围护结构与空调建筑节能
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参考文献： ［１］王 鸿 章 ，李 惠 风 ．影 剧 院 空 调 设 计 ［Ｍ］． 北 京 ： 中 国 建 筑 工 业 出 版 社 ， １９９１． ［２］建设部工程质量安全监督与 行业发展 司．全 国 民 用 建 筑 工 程 设 计 技 术措施 暖通空调·动力［Ｍ］．北京：中国建筑标准设计研究所，２００３． ［３］ 潘 云 钢 ． 高 层 民 用 建 筑 空 调 设 计 ［Ｍ］． 北 京 ： 中 国 建 筑 工 业 出 版 社 ， ２００３．
根据围护结构传热公式 Ｑ＝ＫＦ（Ｔτ－Ｔｎ）可知，建筑 物与大气接触的外表面积越大，围护结构引起的空调 负荷也就越大。为了对其影响进行定量的分析，通常 用体形系数来评价建筑物外形对空调负荷的影响。所 谓体形系数是指建筑物与室外大气接触的外表面积 与其所包围的体积之比。研究表明，在建筑物各部分 围护结构传热系数和窗墙面积比不变的情况下，空调 负荷随体形系数的增大而增大。 ２．２ 热工性能对空调负荷的影响 ２．２．１ 传热系数的影响
此外，利用大气辐射冷源使建筑物冷却，也是达 到“冷墙”效应的一种新手段。在气象学上有“大气 窗”的概念，也就是大气阻断了地面对宇宙空间的大 部分辐射，但允许波长为 ８～１３μｍ 的射线透过的现 象，它是造成整个地球表面夜间冷却的主要原因。宇 宙可以被认为是一个温度很低的天然巨大冷源，若利 用“大气窗”的特性，在建筑物的外墙上覆盖某种能反 射、散射太阳辐射，同时又能在大气窗范围内发射和 透射的材料，就能有效地减少室内空调负荷。目前在 此方面的研究已经取得一定的进展，其技术已经接近 实用阶段。 ３．３ 超级窗户隔热技术
常大的节能潜力，因此，越来越多地受到人们的关注。 原则上降低中央空调能耗应由建筑和设备共同来实 现，因建筑围护结构负荷占空调总负荷的 １０％～ ３２％，所以减少围护结构的空调能耗对降低中央空调 能耗、从而降低建筑能耗有着重要意义。
１ 空调负荷的构成分析
（３）空调系统的运行效果与设备的运行方式有极 大的关系，因此，在实验总结的基础上，通过楼宇自控 系统建立一套合理的系统调控模式是必须的。
由公式 Ｑ＝ＫＦ（Ｔτ－Ｔｎ）可知，当建筑物的体形系数 确定时，外墙面积也随之确定，此时传热量 Ｑ 的大小 由传热系数 Ｋ 决定。传热系数 Ｋ 是建筑围护结构热 工性能的一个最重要的指标，它表征了热量通过围护
结构的能力，传热系数越小，由室内外传热温差引起 的围护结构传热负荷就越小。李玉云等通过计算比较 发现：外墙传热系数每减少 １ Ｗ／（ｍ２·Ｋ），空调冷负荷 可减少 ４９．７９ ｋＷ；外窗传热系数每减少 １Ｗ／（ｍ２·Ｋ）， 空调冷负荷可减少 １６３．９７ ｋＷ。 ２．２．２ 窗户遮阳情况的影响
０ 引言
近些年来，由于全球性的能源危机，节能逐渐成 为各科技领域的研究方向。对空调建筑来讲，由于空 调能耗约占建筑总能耗的 ２５．７８％～７９．４１％，具有非
收稿日期： ２００８－０４－１４； 修回日期： ２００８－０６－０５ 基金项目： 茂名学院科研基金项目（２００５１１０６）
节组合式空调机组停止制冷，关闭回风阀，全开新风 阀，同时开启观众厅、舞台上部排风机排风，实现观众 厅的全新风通风。本剧院已成功运行 １ 年，相比改造 前，节能效果显著，据初步测算一个采暖季的运行费 用约为 ２１～２３ 元 ／ｍ２。
对外墙进行保温，能减少外墙传热引起的空调 负荷，使室内气候环境有所改善。通常根据保温材料 在墙体所处的位置不同，可以分为内保温、外保温、 夹芯保温 ３ 种方式，其中较为常见的是内保温和外 保温方式。 ３．１．１ 外墙内保温
