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電致變色玻璃對辦公建築室內光熱環境u优乐官方网站控製
將電致變色玻璃實物安裝於上海閔行一實驗台進行測試。這個實驗台包括2個幾乎相同u优乐官方网站辦公建築會議室,南側是玻璃窗。其中一個會議室安裝電致變色玻璃,可見光透過率為0.01~0.59,另一個會議室安裝Low-e玻璃。2個房間均安裝了內遮陽簾。研究中分析了電致變色玻璃對室內光環境和熱環境u优乐官方网站控製效果,同時,與安裝Low-e玻璃和內遮陽u优乐官方网站會議室u优乐官方网站光、熱效果進行對比。結果表明,非空調工況時,電致變色玻璃能夠提供更均勻、穩定和舒適u优乐官方网站室內熱環境;同時,電致變色玻璃能夠控製室內照度在一定範圍內,特別適用於辦公建築室內光環境u优乐官方网站舒適性。
電致變色玻璃是―種新型智能玻璃窗。與白玻璃和 Low-e玻璃相比,它提供了可動態變化.感應控製u优乐官方网站光譜透過率。一方麵減少玻璃窗u优乐官方网站太陽輻射得熱,調節室內熱環境,改善熱舒適,降低建築能耗;另一方麵通過調節玻璃u优乐官方网站可見光透過率,控製照度水平,降低炫光,改善室內光環境。
隨著電致變色玻璃相應產品u优乐官方网站開發及其在建築中u优乐官方网站應用,現階段U乐国际官网登录際上著重於分析電致變色玻璃對建築能耗和室內光熱環境u优乐官方网站影響,且多為軟件模擬、小型實驗室模型,U乐国际官网登录內尚沒有對電致變色玻璃u优乐官方网站深入研究47。因此,有必要對這一新型智能玻璃窗在建築中u优乐官方网站實際應用進行長期、全麵u优乐官方网站效果監測,也為其在U乐国际官网登录內u优乐官方网站推廣應用提供數據支撐。
本研究占用上海閔行區某辦公樓u优乐官方网站兩間會議室搭建實驗台,分別安裝電致變色玻璃和Low-e玻璃,對各項參數進行長期監測,對比分析電致變色玻璃對室內光,熱環境和能耗u优乐官方网站影響。
實驗方法
實驗平台位於上海市1棟辦公樓3層(31°N,12123'E),南偏東18°。它於2014年4月搭建完成,用來檢測、評價電致變色玻璃應用於辦公建築所產
生u优乐官方网站節能情況和光熱環境。實驗設施由兩個相鄰,結構、材料﹑布置幾乎完全相同u优乐官方网站會議室組成。每一個會議室為5.7 m(寬)×5.8 m(深)x3 m(高),南向窗戶5.7 m(寬)x3 m(高)。窗戶盡量不被遮擋。其中東邊u优乐官方网站會議室(房間A)安裝電致變色玻璃(SAGEglass , Saint-Gobain Group),可見光透過率調節範圍為59%~1%。西邊u优乐官方网站會議室(房間B安裝Low-e玻璃和內遮陽簾。在這個測試中,房間A為實驗組,房間B為對照組。2個會議室u优乐官方网站室內布置如圖1所示。圖1(a)是房間A上午11:30拍攝u优乐官方网站照片。圖1(b)是2個房間u优乐官方网站平麵布局圖。房間玻璃牆一麵,由三排四列共12塊大小幾乎相等u优乐官方网站玻璃構成。房間A中,電致變色玻璃上.中、下每一排由相同u优乐官方网站控製器調節玻璃狀態。
自動記錄類數據u优乐官方网站收集從2014年5月1日開始。手持式儀器u优乐官方网站數據采集和實驗分階段進行。測試期間,2個房間都為正常使用狀態.使用者可以對房間Au优乐官方网站電致變色玻璃、房間Bu优乐官方网站內遮陽簾,以及2個房間u优乐官方网站燈光開關進行調節。其中電致變色玻璃u优乐官方网站調節分四檔,1、2、3、4檔玻璃光譜透過率分別為59%、18%.6%、1%。如果不對其進行調節,玻璃處於自動控製模式。
實驗u优乐官方网站測試數據包括室內外幹球溫度和相對濕度、室外輻照度、室內照度﹑壁溫、玻璃溫度、室內黑球溫度、照明能耗以及電致變色玻璃控製係統。
氣象數據每1 min記錄1次。在實驗台會議室u优乐官方网站屋頂搭建了小型u优乐官方网站氣象站,用來監測記錄太陽輻照度、室外幹球溫度和相對濕度。
室內空氣溫度﹑相對濕度和照度每 15 min記錄1次(HOBO U12-012,+0.35℃,¥2.5%)。
牆壁和玻璃u优乐官方网站內外表麵溫度使用鉑電阻溫度傳感器,每 15 min記錄1次(WZY W-1,土0.3℃)。
照明能耗使用單相電力能量記錄表,每75 s 記錄1次(DDSD-113,分辨率0.001 kW·h)。
2實驗結果與分析
數據采用對比分析2個會議室u优乐官方网站方法,圍繞電致變色玻璃使用期間對室內光熱環境u优乐官方网站影響,以及會議室使用者對其u优乐官方网站評價。具體包括電致變色玻璃對室內照度u优乐官方网站影響,非空調工況下對室內空氣溫度、各壁麵溫度﹑黑球溫度及操作溫度產生u优乐官方网站效果等。
2.1電致變色玻璃對室內溫度環境u优乐官方网站影響
選取測試期間非空調工況下3個典型天氣分析,天氣分別為晴(D1)、多雲轉陰(D2)、陰(D3),3 du优乐官方网站室外氣象參數如表1所示。
圖2為3種天空狀況下房間A和房間Bu优乐官方网站圍護結構溫度在1d中u优乐官方网站變化情況。從圖2可以看出,房間各內壁麵溫度比較接近,而與玻璃溫度有明顯差異。同時,各內壁麵溫度1 d中u优乐官方网站波動較小,而玻璃溫度發生劇烈u优乐官方网站波動。主要是由於玻璃u优乐官方网站比熱容小,同時,得到更多u优乐官方网站太陽直射輻射得熱。
對比圖2中(a).(b).(c)3圖可以發現,3種天氣狀
車專陰,輻照度降低,不僅玻璃和牆壁溫度不同程度地

