏｗ，ｓｕｃｈ ａｓ ｓｉｎｇｌｅ ａｎｄ ａｓｓｅｍｂｌｅｄ ｗｉｎｄｏｗｓ。
目前已有文献中的大多数从理论角度上对 Ｌｏｗ—Ｅ玻璃窗的节能特性进行了定性分析，但缺乏 从经济性角度定量计算ＬＯｗ—Ｅ玻璃窗产生的节能收 益以及其应用于具体工程后的初投资回收问题。很 多建筑工程投资方虽知道Ｌｏｗ．Ｅ玻璃窗是新型的节 能玻璃窗，但因其单价通常比普通中空玻璃窗高出 ３倍，有的甚至高达６倍，因而在工程中仍然选用普 通中空玻璃。本文利用ＤｅＳＴ－ｃ软件，对北京某写字 楼采用６种不同玻璃方案后的节能效果进行了模 拟，并对其初投资及运行费用进行了经济性分析。
（１）
ｒ，２，ｊＣｐ２［７２ＡＸ２
斋焉＝危危２２（（ｔ．２．．．ｔ一２－））＋＋∑∑ｈｈ（ｔ（２． 厂』ｔ一 ２））＋＋
ｕ。 』
＾叫２去＋丽１ ｈ１．２（ｔｌ—ｔ２）＋ｑ２＋ｑ２．耐
（２） （３）
压Ｄ “ｎ长波辐射２；：石亍—：１—／ｉ￡ｉ。ｊｒ＋－１亍／ｉ６—，；一—１ ｉｉ了Ｔｊｉ而
（４） 式中，ｃ，。ＩＤ．Ａｘ．、ｃ，：ｌＤ：△石：分别为窗户内、外层玻璃 的热容，ｋｓ／（ｍ２·Ｋ）；ｔ。、ｔ：分别为窗户内、外层的玻 璃温度，Ｋ；ｔ．．、ｔ：．．分别为与窗户内、外层玻璃紧邻 的空气温度，Ｋ；ｑ。、ｑ：分别为各层玻璃对太阳辐射 的吸收得热，ｗ／ｍ２；ｑ。．刊、ｑ：．刊分别为窗户内、外层 玻璃获得的辐射热量，Ｗ／ｍ２；ｈ．、ｈ：分别为内、外层 玻璃表面与空气的表面传热系数，ｗ／（ｍ２·Ｋ）；ｈ。为 两相邻玻璃表面之间的综合传热系数，ｗ／（ｍ２·Ｋ）， 包括通过空气层的传热和２个玻璃表面之间的长波 辐射；ｈ州一ｈｍ．，分别为内、外层玻璃表面与它们对 应的环境表面．ｆ之间的辐射换热系数，ｗ／（ｍ２·Ｋ）； ｔ¨、ｔ２．ｊ分别为窗户内、外层玻璃所对应环境表面的 温度，Ｋ；Ｒ。．空气、Ｒ¨，长渡辐射分别为相邻玻璃之间的 空气传热热阻和长波辐射传热热阻，（ｍ２·Ｋ）／ｗ；正、 正分别为两相邻玻璃的热力学温度，Ｋ；￡。、ｅ，分别 为每层玻璃表面发射率，由Ｌｏｗ．Ｅ膜决定。
Ｌｏｗ—Ｅ镀膜技术的优越性在于可以精确控制膜 层的厚度及均匀性，并且可以根据不同的需求，通过 调整膜层的种类、层数和各层厚度，得到不同性能的 Ｌｏｗ．Ｅ玻璃。
１）可见光和近红外部分透过率较高 与热反射镀膜玻璃相比，当两者具有相同的遮 阳效果时，Ｌｏｗ．Ｅ玻璃可获得较高的可见光透过率， 可减少建筑物室内的照明能耗以及对室外造成的 “光污染”。若两者可见光透过率相等时，Ｌｏｗ．Ｅ玻 璃则有更好的遮阳效果【２】。但与普通中空玻璃相比 较，Ｌｏｗ．Ｅ玻璃的可见光透过率则要差一些，但在保 证相同可见光透过的同时，室内的太阳得热量相比 普通中空玻璃有一定程度的减少，从而使室内照明 负荷、设备容量及初投资均得到相应的减少ｂ］。 ２）减少紫外线透过 Ｌｏｗ．Ｅ玻璃能有效过滤掉大部分紫外线，改善 室内物体因紫外线照射而褪色的问题。
时间／ｈ
ｂ南向
１）办公室设计用参数：最多人员密度为０．１人／ ｍ２，灯光产热为０—１０ Ｗ／ｍ２，设备产热为０～２０ Ｗ／ ｍ２，最低新风量为３０ ｍ３／（人·ｈ）。
２）卫生间设计用参数：最多人员密度为０．１人／ ｍ２，灯光产热为０～１０ Ｗ／ｍ２。
３）房间控制参数：夏季温度为２４—２６℃，相对 湿度为５０％一６０％；冬季温度为２０—２２℃。
［收稿日期】２００７．０９．１ｌ
［修回日期】２００７．１２．１０
［基金项目】国家自然科学基金资助项目（５０７０８００２）；北京市。供热、 供燃气、通风及空调工程”重点实验室资助项目 （ＫＦ２００Ｖ０６）
【作者简介】华高英（１９８３．），女，在读硕士研究生
［联系方式】ｈｕａｇａｏｙｉｎ￥４０２＠ｅｍａｉｌｓ．ｂｊＩｌｌ．ｅｄｕ．ｃａ