所谓外墙内保温，就是在外墙的室内侧增加保温 措施的技术，常用的做法有贴保温板法、粉刷石膏法和 聚苯颗粒胶粉法等［３］。由于其具有造价低、安装方便等 优点而被广泛应用，也取得了较好的效果。Ｅｌｉｓａｂｅｔｈ［４］ 使用建筑动态能耗模拟的方法对美国 ６ 种气候条件 下，连续使用空调系统的典型住宅中墙体保温对空调 负荷的影响进行了研究，结果表明墙体内保温最优。 文献中也报道了杭州某高层住宅采用外墙内保温技 术使围护结构热阻大大增加的情况，经现场热工测试 证明，外墙采用热导率为 ０．０５３ Ｗ／（ｍ·Ｋ）的 ＨＴ－８００ 双组分新型材料进行内保温后，不仅有效地降低了墙
由于太阳辐射是窗户得热的一个主要途径，因此， 窗户的遮阳特性对空调负荷有较大的影响。叶国栋等［２］ 通过计算分析得到各部分得热所引起的空调负荷在 总空调负荷中所占的比例：透过窗户太阳辐射 ３６．２０％，窗户导热 ２３．２０％，墙体导热 ２７．２４％，室内热 扰 １３．３６％。可以看出，由窗户太阳辐射引起的空调负 荷占总负荷的比例最大，是影响空调负荷的关键。从 空调能耗的角度考虑，改进窗户的遮阳特性，能较大 幅度地降低空调负荷；但另一方面，如果采光率太低， 又会使增加的室内照明用电耗能超过节约的空调能 耗，因此，在考虑窗户遮阳情况对空调负荷的影响时 需要同时考虑采光率。
从降低空调能耗的角度考虑，我们希望建筑物外 墙材料对太阳辐射具有较高的反射率，同时在红外区 又具有较强的发射率，这样就能加速向外界的散热， 减少墙体的吸热和蓄热，达到“冷墙”的效应，而目前 已有许多尖端科技应用于此领域。已有资料报道，国 外已经研制出一种硅酮基油漆，把它喷涂在外墙和屋 顶上，可使室温降低 ５．５～１４．８ ℃。
４ 结语
（１）通过采用若干技术措施，结合运行模式的初步 优化，崇文区剧院空调送风系统的改造总体达到了预 期的目标，室内温度分布均匀，主观感觉舒适。同时测 试表明，这一目标是在良好的噪声控制水平下实现 的，全部空调通风设备同时满负荷运行时附加室内噪 声符合 ＮＲ３０ 评价曲线。
（２）本项目采用了相应的技术措施后观众厅冬季 空调垂直温度梯度控制在可接受的范围内，但在条件 允许的情况下，观众厅空调系统最好楼上或楼下分区 设置，可更加有利于解决冬季垂直温度梯度的问题。
作者简介： 张钦（１９８０）， 女， 湖北武汉人， 中国建筑科学研究院空调所， 工程师， 暖通空调专业， 从事热泵设计及节能技术推广研究 （ｚｈａｎｇｑｉｎ８０＠ｓｏｈｕ．ｃｏｍ）。
３
空调房间的冷负荷通常由两部分组成：①通过围 护结构传热引起的负荷；②由室内人员、灯光照明、设 备等散热引起的负荷。对围护结构引起的冷负荷，其 中通过屋顶、楼板、墙体和地面传入的热量主要由室 内外温差引起；而通过窗的传热量不仅与室内外温差 有关，还与太阳辐射有关。这部分辐射热量进入室内 后，一部分直接对室内空气起作用，另一部分被墙体 及家具等有蓄热功能的物体储存起来，当室内温度低 于物体表面温度时，热量就被释放出来。因此，围护结 构引起的冷负荷主要有以下几个方面：①墙和屋顶传 热引起的负荷；②玻璃窗传热引起的负荷；③玻璃窗 日射得热引起的负荷。
与内保温做法相比，外墙外保温技术由于具有保 温效率高，节能效果显著，能减轻墙体自重，增大使用 面积，热稳定性好，现有建筑的节能改造方便等优点， 而逐渐成为建筑外墙保温技术的主流形式。安徽省第 一建筑工程公司技术质量处对合肥市某高级住宅外 墙采用环保节能的 ＥＰＳ 聚苯乙烯保温板进行外保温， 实测结果表明外墙传热系数仅为未保温时的 ５１％，而 由于空调制冷能耗降低年节约电能约 １０ 万 ｋＷ·ｈ，直 接经济效益达 ６ 万元［５］。通过实验检测分析比较了内、 外保温墙体的动态传热特性，结果表明：外保温墙体 动态传热特性较为平缓，更有利于改善室内热环境， 并且在得热高峰时刻墙体得热比内保温减小 １０％～ １１％，有利于空调设计负荷的降低。 ３．２ “冷墙”效应
２００８ 年第 ７ 期（总第 ３６ 卷 第 ２０９ 期） Ｎｏ．７ ｉｎ ２００８ （Ｔｏｔａｌ Ｎｏ．２０９， Ｖｏｌ．３６）
建筑节能
■ 暖通与设备 ＨＥＡＴＩＮＧ ＶＥＮＴＩＬＡＴＩＯＮ ＆ ＥＱＵＩＰＭＥＮＴ
