摘要
我国碳减排工作已经步入宏观控制阶段，建筑节能将成为2030年我国碳减排目标的重点工作之一。玻璃作为外窗的主要部件，据相关报告显示透过该部件的耗热量约占门窗总耗热量的70%，尤其在严寒地区的冬季，提升建筑物外立面玻璃的保温性能是节能重点工作。文章选取哈尔滨市作为主要研究对象，结合当地典型气候特点，从玻璃构造光热性能及建筑能耗两方面对公共建筑玻璃构造设计参数进行研究。 通过实地调研及主观问卷调查的方法，从构造类型、玻璃颜色、应用建筑类型几方面对哈尔滨公共建筑玻璃构造设计现状进行归纳总结。选取严寒地区典型城市进行用户主观问卷发放，得到使用者对玻璃构造设计的了解及喜好程度和目前玻璃构造设计存在的现实问题，为下一步公共建筑的玻璃构造设计工作提供方向。 从光学和传热两个角度分析玻璃构造性能，使用该研究领域认可度和准确性较高的仿真模拟软件，针对不同组合形式进行模拟分析，引入以传热系数和太阳辐射得热系数为代表的热工参数和以遮阳系数、可将光透过率为代表的光学参数，从节能影响因素的角度切入，选取玻璃厚度、材质、颜色、气体间层厚度、填充物性质、镀膜面位置等变量，计算得到各工况下典型参数的影响情况及变化规律，以及单因素条件下光热参数能达到的最优值。对比得出构造形式为：四玻三腔中空玻璃（空气间层9mm）室内侧设置双层Low-E的玻璃可达到光热性能最优值，此时传热系数为1.101W/m2·k，太阳辐射得热系数为0.4（无量纲），可见光透过率为0.522（无量纲）。此外通过对试件光学参数和热工参数的实验室测试分别验证光热数值模型的准确性。 使用Energyplus8.0软件，采用能耗模拟分析的方法模拟典型参数变化对哈尔滨某公共建筑冷热负荷以及全年能耗的影响和应用不同构造类型玻璃组合时对应节能贡献率。分析各因素对冷热负荷影响程度差异，得出目标公共建筑应用四玻三腔中空玻璃（空气间层13mm）时建筑年能耗最低为837.77KW·h，相比单腔中空玻璃节省82.29KW·h，其中采暖能耗节省71.31KW·h，空调能耗节省10.98KW·h。采用增加气体间层厚度的方式有利于降低建筑采暖能耗，对我国严寒地区冬季节能有积极作用。最后基于能耗模拟分析结果提出节能设计优化策略。 文章计算所得结果对未来严寒地区公共建筑玻璃构造设计及选用具有重要参考意义。
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