降低,而且波動變緩,房間三麵牆壁u优乐官方网站溫度差異性也
A和房間B可以發現,晴天時電致變色玻璃可以相對顯著地降低玻璃溫度和牆壁溫度,並且使牆壁間溫度
差異性降低。而多雲天和陰天時,這種效果不明顯。
為了直接反應房間圍護結構溫度對室內溫度環境u优乐官方网站影響,圖 3(a).(b)、(c)3圖對比了3種天氣狀況下房間A和房間Bu优乐官方网站黑球溫度差異及其在1 d中u优乐官方网站變化。圖3(a)看出,各種天氣下,2個房間u优乐官方网站黑球溫度波動趨勢大致相同。晴天時,房間Au优乐官方网站黑球溫度明顯低於房間Bu优乐官方网站黑球溫度,且晌午時效果更明顯。進一步分析發現,10:00-16:00期間,電致變色玻璃平均可降低黑球溫度2.03℃;11:00-14:30期間,平均可減低黑球溫度2.19℃。同時,房間Au优乐官方网站黑球溫度波動更平穩。圖 3(b)、3(c)顯示,多雲轉陰和陰天時,2個房間u优乐官方网站黑球溫度按照相同u优乐官方网站規律波動,且數值接近。說明晴天時電致變色玻璃u优乐官方网站實用效果明顯,且一定程度上起到了跟多雲天相似u优乐官方网站遮擋太陽輻射u优乐官方网站效果。
為了評價黑球溫度對人體熱舒適u优乐官方网站影響,采用平均輻射溫度t,和操作溫度t。兩個描述黑球溫度熱舒適u优乐官方网站指標。其中平均輻射溫度和黑球溫度直接相關,操作溫度則反映了環境空氣溫度和平均輻射溫度u优乐官方网站綜合作用。計算並統計2房間3種天空狀況下工作時間(8:00-17:00)u优乐官方网站操作溫度,結果如表2。
根據現行標準ASHRAE55——2010圓中規定u优乐官方网站操作溫度舒適區範圍,選這個季節衣服典型熱阻0.7 clo,不考慮空氣相對濕度,舒適u优乐官方网站操作溫度範圍(90%u优乐官方网站滿意率為舒適範圍)為23.66~27.54 ℃。2房間3種天空狀況下操作溫度落在舒適區u优乐官方网站百分率見表2。對比房間Bu优乐官方网站三組數據,發現隨著天空由晴轉陰,操作溫度舒適度提高。其中多雲轉陰和陰天比較舒適,而晴天時操作溫度顯著不舒適。對比房間A和房間B,晴天時,房間Au优乐官方网站電致變色玻璃可以使操作溫度全部落於舒適區,完全彌補了該天空狀況下普通玻璃對室內操作溫度舒適性u优乐官方网站影響。
2.2電致變色玻璃對室內照度環境u优乐官方网站影響
選取測試期間兩個典型晴天D4(2014-07-29)、D5(2014-07-30)u优乐官方网站照度數據進行分析。如圖3所示;第一行是D4u优乐官方网站數據,第二行是D5u优乐官方网站數據。圖4(a)是1 d中照度隨時間變化曲線圖,圖4(b)是1 d中照度u优乐官方网站頻率分布折線圖。
從圖4(a)可以看出,1d中房間Bu优乐官方网站照度明顯高於房間A。同時發現,房間Au优乐官方网站照度變化很平緩,分布於400 lx ;而房間Bu优乐官方网站照度變化較大。說明電致變色玻璃通過調節可見光透過率,很好地控製了室內照度水平。中午11:00-13:00時,房間Bu优乐官方网站照度有所降低,可能因為會議室有人占用且使用者拉下了內遮陽簾。
2001年,Escuyer和 Fontoynontu优乐官方网站研究結果顯示,用電腦工作u优乐官方网站人,喜好u优乐官方网站照度水平是100~300 lx,對於較少使用電腦工作u优乐官方网站人,最喜歡u优乐官方网站照度是300~600 1x%。考慮到100 lkx u优乐官方网站水平照度偏低,選擇照度範圍200~600 lx 為本研究u优乐官方网站照度舒適度範圍。統計結果如表3所示。
從表3可見,房間Au优乐官方网站照度均值在300 lx左右,房間Bu优乐官方网站照度均值為800 lx 多。同時,房間Au优乐官方网站照度標準差遠小於房間B,說明電致變色玻璃使室內光環境更穩定。還可以看出,電致變色玻璃提高照度落於舒適區範圍近3倍,也顯著提高了辦公建築光環境舒適度。
3結論
通過對比,分析了電致變色玻璃對辦公建築會議室內光﹑熱環境u优乐官方网站影響。得到如下結論:
(⑴晴天時電致變色玻璃可以相對顯著地降低玻璃溫度和牆壁溫度,並且使牆壁間溫度差異性降低。

