鐵路站房高大空間公共區(qū)自然采光與空調(diào)能耗權(quán)衡判斷.pdf

1、良好的自然采光為室內(nèi)提供舒適的光環(huán)境同時(shí)也相應(yīng)的節(jié)省了人工照明的能耗，但是空調(diào)和采暖能耗又隨著采光的增加而有不同程度的增減。針對(duì)自然采光與空調(diào)能耗之間的這種相互矛盾，本文將通過探討鐵路站房高大空間公共區(qū)不同開窗形式對(duì)室內(nèi)各能耗構(gòu)成的影響，從建筑節(jié)能的角度出發(fā)，實(shí)現(xiàn)自然采光與空調(diào)能耗的權(quán)衡判斷。
　　本文通過對(duì)建筑采光和空調(diào)能耗的討論，得出了影響建筑能耗和自然采光的相關(guān)氣象要素。并以一月平均溫度、七月平均溫度、七月相對(duì)濕度、年總輻射

2、照度、HDD18和CDD26作為分區(qū)指標(biāo)，采用層次聚類法作為區(qū)劃方法，在我國270個(gè)氣象臺(tái)站的氣候數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，將全國劃分為Ⅰ～Ⅷ八個(gè)建筑采光節(jié)能設(shè)計(jì)分區(qū)并對(duì)各區(qū)的氣候特點(diǎn)進(jìn)行了分析，分區(qū)結(jié)果可應(yīng)用于鐵路車站建筑采光和空調(diào)能耗權(quán)衡判斷研究。在各分區(qū)中選出一個(gè)代表城市，以代表城市的氣象條件作為各分區(qū)的典型氣象條件。
　　根據(jù)鐵路客運(yùn)站的空間尺度和人員流動(dòng)特點(diǎn)，本文在進(jìn)行相關(guān)調(diào)研的基礎(chǔ)上，通過歸納統(tǒng)計(jì)建立了一個(gè)中等規(guī)模的典型鐵路車站高大

3、空間公共區(qū)模型，模型尺寸為90m×45m×15m。采用Ecotect模擬分析了自然采光時(shí)開窗位置、開窗面積、透光率對(duì)室內(nèi)平均照度和平均采光系數(shù)影響的基本規(guī)律，結(jié)果表明開窗位置對(duì)側(cè)面采光和天窗采光兩種形式下的室內(nèi)平均照度和平均采光系數(shù)影響很小，而相同開窗面積下天窗采光能力優(yōu)于側(cè)窗;同一朝向內(nèi)，室內(nèi)平均照度和平均采光系數(shù)隨開窗面積的增大而增大，呈線性關(guān)系;采光系數(shù)隨透光率的增加而增加，呈線性關(guān)系;通過模擬分析三種天窗形式下室內(nèi)的自然采光分布

4、情況，得出縱向條形天窗的室內(nèi)采光均勻度要高于橫向條形天窗和中間集中天窗，且在分散布置后能得到較好的室內(nèi)采光分布;通過Perez輻射光當(dāng)量模型，將太陽輻射強(qiáng)度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為室外水平面無遮擋光照度數(shù)據(jù)，得到全年全自然采光小時(shí)數(shù)和全年人工照明節(jié)電量隨采光系數(shù)和開窗面積的變化規(guī)律。
　　采用EnergyPlus模擬軟件分析了天窗比、遮陽系數(shù)、傳熱系數(shù)、透光率等對(duì)空調(diào)能耗的影響，以及不同窗墻比時(shí)側(cè)窗采光對(duì)空調(diào)能耗的影響。得出總能耗隨天窗比的增加

5、先減少，達(dá)到最低點(diǎn)后隨天窗比的增加而增大;側(cè)窗各朝向總能耗同樣隨窗墻比的增加先減少再增加。在天窗比相同的情況下，總能耗隨遮陽系數(shù)的增大而增大，玻璃傳熱系數(shù)對(duì)總能耗的影響較小，總能耗隨透光率的增加而減少。通過對(duì)自然采光條件下總能耗的構(gòu)成分析，將開窗對(duì)總能耗的影響△E分解為圍護(hù)結(jié)構(gòu)改變而引起的空調(diào)能耗變化量△E1,w和由于室內(nèi)光環(huán)境改變而引起的能耗變化量△El之和，此基礎(chǔ)上提出了自然采光與空調(diào)能耗權(quán)衡判斷的漸進(jìn)優(yōu)化方法。以具體車站建筑為例，