文档介绍：天津西站高架候车厅玻璃幕太阳能透过率对室内舒适性影响模拟研究
天津大学环境科学与工程学院张欢,杨筱静,李博佳
摘要
本文首先借助于Airpak软件模拟计算了天津西站高架候车厅在不同屋顶玻璃幕的太阳能透过率条件下,候车厅的温度、相对湿度、空气速度分布以及候车厅的夏季冷负荷变化。然后,由于Airpak软件中无法计算太阳直接照射到人体表面情况下的热舒适性,本文根据Airpak模拟结果和PMV、PPD热舒适性指标方程,利用VB软件对该候车厅人员所处区域进行了热舒适性模拟计算。最后,。
关键词 Airpak、玻璃幕太阳能透过率、天津西站高架候车厅、热舒适性指标
1 前言
由于追求外形的现代感与内部空间的通透感,外立面采用玻璃幕墙的建筑物越来越多。自1998年北京国家会计学院建造了国内第一个双层皮玻璃幕墙以来,近几年国内的大中城市比如北京、深圳、沈阳、南京、上海等地相继建造了一批双层玻璃幕墙,并陆续投入使用。我国的建筑玻璃幕墙,在它短短20多年里,已经占据了极大地市场份额,目前我国每年玻璃幕墙的建筑面积达到500万m2左右[1]。
玻璃幕墙是现代高层建筑较多采用的外围护结构,也是建筑物换热、热传导最活跃、最敏感的部位,是传统墙体热损失的5~6倍,单层玻璃幕墙的能耗约占整个建筑能耗的40%左右[2]。衡量通过玻璃进行的能量传递的参数有玻璃的传热系数、太阳能透过率、遮蔽系数和相对热增益等,可以通过改变玻璃的上述几部分热性能参数提高其热工性能。
透过玻璃传递的太阳能主要为太阳光直接透过玻璃的能量和太阳光被玻璃吸收使玻璃升温后通过对流传热进入室内的能量。目前,采用Low-E玻璃、热反射玻璃、中空玻璃等玻璃处理技术减少太阳透过玻璃的直接辐射,但对室内的采光、室内环境的热舒适性和空调的运行成本带来不同层次的影响。因此,对于大面积玻璃幕墙的建筑进行幕墙热工设计时,必须从多方面进行考虑分析,选取经济节能的幕墙。
本文以天津西站高架候车厅为研究对象,利用Airpak模拟软件,分析研究候车厅屋顶玻璃幕墙的太阳能透过率对室内负荷的影响。同时利用人体热平衡方程和PMV、PPD指标方程评价分析不同玻璃幕墙太阳能透过率下候车厅的热舒适性。
2 工程概况
天津西站工程由铁路西客站工程和西站配套工程两部分组成,占地面积约68万m2。其中,站厅主体结构为地上两层、地下3层,建筑总面积18万m2。高架候车厅总长度380m,为左右对称结构,顶部为玻璃穹顶,%,如图1所示。
从图1可以看出,西站高架候车厅屋顶整体采用玻璃幕形式,从美观角度出发,不设置附属的内外遮阳设施,因此,降低玻璃幕太阳能透射率成为提高夏季舒适度的主要措施之一。
夏季降低玻璃幕太阳能透过率既能有效提高室内候车人员的舒适水平,又能减少夏季冷负荷,但是对冬季则不然,随着玻璃幕透射率的降低,由于太阳辐射得热减少,冬季供暖负荷会有所增加。因此,应该从节能和舒适两方面综合考虑,合理确定玻璃的太阳能透射率。

图1 西站高架候车厅示意图图 2 西站高架候车厅物理模型
3 Airpak模拟计算
物理模型
天津西站高架候车厅为左右对称结构,%为玻璃幕,其余为铝合金钢结构。