遮阳系数对供暖与空调能耗的影响差异分析

郭惠娟GUOHui-juan

（河北赢拓建筑工程有限公司，保定071000）

（HebeiYingtuoConstructionEngineeringCo.，Ltd.，Baoding071000，China）

摘要：随着科技的不断发展，环境污染和能源损耗越来越严重，不利于我国的可持续发展。目前来说，国家大力倡导节能减排，减少资源浪费，而建筑环境设备会产生较大的能耗，不利于节能减排，因此有效控制建筑空调能耗和供暖能耗至关重要。研究表明，遮阳系数的大小对空调能耗产生较为明显的影响，而对供暖能耗产生的效果不是特别明显。因此，本文着重探讨遮阳系数对供暖与空调能耗影响存在的差异，希望能为同行提供一点参考。

Abstract:Withthecontinuousdevelopmentofscienceandtechnology,environmentpollutionandenergylossarebecomingmoreandmoreserious,whichisnotconducivetothesustainabledevelopmentofChina.Fornow,thegovernmentadvocatesenergyconservationandemissionsreductionandreducewasteofresources,butconstructionenvironmentequipmentwillproducelargeenergyconsumption,whichisnotconducivetoenergyconservationandemissionsreduction,sotheeffectivecontrolofbuildingairconditioningenergyconsumptionandheatingenergyconsumptionisveryimportant.Studyshowsthattheshadingcoefficienthasobviousinfluenceonairconditioningenergyconsumption,butitseffectonheatingenergyconsumptionisnotparticularlyevident.Therefore,thisarticleemphaticallydiscussesthedifferenceoftheimpactofshadingcoefficientontheheatingandairconditioningenergyconsumption.Theauthorhopestoprovidesomereferenceforpeers.

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关键词 ：遮阳系数；供暖；空调；能耗；影响

Keywords:shadingcoefficient；heating；airconditioning；energyconsumption；impact

中图分类号：TU111.4文献标识码：A文章编号：1006-4311（2015）21-0213-02

0引言

目前，我国大力提倡节能减排，因而加强对供暖和空调的能耗控制至关重要。在夏季，太阳照射较为强烈，空调能耗受太阳辐射影响较为明显，因而采取遮阳措施会对空调节能产生重要影响。而在冬季，太阳能对供暖能耗无明显影响，因而采取遮阳措施对供暖节能效果不是特别明显。由此可见，遮阳系数的大小对供暖与空调能耗影响具有较为明显的差异，而应用温度特征法能够对这一结论进行预测和揭示。应用温度特征法，可以对建筑物全年具有空调负荷及供暖负荷的各个时刻进行监控，并采用控制变量的方法，对遮阳系数减小时建筑物的空调能耗及供暖能耗的变化进行分析，进而探究遮阳系数对全年空调能耗和供暖能耗之间的影响差异。

1研究方法

对于暖通与空调能耗的研究，一般采用特征温度法。以该市960m2建筑为模型，假设该建筑模型采用围护结构进行修建，并假定其遮阳系数为1，将此时建筑全年供暖和空调能耗作为基础，并按照相关的节能设计标准进行结构的改进，从而更好的突出节能效果[1]。将遮阳系数从0到1进行变化，并认为只有遮阳系数这一变量发生变化对该建筑全年能耗产生重要影响。其中，遮阳系数为0代表采取全遮阳措施，遮阳系数为1表示未进行遮阳。应用特征温度法在遮阳系数变化时对全年节能率影响如图1所示。

其中，黑色条形柱为供暖节能率，白色条形柱为空调节能率。通过图1可以发现，在遮阳系数发生变化时，供暖节能率发生变化不明显，而空调节能率随着遮阳系数变小呈明显上升。

2全年能耗和节能率分类探讨

在进行全年能耗和节能率研究的过程中，应切实遵循严格的解析方法，控制变量，有效减少其他不良因素发生的变化[2]。图2所示不同遮阳系数下该建筑全年供暖能耗的变化，其中，Basic表示未遮阳状态下全年供暖能耗状况。

其中，黑色条形柱为供暖总能耗，白色条形柱表示节能率。由图2可见，无太阳能辐射条件下总能耗可以占到80%以上，而在太阳辐射作用下，各时刻总能耗与全国供暖总能耗关系不大。当建筑物围墙结构改进之后，无论是受太阳辐射还是未受到太阳辐射总能耗都会出现不同程度的下降。在不受太阳辐射状态下，随着遮阳系数的不断变化，各时刻的供暖能耗却无明显变化。而受太阳辐射状况下，各时刻供暖能耗会随着遮阳系数的逐渐减小而变大。其中，未受太阳辐射和受太阳辐射状况下二者的能耗之和即为总能耗。图3所示为不同遮阳系数下该建筑物节能率的变化，从某种程度上说，图3可以看做是图2的有效补充。

由图3可见，在太阳能辐射为0时，总节能率维持在恒定值，而当太阳辐射逐渐增大时，遮阳系数越小，总节能率也会逐渐减小，并逐渐成为负数。然而，全年供暖节能率无明显变化，遮阳系数对其无明显影响。由此可见，总节能率相对来说属于附属节能率，在太阳辐射下，各供暖能耗所占比重较小，因而遮阳系数对节能率不会产生过多影响。空调能耗和节能率受遮阳系数变化如图4所示。

