SIP轻质围护结构节能优化研究.pdf
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1、图 1SIP 板结构构造图 Fig.1 Construction drawing of SIP plate 收稿日期:2014-03-31;修回日期:2014-05-07 * 基金项目:高校省级优秀青年人才基金项目(2011SQRL118) 0引言 SIP 板是一种新型的夹心保温板,由 2 层 OSB 板 (欧松板)作为面层,中间层由保温材料 EPS 板作为夹 芯板,各层之间使用环氧树脂进行粘接,其构造层次 如图 1 所示。 这种板材具有强度高、质量轻、隔声效果 好、抗震能力强、设计方便、施工快捷的特点,具有广 泛的应用前景1-2。 但是这种轻质的墙体材料的热工性 能不同于传统墙体材料,SIP
2、 板结构主要组成材料是 EPS 板,其与传统材料热工性能如表 1 所示。 从表 1 中可以看出作为 SIP 板主要材料的木屑 板、EPS 板相对于传统材料钢筋混凝土、砖砌体、水泥 砂浆而言,具有密度小、导热系数小和蓄热系数小的 特点。SIP 结构导热系数小对建筑节能是有利的,但是 其蓄热系数小会造成室内温度有较大的波动,对于降 低建筑能耗是不利的。 需要对其能耗特点进行单独的 分析。一些学者也对围护结构进行了分析,杨丽萍4分 析了轻质围护结构不舒适的真正原因;Geros5等人研 SIP 轻质围护结构节能优化研究 * 管乃彦 1, 吕亚军 2 (1.天津大学 建筑学院 绿色建筑研究所,天津市建筑
3、物理与生态技术实验室,天津300072; 2.华北水利水电大学,郑州450045) 摘要:SIP 板结构作为一种新型的围护结构体系,具有热阻大、质量轻的特点,应用前景广泛。 但是这 种板材的蓄热能力较差,室内热环境容易受到室外环境的影响,这对建筑节能不利。 采用 De- signbuilder 能耗模拟软件进行能耗分析,并通过被动式措施(遮阳的运用、围护结构与高热惰性 材料进行复合、改变围护结构窗墙比)对该围护结构形式进行全年能耗分析,通过调整所采用 措施的参数,总结出最优布置方法,为 SIP 板结构的节能设计提供参考。 关键词:轻质围护结构;遮阳;重质材料复合;窗墙比 中图分类号:TU111
4、.4文献标志码:A文章编号:1673-7237(2014)06-0028-04 Energy Saving Optimization of the Lightweight Enclosure Structure of SIP GUAN Nai-yan 1, LYU Ya-jun2 (1.School of Architecture,Tianjin University, Tianjin Key Laboratory of Building Physical Environment and Ecological Technology, Tianjin 300072, China; 2.North
5、 China University of Water Resources and Electric Power, Zhengzhou 450045, China) Abstract: As a new retaining structure system, SIP has the characteristics of high thermal resistance, light weight, and has wide application prospect. But it has poor heat storage capacity, and the indoor ther mal env
6、ironment is easily influenced by outside environment, so it is not conducive to building energy sav ing. Through software Designbuilder for simulation of energy consumption, this paper adopts a series of passive measures (the shading, compounding the heavy thermal inert material to the envelope, cha
7、nging the ratio of window to wall) in order to analyze the annual energy consumption of the enclosure structure. Through adjusting the parameters of measures adopted, the optimal layout is concluded as reference for en ergy-saving design of SIP board structure. Keywords: lightweight enclosure struct
8、ure; sunshade; heavy composite materials; window-wall ratio OSB 板 EPS 板 建筑节能 2014 年第 6 期(总第 42 卷第 280 期) doi:10.3969/j.issn.1673-7237.2014.06.008 保温隔热与材料 28 表 1围护结构材料性质3 Table 1 Properties of materials 究了建筑结构、通风状况和气候条件下,夜间通风降 温对建筑能耗值的影响;Roueoult6等人对建筑围护 热惰性与自然通风对建筑能耗的影响进行了研究;简 毅文7对传统结构窗墙比对建筑能耗值进行了研究
9、, 并得出了加大南向窗墙比可有效降低全年能耗值的 结论。 本文对影响 SIP 板结构能耗的因素(建筑遮阳,与重 质材料进行结合,围护结构窗墙比),使用 Designbuilder 建筑能耗模拟软件进行模拟,对这些因素进行组合并进 行优化设计,从而在最大限度上节约建筑能耗。 1研究对象 以天津地区某 SIP 结构建筑为研究对象, 其建 筑面积为 74 m2,建筑的外墙采用 SIP 板结构;本文在 对该结构进行研究的时候,该建筑的工作模式按照办 公建筑进行使用,即在白天进行使用,而在夜间不使 用。 外围护结构为 SIP 板,面板为 10 mm OSB 板, 中间芯板为 210 mm 厚的 EPS
10、板, 总的传热系数为 0.169 W/(m2 K);窗户采用 Low-E 玻璃,传热系数为 1.2 W/(m2 K),太阳辐射得热系数为 0.576,其布置如 图 2 所示。 图 2洞口分布图 Fig.2 Plan of the hole 1.1设置参数的确定 本文使用 DesignBuilder 软件进行模拟分析,工 作时间为 8:0017:00,照明功能密度值 LPD 值为 7 W/m2,选用吸顶式照明方式。 白天人们在室内工作, 夜晚没有人员活动,人员密度为 0.03 人 /m2,人体新 陈代谢率为 0.9。 夏季,空调的开启时间为每天的 8:0017:00,室内温度控制在 26 ,其余
11、时间空调 关闭,夜间采用自然通风的方式降温蓄冷,夏季夜间 通风次数暂定为 4 次 /h,室内照明设施和办公设备总 的发热量定为 400 W。 在冬季,每天的工作时间为 8:0017:00,室内的温度定在 18 ,非工作的时间 室内温度定为 12 ,每年的供暖时间为从每年的 11 月 15 日到第二年的 3 月 15 日,总共 121 d。 在冬 季为了保证有足够的新鲜空气, 同时又能够节约能 源,把室内的换气次数定为 1 次 /h,室内人员和设备、 照明与夏季的工作状况相同。 2各因素对建筑能耗的影响 2.1遮阳帘的反射系数对能耗值的影响 夏季的时候,太阳辐射能够极大地增加空调的冷 负荷,而遮
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- SIP 围护结构 节能 优化 研究
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