围护结构与空调建筑节能
彭波 （茂名学院，广东 茂名 ５２５０００）
摘要： 针对空调建筑能耗大的现状， 介绍了空调负荷的构成， 分析了围护结构形式和热工性能对空调负荷的影响， 讨论了利用围护结
（Ｍａｏｍｉｎｇ Ｃｏｌｌｅｇｅ， Ｍａｏｍｉｎｇ ５２５０００，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂ ｓ ｔ ｒａ ｃｔ： Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｔｈａｔ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｉｓ ｒｅｍａｒｋａｂｌｅ ｉｎ ａｉｒ－ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ， ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ａｉｒ－ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ－ ｉｎｇ ｌｏａｄ ｗａｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ， ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓ ｏｆ ｓｈａｐｅｓ ａｎｄ ｔｈｅｒｍａｌ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｅｎｖｅｌｏｐ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｎ ａｉｒ － ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ ｌｏａｄ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ， ａｎｄ ｍｅｔｈｏｄｓ ｗｈｉｃｈ ｄｅｃｒｅａｓｅ ａｉｒ－ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｅｎｅｒｇｙ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｏｆ ｅｎｖｅｌｏｐ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｗｅｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｏｆ ｓｈａｐｅｓ ａｎｄ ｔｈｅｒｍａｌ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｅｎｖｅｌｏｐ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｂｅｃｏｍｅｓ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｔｏ ｒｅ－ ｄｕｃｅ ａｉｒ－ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ． Ｋｅ ｙ ｗ ｏ ｒｄ ｓ ： ａｉｒ－ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ； ｅｎｖｅｌｏｐ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ； ｅｎｅｒｇｙ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