由图4可见，在太阳能辐射为0的状态下，空调能耗仅为太阳能大于0状态的5%，因此不难得出结论，遮阳系数对空调能耗的作用非常明显，遮阳系数越小，空调能耗也会越小，空调全年总能耗也会明显减小。由图4b可以得知，在无太阳能辐射时，节能率相对较高，然而空调总节能率与太阳辐射大于0时的分类节能率相当。

3供暖空调节能率分析

3.1供暖空调节能率分析概述我国目前大力倡导节能减排，加强供暖空调节能率分析对于有效控制能耗，促进节能减排具有十分重要的战略意义[3]。建筑节能相对是一个大的概念，需要对建筑工程各个环节进行节能控制，而影响因素相对来说较多，又较为复杂，因此对节能率进行实时分析是相当必要的。一旦遮阳系数或者建筑外围结构发生变化，节能率也会相应作出改变，加强这方面的研究有利于探索供暖空调节能的本质，有利于采取针对性措施进行节能。

3.2全年供暖能耗分析在建筑物所受太阳能辐射为0时，对建筑物进行结构改进，随着建筑供暖负荷的不断变化，供暖节能率也相应发生变化。在太阳能辐射为0时，每一时刻的节能率各不相同，然后变化并不明显。在供暖负荷相对较小时，尽管节能率比一般要高，但是由于占节能率比重较小，因而不会对总节能率产生较大的影响。当太阳能辐射大于0，遮阳系数为1时，通过改进建筑物的围墙结构，可以明显改善建筑物的保温性能，从而使辐射进入室内的热量不容易扩散到室外，因而不需要消耗大量的能源就可以达到供暖的效果。由此可见，在供暖负荷较低的情况下，能耗越小，反而越节能。当供暖负荷较高时，室外温度也相对较低，此时太阳辐射又相对较为薄弱，因而需要消耗大量能源进行供暖，不利于节能。当太阳辐射大于0，遮阳系数位于0和1之间时，此时部分太阳辐射受到遮挡，供暖负荷就会受到太阳辐射的影响而变大，节能率就会相应减小甚至为负。当建筑供暖负荷相对较小时，温度较高，太阳能辐射也比较强烈，此时遮阳系数的变化会对能耗产生较为明显的作用。然而，综合全年来看，无论是否遮阳，都无法对供暖能耗产生明显影响，因而要想实现供暖能耗的减少，应从其他方面进行着手，例如提高供暖效率，实现能源的最大限度利用等。

3.3全年空调能耗分析当建筑物不受太阳辐射时，空调节能率随着空调负荷的变化而出现不同，但是变化相对不够明显。空调负荷越大，而空调节能率也随之会变得越小，反之亦然。当太阳辐射强度为0，遮阳系数为1时，对于进行围墙结构改进的建筑物而言，节能率明显会受到负荷的影响，空调负荷越大，能耗越高，节能率也会越小，越不利于节能。这主要是因为当空调负荷较大时，此时室外处于高温的状态下，太阳辐射作用也相对较强，由于建筑物具有较好的保温效果，热量难以扩散出去，因而空调负荷越大越不利于节能。当遮阳系数介于0和1之间时，节能率会明显受到遮阳系数的影响，因而采取一定的遮阳措施可以明显使节能率大大提高，有利于节能减排。通过上述分析，我们不难发现，空调能耗受太阳辐射的影响较为明显，因而遮阳系数的大小会对节能产生重要的作用。为有效降低空调能耗，应对建筑物采取遮阳处理，尤其是对于夏季而言，太阳辐射作用会使室内温度过高，造成空调产生大量能耗，而采取遮阳措施能够对能耗进行有效控制，从而促进节能减排。由此可见，为有效促进节能减排，遮阳型建筑有可能会逐渐兴起，建筑物的结构也将发生改变。

4研究结论概述

经过上述研究探讨，我们得出了以下几点结论：第一，在对空调供暖能耗研究时，将空调供暖能耗进行划分，将太阳辐射为0和大于0的情况对比，使我们加深遮阳系数对节能率影响的认识。第二，冬季太阳辐射供暖能耗相对无太阳辐射比例较小，因而遮阳系数对供暖能耗作用不明显。第三，夏季太阳辐射对空调能耗作用明显，因而遮阳系数对空调能耗作用十分显著。第四，通过对不同时刻供暖能耗和空调能耗的对比，可以揭示出遮阳系数对供暖能耗和空调能耗的影响存在较大的差异性。

5结语

本文主要浅要分析了遮阳系数对供暖与空调能耗的影响差异，希望能为同行提供一点参考。通过特征温度法进行实验，基本可以得出结论，遮阳系数对供暖能耗产生影响不大，而对空调能耗能产生较为明显的效果。由此可见，为了更好的实现节能减排，减少能源损失，应大胆做出假设，并积极进行实验，这样才能得出科学的结论，有利于我国的可持续发展。

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参考文献：

[1]金炜炜，邵明亮.夏热冬冷地区外窗遮阳系数对建筑能耗的影响[J].四川建筑科学研究，2013（1）:291-293.

[2]王欢，吴会军，丁云飞，等.建筑外窗热工性能对空调能耗与节能的影响分析[J].节能技术，2011（2）:172-175.

[3]付衡，龚延风，余效恩，等.夏热冬冷地区外墙遮阳对建筑热环境与空调能耗的影响[J].建筑技术，2012（1）:67-70.