[发明专利]一种被动式太阳能采暖建筑的节能性能评价方法

说明书

技术领域

本发明涉及建筑节能领域，具体涉及一种被动式太阳能采暖建筑的节能性能评价方法。

背景技术

1、被动式太阳能采暖简介

建设节约型社会，大力发展地域性“节能省地型住宅”，以缓解能源紧张趋势，调节人、建筑与自然环境和资源的和谐关系已成为我国的基本国策。按建设部统计资料，在目前经济水平下，城镇居住建筑运行能耗已超过全国能源消费总量的25％。我国人口数量巨大，国土与资源有限，再小的消耗乘上13亿人就是巨大的量，再大的产量和储量被13亿人除就是很小的量。对于具体的一栋建筑物，其能耗的数量并不大：北方地区普通采暖建筑每平方米的年采暖能耗大约25-40公斤标准煤，但对于全国超过200多亿平方米的采暖建筑，能耗量是惊人的。具体到每个公民，每年用于建筑中的能耗量也是很有限的，但13亿人的总能耗量可以占到国民经济总能耗的三分之一。同时，我国幅员辽阔，地区差异十分显著，从南到北，从东到西，气候条件、地理环境、自然资源、城乡建设与经济发展、生活水平与社会习俗等都有着巨大的差异，造成了对居住建筑的不同需求。针对不同地域社会经济技术发展水平、气候与自然环境条件、采暖与降温方式和建筑用能结构，系统地从居住建筑形态、空间组织、构造体系、技术集成、太阳能等可再生能源利用的途径等方面研究如何通过建筑设计的方法提高居住建筑热环境质量，实现大幅度节约能耗，是全面提高建筑节能水平的必由之路，对于提高我国整体节能水平具有极其重要的现实和长远意义。

2.被动式太阳能采暖建筑性能评价方法的引入

为节约我国北方采暖地区(严寒、寒冷气候区)居住建筑采暖能耗，建设部于1986年颁布了我国第一部建筑节能设计标准——《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)》(JGJ26-86)，并于1995年12月发布修订稿。其节能目标为“节能50％”，是指在1980～1981年当地住宅通用设计的基础上节约50％的采暖能耗。该标准给出了各城市建筑围护结构应达到的保温水平，在建筑进行设计时应该遵循这些指标。如果建筑某项指标不能达到标准要求时，可以对建筑的“耗热量指标”以及“耗煤量指标”进行计算，如果建筑的耗热量指标小于该地区耗热量指标的限制值，即可判断该建筑满足节能50％的要求。

在《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)》中，建筑“耗热量指标”在一定程度上考虑了太阳辐射热量对室内环境的影响，例如，针对透明和不透明围护结构，采用“围护结构传热系数修正系数”对传热系数进行修正。各地区各个朝向的修正系数有不同的取值。该标准中给出了典型城市不同朝向典型围护结构状况下的修正系数取值表，但是，该表格仅给出了8个典型城市两种玻璃类型情况下外墙、屋顶和外窗的修正系数值。这使得计算结果的准确性受到很大程度的制约。首先，北方地区城市之间气候有显著差异，表中未列出的其它城市的修正系数值不易确定；另外，随着新材料新技术的不断涌现，玻璃类型也越来越丰富，对太阳辐射的透过性能也有很大差异，仅给出两种类型玻璃的修正系数会带来使用过程中的诸多问题。

针对实施过程中面临的各种问题，中华人民共和国住房与城乡建设部对《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)》(JGJ26-86)进行了修订，并于2010年3月18日发布了《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》(JGJ26-2010)，原标准同时废止。在这个标准中，建筑围护结构热工性能的判断仍然是以建筑的“耗热量指标”来评价，只是对“耗热量指标”的计算方法进行了修正。其中，关于太阳辐射对不透明围护结构(屋顶和外墙)的影响仍然采用“传热系数修正系数”来考虑；关于太阳辐射对透明围护结构(外窗、外门等)的影响不再采用传热系数修正系数的方法，而是分别计算通过外窗的温差传热和透过透明围护结构部分的太阳辐射得热。引入了“太阳辐射修正系数”来考虑窗户的太阳辐射透过性能。但是，鉴于太阳辐射透过不同类型玻璃的计算复杂性，标准中仅给出了3mm标准玻璃PVC(或木窗)以及铝合金窗的太阳辐射修正系数值，当设计建筑的玻璃及窗框材料与标准中不同时，难以准确获得通过透明围护结构的太阳辐射量。