由于窗户的传热系数高，隔热能力差，并且热量 通过窗户传入室内，不仅包括了玻璃的传热，还可以 通过太阳辐射的途径实现，因此，外窗引起的空调负 荷高于同面积外墙引起的冷负荷。据统计：单位面积 外窗引起的冷负荷通常为外墙的 ５～２０ 倍［１］。浙江大 学曾选择一幢旅馆作为研究对象，研究外窗大小对空 调负荷的影响，结论是：在房间朝向、墙体传热系数、 热容量、遮阳系数等热工特性相同的前提下，５０％窗 墙比的房间与 ３０％窗墙比的房间相比，设计日负荷增 加了 ２５％～４２％，运行负荷增加 １７％～２５％，因此，大 面积玻璃窗对空调冷负荷增加影响很大。 ２．１．３ 外形的影响
４
体传热量，而且由于墙体内表面温度在冬季升高、夏 季降低，由热辐射产生的不舒适感减轻，显著改善了 室内空气品质。
内保温法带来的最大问题是：保温外墙主体受到 的温差大，从而直接影响到墙体内表面应力变化，这 种变化比外保温墙体大得多，因此，在应力的作用下 可能引起保温层的开裂和“热桥”现象。 ３．１．２ 外墙外保温
３ 围护结构节能技术
由前面的分析可以看出，围护结构的空调能耗与 建筑物的朝向、窗墙比、体形系数及热工性能都密切 相关，受到建筑条件、外观要求等的限制，通过改进围 护结构形式达到的节能效果是有限的，而通过改进围 护结构的热工性能可以达到比较好的节能效果。目前 在此方面研究较多的是不需要外部动力就实现降温 或降低制冷负荷的方法，即所谓的自然能降温技术。 目前国内外在此领域的研究已取得了许多引人注目 的成绩，有些技术已达到或接近实用阶段。 ３．１ 外墙保温技术
２ 围护结构对空调负荷的影响
２．１ 结构形式对空调负荷的影响 ２．１．１ 朝向的影响
太阳辐射强度是随着朝向不均匀分布的，朝向不 同，围护结构引起的空调负荷大小也不相同。据报道： 通常东西向建筑比南北向建筑冬季耗热量约增加 ５％；而夏季空调负荷却要高出 ３０％～６０％［１］。 ２．１．２ 窗墙面积的影响
构节能技术来降低空调能耗的方法。结果显示， 通过改善建筑围护结构的形式和热工性能来降低空调能耗是建筑节能最有效
源自文库
的措施之一。
关键词： 空调建筑； 围护结构； 节能技术
中图分类号： ＴＵ２０１．５
文献标志码： Ａ
文章编号： １６７３－７２３７（２００８）０７－０００３－０３
Ｅｎ ｖｅｌｏ ｐ Ｓ ｔ ｒｕ ｃｔ ｕ ｒｅ ａｎ ｄ Ｅｎ ｅｒｇ ｙ Ｅｆｆｉｃｉｅｎ ｃｙ ｏ ｆ Ｂｕ ｉｌｄ ｉｎ ｇ ｓ ｆｏ ｒ Ａｉｒ－ Ｃｏ ｎ ｄ ｉｔ ｉｏ ｎ ｉｎ ｇ ＰＥＮＧ Ｂｏ
根据围护结构传热公式 Ｑ＝ＫＦ（Ｔτ－Ｔｎ）可知，建筑 物与大气接触的外表面积越大，围护结构引起的空调 负荷也就越大。为了对其影响进行定量的分析，通常 用体形系数来评价建筑物外形对空调负荷的影响。所 谓体形系数是指建筑物与室外大气接触的外表面积 与其所包围的体积之比。研究表明，在建筑物各部分 围护结构传热系数和窗墙面积比不变的情况下，空调 负荷随体形系数的增大而增大。 ２．２ 热工性能对空调负荷的影响 ２．２．１ 传热系数的影响
此外，利用大气辐射冷源使建筑物冷却，也是达 到“冷墙”效应的一种新手段。在气象学上有“大气 窗”的概念，也就是大气阻断了地面对宇宙空间的大 部分辐射，但允许波长为 ８～１３μｍ 的射线透过的现 象，它是造成整个地球表面夜间冷却的主要原因。宇 宙可以被认为是一个温度很低的天然巨大冷源，若利 用“大气窗”的特性，在建筑物的外墙上覆盖某种能反 射、散射太阳辐射，同时又能在大气窗范围内发射和 透射的材料，就能有效地减少室内空调负荷。目前在 此方面的研究已经取得一定的进展，其技术已经接近 实用阶段。 ３．３ 超级窗户隔热技术
常大的节能潜力，因此，越来越多地受到人们的关注。 原则上降低中央空调能耗应由建筑和设备共同来实 现，因建筑围护结构负荷占空调总负荷的 １０％～ ３２％，所以减少围护结构的空调能耗对降低中央空调 能耗、从而降低建筑能耗有着重要意义。
１ 空调负荷的构成分析
（３）空调系统的运行效果与设备的运行方式有极 大的关系，因此，在实验总结的基础上，通过楼宇自控 系统建立一套合理的系统调控模式是必须的。