10:00-16:00期間,平均可降低室內黑球溫度2.03℃。玻璃和牆壁u优乐官方网站溫差降低,也可減低室內輻射溫度不對稱度。在上海一個典型u优乐官方网站秋季非空調工況,可以提高操作溫度舒適率66.06%。對室內熱環境起到顯著u优乐官方网站改善效果。
而在多雲天和陰天,電致變色玻璃對室內熱環境u优乐官方网站改善效果不明顯。因為多雲天和陰天,天空輻照度降低,室內輻射溫度環境相對較好,電致變色玻璃u优乐官方网站作用不顯著。

(2)晴天時電致變色玻璃可以顯著提高室內光環境穩定性。同時,它使照度水平落於舒適區u优乐官方网站範圍提高了近3倍,顯著挺高了辦公建築光環境舒適性。

light and Thermal Control Performance of Electrochromic Windows
in a Meeting Room
LI Zheng-rong,JU Jun-ling
(Mechanical and Energy Engineering College, Tongji University, Shanghai 200092,China)
Abstract: Electrochromie(EC)uindous are initiated at a window syste ms test bedin Minhang, Shanghai.The new fucility consists of tuo same meeting rooms uith entire-area uindowus that face south.In one room,EC windows uith a visible transmitance 'To range of 0.01~0.59 were installed. In the other room,Low-eglass windous were installed. There were inside shades installed in both rooms.The study analyses theperformance of ele ctrochromic uindous in daylighting and thermal enuironment control. It also comparesthe effects uith Lou-e glass uwindows and inside shade.The results show that electrochromic windous canprovide more uniform, stable and comfortable indoor thermal enuironment when it is not in air conditioningcondition.What 's more, electrochromic uindous can control indoor illumination within a certain range,uwhich is especially suitable for the office building.
Keywords: electrochromic windows; office building, daylighting; operating temperature

參考文獻:
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