种不同类型玻璃窗方案下的逐时自然室温变化和能耗情况，分析－ｒ季节、朝向对玻璃窗方案的影响。而后在能耗分析的基础 上，选出较节能的单一及组合式玻璃窗方案，将其分别与普通中空玻璃窗方案在初投资及运行费用方面进行经济性分析比
较。结果显示，采用组合式玻璃窗方案：低透型Ｌｏｗ．Ｅ玻璃窗（东、西向）＋普通中空玻璃窗（南、北向），其初投资虽比普通中空 玻璃窗高５９．３９％，但每年可节省电量７．４２％，故只需经过２年就可以将超出的初投资全部收回，且其初投资风险相对较低，是
建筑主要功能房间的围护结构热工参数见表１ 所示，本文选用６种不同类型的玻璃窗方案进行模 拟计算。
表１ 围护结构热工参数
８
６ ４
ｐ＼髓孵 ２
Ｏ
８
百度文库ＯＯ
５ ００
９：００ １３：００
７：００ ２Ｉ：００
时间／ｈ
ａ东向
２６
２４ ２２
２ ２０
鬟－ｓ
１６
１４ １２
００
５：００
９：００
３：００ １７：００ ２Ｉ：００
ａｎｄ ｃｏｍｍｏｎ ｄｏｕｂｌｅ ｗｉｎｄｏｗ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ａｎｄ ｃｏｍｐａｒｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ａｓｓｅｍｂｌｅｄ ｗｉｎｄｏｗ ｗ∞５９．３９％ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｏｆ ｔｈｅ ｎｏｒｍａｌ ｏｎｅ。ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｏｆ ７．４２％ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｓａｖｅｄ ｅａｃｈ ｙｅａｒ．Ａｓ ａ ｒｅｓｕｌｔ，ｔｈｅ ｏｖｅｒｓｐｅｎｄ ｐａｒｔ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｔｏｏｋ ｂａｃｋ ｉｎ ｏｎｌｙ ｔｗｏ ｙｅａｒｓ．Ｉｎ ａ ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ，ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ ｌｏｗｅｒ ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ ｒｉｓｋ，ｔｈｅ ａｓｓｅｍｂｌｅｄ ｗｉｎｄｏｗ ｗｏｕｌｄ ｂｅ ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ｃｈｏｉｃｅ ｏｆ ｔｈｉｓ ｏｆｆｉｃｅ ｂｕｉｌｄｉｎｇ．
２ Ｌｏｗ．Ｅ玻璃的基本特性
２．１低辐射特性 Ｌｏｗ．Ｅ玻璃是在玻璃表面镀特殊的金属氧化物
６２
建筑科学
第２４卷
薄膜而制成。因该膜层容易氧化，所以Ｌｏｗ．Ｅ玻璃 一般制成中空玻璃而不单片使用。该膜层对远红外 线有较高的反射作用，这一特性可以大大降低Ｌｏｗ— Ｅ玻璃窗的传热系数，改善窗户的太阳得热性能。 这不仅使Ｌｏｗ．Ｅ玻璃比普通玻璃能提供更好的舒适 性：在冬季Ｌｏｗ—Ｅ玻璃内表面温度比普通玻璃要高， 而夏季反而要低，它使得室内环境受室外气候的影 响较小；另外它还具有较好的社会节能效益：冬天因 窗体的保温作用减少采暖费用，夏天因窗体的隔热 遮阳效果减少空调费用。 ２．２选择透过性
图１ 写字楼平面与立面图
第６期
华高英，等：北京写字楼采用Ｌｏｗ．Ｅ玻璃窗的能耗与经济性分析
６３
为了准确得到与窗户有关的建筑能耗，本文选 用建筑热环境设计模拟工具软件商建版ＤｅＳＴ．ｃ，对 建筑物能耗进行逐时的动态模拟计算。ＤｅＳＴ．ｃ能 够模拟计算建筑物在当地逐时室外气象参数、室内 热扰及邻室传热等综合作用下的逐时自然室温和建 筑物耗冷耗热量。 ４．１模拟计算条件