由公式 Ｑ＝ＫＦ（Ｔτ－Ｔｎ）可知，当建筑物的体形系数 确定时，外墙面积也随之确定，此时传热量 Ｑ 的大小 由传热系数 Ｋ 决定。传热系数 Ｋ 是建筑围护结构热 工性能的一个最重要的指标，它表征了热量通过围护
结构的能力，传热系数越小，由室内外传热温差引起 的围护结构传热负荷就越小。李玉云等通过计算比较 发现：外墙传热系数每减少 １ Ｗ／（ｍ２·Ｋ），空调冷负荷 可减少 ４９．７９ ｋＷ；外窗传热系数每减少 １Ｗ／（ｍ２·Ｋ）， 空调冷负荷可减少 １６３．９７ ｋＷ。 ２．２．２ 窗户遮阳情况的影响
０ 引言
近些年来，由于全球性的能源危机，节能逐渐成 为各科技领域的研究方向。对空调建筑来讲，由于空 调能耗约占建筑总能耗的 ２５．７８％～７９．４１％，具有非
收稿日期： ２００８－０４－１４； 修回日期： ２００８－０６－０５ 基金项目： 茂名学院科研基金项目（２００５１１０６）
节组合式空调机组停止制冷，关闭回风阀，全开新风 阀，同时开启观众厅、舞台上部排风机排风，实现观众 厅的全新风通风。本剧院已成功运行 １ 年，相比改造 前，节能效果显著，据初步测算一个采暖季的运行费 用约为 ２１～２３ 元 ／ｍ２。
对外墙进行保温，能减少外墙传热引起的空调 负荷，使室内气候环境有所改善。通常根据保温材料 在墙体所处的位置不同，可以分为内保温、外保温、 夹芯保温 ３ 种方式，其中较为常见的是内保温和外 保温方式。 ３．１．１ 外墙内保温
所谓外墙内保温，就是在外墙的室内侧增加保温 措施的技术，常用的做法有贴保温板法、粉刷石膏法和 聚苯颗粒胶粉法等［３］。由于其具有造价低、安装方便等 优点而被广泛应用，也取得了较好的效果。Ｅｌｉｓａｂｅｔｈ［４］ 使用建筑动态能耗模拟的方法对美国 ６ 种气候条件 下，连续使用空调系统的典型住宅中墙体保温对空调 负荷的影响进行了研究，结果表明墙体内保温最优。 文献中也报道了杭州某高层住宅采用外墙内保温技 术使围护结构热阻大大增加的情况，经现场热工测试 证明，外墙采用热导率为 ０．０５３ Ｗ／（ｍ·Ｋ）的 ＨＴ－８００ 双组分新型材料进行内保温后，不仅有效地降低了墙
由于太阳辐射是窗户得热的一个主要途径，因此， 窗户的遮阳特性对空调负荷有较大的影响。叶国栋等［２］ 通过计算分析得到各部分得热所引起的空调负荷在 总空调负荷中所占的比例：透过窗户太阳辐射 ３６．２０％，窗户导热 ２３．２０％，墙体导热 ２７．２４％，室内热 扰 １３．３６％。可以看出，由窗户太阳辐射引起的空调负 荷占总负荷的比例最大，是影响空调负荷的关键。从 空调能耗的角度考虑，改进窗户的遮阳特性，能较大 幅度地降低空调负荷；但另一方面，如果采光率太低， 又会使增加的室内照明用电耗能超过节约的空调能 耗，因此，在考虑窗户遮阳情况对空调负荷的影响时 需要同时考虑采光率。
从降低空调能耗的角度考虑，我们希望建筑物外 墙材料对太阳辐射具有较高的反射率，同时在红外区 又具有较强的发射率，这样就能加速向外界的散热， 减少墙体的吸热和蓄热，达到“冷墙”的效应，而目前 已有许多尖端科技应用于此领域。已有资料报道，国 外已经研制出一种硅酮基油漆，把它喷涂在外墙和屋 顶上，可使室温降低 ５．５～１４．８ ℃。
４ 结语
（１）通过采用若干技术措施，结合运行模式的初步 优化，崇文区剧院空调送风系统的改造总体达到了预 期的目标，室内温度分布均匀，主观感觉舒适。同时测 试表明，这一目标是在良好的噪声控制水平下实现 的，全部空调通风设备同时满负荷运行时附加室内噪 声符合 ＮＲ３０ 评价曲线。
（２）本项目采用了相应的技术措施后观众厅冬季 空调垂直温度梯度控制在可接受的范围内，但在条件 允许的情况下，观众厅空调系统最好楼上或楼下分区 设置，可更加有利于解决冬季垂直温度梯度的问题。
作者简介： 张钦（１９８０）， 女， 湖北武汉人， 中国建筑科学研究院空调所， 工程师， 暖通空调专业， 从事热泵设计及节能技术推广研究 （ｚｈａｎｇｑｉｎ８０＠ｓｏｈｕ．ｃｏｍ）。
３
