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普通窗户玻璃与贴太阳膜玻璃能耗的理论分析与实验研究

作　者: 侯国庆
导　师: 陈友明
学　校: 湖南大学
专　业: 供热、供燃气、通风及空调工程
关键词: 节能玻璃太阳控制膜太阳得热系数SHGC 传热系数U 建筑节能实验模拟软件
分类号: TU111.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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引　用: 2次
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内容摘要

我国建筑能耗已占到国民总能耗的1/4以上,窗户是围护结构的薄弱部位,由玻璃窗引起的空调能耗在整个建筑能耗中占有相当大的比重,减小这部分能耗是降低建筑能耗的一个行之有效的办法。太阳控制膜(solar-control film)玻璃及Low-E低辐射膜玻璃能大大减少透过玻璃窗的太阳辐射得热量,从而减小空调负荷。研究这些特殊膜玻璃,并将其应用于我国建筑,对于降低我国建筑能耗水平有着重要的意义。从理论上建立了贴膜单层窗玻璃的热传导模型,用Bouguer公式计算太阳直射辐射强度,用Berlage公式计算太阳散射辐射强度,导出了覆膜单层玻璃太阳光学性能的简化计算公式,分析了单层玻璃窗贴太阳控制膜的节能原理,给出了由室外环境透过普通单层玻璃与贴太阳控制膜单层玻璃传递到室内的总热量的计算方法。为了验证贴膜窗玻璃的节能效果,在湘潭市某宾馆建立了现场实验测试系统,实验测试的对象为朝向和建筑特征完全相同的两间客房,一间客房的窗玻璃贴太阳控制膜,另一间不贴膜,现场实测两房间的供热与空调的能耗差。在夏季晴朗天气测试期间,覆膜房间比未覆膜房间每天可节约冷量1.5kW·h;在冬季晴朗天气测试期间,覆膜房间比未覆膜房间要多耗热量4.4kW·h;但考虑湘潭市的天气状况,即湘潭市夏季多晴热高温天气,冬季多阴雨天气,因此从全年看太阳控制膜是节能的。在晴朗天气或阴雨天气状况下,单层贴太阳控制膜玻璃不会增加照明负荷。将实验结果与理论分析结果进行比较表明:理论计算结果与实验结果基本一致。理论分析和试验测试结果还表明:太阳控制膜对太阳辐射强、空调时间比采暖时间长的地区的建筑有明显的节能效果。运用eQuest软件模拟计算了建筑采用单层普通玻璃和太阳控制膜玻璃时的空调能耗。本课题研究结果对选用节能玻璃的用户、建筑行业设计工程师及科研工作者等均有较重要的参考价值。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-14
  1.1 研究的意义与目的  10-11
  1.2 研究历史与现状  11-13
  1.3 本课题研究的内容  13-14
第2章太阳辐射强度计算  14-25
  2.1 太阳辐射的一般知识  14-17
    2.1.1 自然界的太阳辐射  14-15
    2.1.2 太阳位置的计算  15-17
  2.2 太阳直射辐射强度计算  17-20
    2.2.1 Bouguer公式  17-19
    2.2.2 ASHRAE推荐使用计算公式  19-20
  2.3 太阳散射辐射强度计算  20-23
    2.3.1 ASHRAE推荐使用的散射辐射计算公式  21-22
    2.3.2 柏拉治散射辐射计算公式  22-23
  2.4 任意表面总太阳辐射强度的计算  23-24
  2.5 太阳辐射强度的经验计算公式  24
  2.6 小结  24-25
第3章玻璃及其光学性能  25-42
  3.1 建筑玻璃介绍  25-27
  3.2 玻璃的太阳光学性能  27-41
    3.2.1 玻璃基本光学性质介绍  27-32
    3.2.2 普通单层玻璃的光学性能计算  32-36
    3.2.3 覆膜单层玻璃的光学性能计算  36-40
    3.2.4 多层玻璃的光学性能计算  40-41
  3.3 小结  41-42
第4章窗户玻璃得热分析及计算  42-52
  4.1 评价玻璃系统热工性能的指标说明  42-43
    4.1.1 与辐射有关的指标  42
    4.1.2 与采光有关的指标  42
    4.1.3 与绝热保温有关的指标  42-43
  4.2 透过玻璃的总太阳辐射能  43-44
  4.3 室外环境透过单层、双层玻璃窗传递到室内的总热量计算  44-48
    4.3.1 室外环境透过单层玻璃传递到室内的总热量  44-45
    4.3.2 室外环境透过双层玻璃传递到室内的总热量  45-48
  4.4 DOE-2模拟程序窗户玻璃得热计算模式介绍  48-51
  4.5 小结  51-52
第5章单层窗户玻璃贴太阳控制膜的节能分析与现场实验研究  52-67
  5.1 太阳控制膜介绍  52
  5.2 普通玻璃与太阳控制膜玻璃的热工性能比较  52-55
  5.3 实验研究  55-64
    5.3.1 实验原理  55
    5.3.2 实验仪器  55-56
    5.3.3 实验数据处理与分析  56-63
    5.3.4 实验误差分析说明  63-64
  5.4 太阳辐射得热的理论计算  64-65
  5.5 小结  65-67
第6章 eQuest软件模拟计算玻璃对空调能耗的影响  67-77
  6.1 常用节能玻璃介绍  67-69
  6.2 eQuest软件介绍  69-70
    6.2.1 DOE-2软件简介  69-70
    6.2.2 DOE-2软件分析建筑能耗的可靠性  70
  6.3 采用eQuest软件模拟玻璃对建筑能耗影响的分析  70-76
    6.3.1 模型简介  70-74
    6.3.2 模拟结果  74-76
  6.4 小结  76-77
结论  77-79
参考文献  79-82
致谢  82-83
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录  83

普通窗户玻璃与贴太阳膜玻璃能耗的理论分析与实验研究

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