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无尘室建筑围护结构节能改造及模拟分析
1 项目概况
该办公建筑位于湖南某地， 1990年竣工，总建筑面积为3543 m2。主体为6层框架结构，南北朝向，建筑物总高度为25 m。地上1层为商铺及大楼门厅，2到6层为办公用房，建筑面积为2793.7 m2。现对2到6层进行节能改造和模拟分析。
2 节能改造方案
建筑物围护结构的热损失是指建筑物的外墙、外窗、屋面的热损失，而我国既有办公建筑的外墙、外窗、屋面很多未能达到节能标准。因此，对既有办公楼建筑围护结构的节能改造主要是针对外墙、外窗、屋面及遮阳进行。
2.1 外墙节能改造
原办公楼外墙为240mm实心粘土砖砌体，窗墙比0.24。4个立面的窗墙比分别为：东 0.1，南0.29，西0.05，北0.26。原外墙传热系数较大，根据公共建筑节能设计标准[7]的要求，围护结构外墙传热系数要小于1.0W/(m2?k)，因此，须对外墙进行节能改造。为了更好地选择外墙保温系统，分别选择厚度为30 mm 的泡沫玻璃保温体系、聚氨酯保温体系和挤塑聚苯板保温体系进行模拟分析，以选择最优方案。
2.2 外窗节能改造
原办公建筑的外窗为单玻璃塑钢窗，传热系数为4.9W/(m2?k)。根据公共建筑节能设计标准的要求，传热系数要小于2.7W/(m2?k)。因此，要对外窗进行节能改造。为了更好的选择方案，分别对普通中空玻璃和镀 low-e 膜中空玻璃来进行模拟以便择优。
2.3 屋面节能改造
经测量，原办公建筑屋面的传热系数为0.89W/(m2?k)，建筑屋面为现浇混凝土，以加气混凝土砌块做保温层有一定的保温作用，但离公共建筑节能标准的要求还有一定的差距。因此，需要对屋面进行节能改造。为了有效的选择屋面保温材料，对硬质聚氨酯泡沫塑料体系、聚苯乙烯泡沫板体系和膨胀珍珠岩石分别进行模拟分析，以便选择最佳方案。
2.4 遮阳节能改造
原办公建筑采用的是浅色单层窗帘安装在窗户里面，在视觉上窗帘形成了一个遮阳的假象，实际上这种单层窗帘透光性较强，热量进入了房间，增加了空调的负荷。据调查，办公人员反映，在夏季烈日当头时，单层窗帘仍然无法阻挡阳光的照射，室内温度较高，在窗旁有明显的炙热感。因此，我们对遮阳做节能改造。在夏季选取铝合金百叶窗帘做内遮阳，选取塑钢百叶窗做嵌入式窗做外遮阳分别做模拟分析，以选择最佳的方案。
3 模拟结果分析
（1）对这三种厚度为 30 mm 的泡沫玻璃保温体系（体系 1）、聚氨酯保温体系（体系 2）和挤塑聚苯板保温体系（体系 3）模拟分析，各自的能耗情况见表1，系统节能率见表2。
由上面分析可知，使用体系1即泡沫玻璃保温体系整体节能率是最大的，为10.5%。
（2）对普通中空玻璃和镀 low-e膜中空玻璃这两种进行模拟分析，这两种各自的能耗见表 3，系统节能率见表4。
由上述分析可知，使用玻璃1即镀 low-e 膜中空玻璃整体节能率最大为8.8%。
（3）对硬质聚氨酯泡沫塑料体系、聚苯乙烯泡沫板体系和膨胀珍珠岩石三种进行分析，各自的能耗见表5，系统节能率见表6。
由上面分析可知，使用材料1即硬质聚氨酯泡沫塑料体系整体节能率最大为6.2%。
（4）对铝合金百叶窗帘做内遮阳、塑钢百叶窗做嵌入式窗做外遮阳进行模拟分析，各自的能耗见表7，系统节能率见表8。
由上表分析易知，使用遮阳1即塑钢百叶窗做嵌入式窗做外遮阳整体节能率最大为 9.2%。
4 结语
对既有办公建筑围护结构进行节能改造可以有效的改善其高能耗的现状。通过对湖南地区某办公建筑围护结构进行节能改造及模拟计算和分析，得到：
（1）对外墙选择三种方式改造，其对冬季负荷影响较大。
（2）对外窗选取两种方案进行改造，用普通中空玻璃和镀 low-e 膜中空玻璃替代原有的，对冬季热负荷影响较大。其次，采取镀low-e膜中空玻璃对夏季冷负荷也有很大影响。
（3）对屋面三种方式进行改造，其对降低冷热负荷均有明显效果。
（4）分别用铝合金百叶窗帘做内遮阳和塑钢
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