空调房间的冷负荷通常由两部分组成：①通过围 护结构传热引起的负荷；②由室内人员、灯光照明、设 备等散热引起的负荷。对围护结构引起的冷负荷，其 中通过屋顶、楼板、墙体和地面传入的热量主要由室 内外温差引起；而通过窗的传热量不仅与室内外温差 有关，还与太阳辐射有关。这部分辐射热量进入室内 后，一部分直接对室内空气起作用，另一部分被墙体 及家具等有蓄热功能的物体储存起来，当室内温度低 于物体表面温度时，热量就被释放出来。因此，围护结 构引起的冷负荷主要有以下几个方面：①墙和屋顶传 热引起的负荷；②玻璃窗传热引起的负荷；③玻璃窗 日射得热引起的负荷。
与内保温做法相比，外墙外保温技术由于具有保 温效率高，节能效果显著，能减轻墙体自重，增大使用 面积，热稳定性好，现有建筑的节能改造方便等优点， 而逐渐成为建筑外墙保温技术的主流形式。安徽省第 一建筑工程公司技术质量处对合肥市某高级住宅外 墙采用环保节能的 ＥＰＳ 聚苯乙烯保温板进行外保温， 实测结果表明外墙传热系数仅为未保温时的 ５１％，而 由于空调制冷能耗降低年节约电能约 １０ 万 ｋＷ·ｈ，直 接经济效益达 ６ 万元［５］。通过实验检测分析比较了内、 外保温墙体的动态传热特性，结果表明：外保温墙体 动态传热特性较为平缓，更有利于改善室内热环境， 并且在得热高峰时刻墙体得热比内保温减小 １０％～ １１％，有利于空调设计负荷的降低。 ３．２ “冷墙”效应
２００８ 年第 ７ 期（总第 ３６ 卷 第 ２０９ 期） Ｎｏ．７ ｉｎ ２００８ （Ｔｏｔａｌ Ｎｏ．２０９， Ｖｏｌ．３６）
建筑节能
■ 暖通与设备 ＨＥＡＴＩＮＧ ＶＥＮＴＩＬＡＴＩＯＮ ＆ ＥＱＵＩＰＭＥＮＴ
围护结构与空调建筑节能
彭波 （茂名学院，广东 茂名 ５２５０００）
摘要： 针对空调建筑能耗大的现状， 介绍了空调负荷的构成， 分析了围护结构形式和热工性能对空调负荷的影响， 讨论了利用围护结
（Ｍａｏｍｉｎｇ Ｃｏｌｌｅｇｅ， Ｍａｏｍｉｎｇ ５２５０００，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂ ｓ ｔ ｒａ ｃｔ： Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｔｈａｔ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｉｓ ｒｅｍａｒｋａｂｌｅ ｉｎ ａｉｒ－ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ， ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ａｉｒ－ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ－ ｉｎｇ ｌｏａｄ ｗａｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ， ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓ ｏｆ ｓｈａｐｅｓ ａｎｄ ｔｈｅｒｍａｌ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｅｎｖｅｌｏｐ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｎ ａｉｒ － ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ ｌｏａｄ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ， ａｎｄ ｍｅｔｈｏｄｓ ｗｈｉｃｈ ｄｅｃｒｅａｓｅ ａｉｒ－ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｅｎｅｒｇｙ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｏｆ ｅｎｖｅｌｏｐ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｗｅｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｏｆ ｓｈａｐｅｓ ａｎｄ ｔｈｅｒｍａｌ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｅｎｖｅｌｏｐ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｂｅｃｏｍｅｓ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｔｏ ｒｅ－ ｄｕｃｅ ａｉｒ－ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ． Ｋｅ ｙ ｗ ｏ ｒｄ ｓ ： ａｉｒ－ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ； ｅｎｖｅｌｏｐ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ； ｅｎｅｒｇｙ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
由于窗户的传热系数高，隔热能力差，并且热量 通过窗户传入室内，不仅包括了玻璃的传热，还可以 通过太阳辐射的途径实现，因此，外窗引起的空调负 荷高于同面积外墙引起的冷负荷。据统计：单位面积 外窗引起的冷负荷通常为外墙的 ５～２０ 倍［１］。浙江大 学曾选择一幢旅馆作为研究对象，研究外窗大小对空 调负荷的影响，结论是：在房间朝向、墙体传热系数、 热容量、遮阳系数等热工特性相同的前提下，５０％窗 墙比的房间与 ３０％窗墙比的房间相比，设计日负荷增 加了 ２５％～４２％，运行负荷增加 １７％～２５％，因此，大 面积玻璃窗对空调冷负荷增加影响很大。 ２．１．３ 外形的影响
４
体传热量，而且由于墙体内表面温度在冬季升高、夏 季降低，由热辐射产生的不舒适感减轻，显著改善了 室内空气品质。
内保温法带来的最大问题是：保温外墙主体受到 的温差大，从而直接影响到墙体内表面应力变化，这 种变化比外保温墙体大得多，因此，在应力的作用下 可能引起保温层的开裂和“热桥”现象。 ３．１．２ 外墙外保温
３ 围护结构节能技术
由前面的分析可以看出，围护结构的空调能耗与 建筑物的朝向、窗墙比、体形系数及热工性能都密切 相关，受到建筑条件、外观要求等的限制，通过改进围 护结构形式达到的节能效果是有限的，而通过改进围 护结构的热工性能可以达到比较好的节能效果。目前 在此方面研究较多的是不需要外部动力就实现降温 或降低制冷负荷的方法，即所谓的自然能降温技术。 目前国内外在此领域的研究已取得了许多引人注目 的成绩，有些技术已达到或接近实用阶段。 ３．１ 外墙保温技术
２ 围护结构对空调负荷的影响
２．１ 结构形式对空调负荷的影响 ２．１．１ 朝向的影响
太阳辐射强度是随着朝向不均匀分布的，朝向不 同，围护结构引起的空调负荷大小也不相同。据报道： 通常东西向建筑比南北向建筑冬季耗热量约增加 ５％；而夏季空调负荷却要高出 ３０％～６０％［１］。 ２．１．２ 窗墙面积的影响
构节能技术来降低空调能耗的方法。结果显示， 通过改善建筑围护结构的形式和热工性能来降低空调能耗是建筑节能最有效
源自文库
的措施之一。
关键词： 空调建筑； 围护结构； 节能技术
中图分类号： ＴＵ２０１．５
文献标志码： Ａ
文章编号： １６７３－７２３７（２００８）０７－０００３－０３
Ｅｎ ｖｅｌｏ ｐ Ｓ ｔ ｒｕ ｃｔ ｕ ｒｅ ａｎ ｄ Ｅｎ ｅｒｇ ｙ Ｅｆｆｉｃｉｅｎ ｃｙ ｏ ｆ Ｂｕ ｉｌｄ ｉｎ ｇ ｓ ｆｏ ｒ Ａｉｒ－ Ｃｏ ｎ ｄ ｉｔ ｉｏ ｎ ｉｎ ｇ ＰＥＮＧ Ｂｏ