引言新疆地区因山脉和荒漠的阻隔，城市之间交通线路长、交通运输不便。在农村地区，汽车客运仍是主要的出行方式，该出行方式具有较高的通达深度，且灵活方便[1-2]。截至2019年，全区公路总里程1.942×105 km，道路等级客运站511个。不同等级客运站总量均呈下降趋势，农村客运班线开通数量呈上升趋势，四级站和五级站数量较多，总占比达75%，建制村通班车率达到100%[3]。客运站采用大面积玻璃幕墙可以提高客运站的采光性和美观性，导致该类建筑能耗指标较大。外窗的节能性能参数主要包括传热系数、遮阳系数。传热系数反映玻璃保温隔热能力，遮阳系数是其抗辐射得热的重要指标。刘尧[4]基于Energy Plus模拟分析夏热冬冷地区典型铁路客运站天窗传热系数和遮阳系数对建筑能耗的影响。王晓亮[5]通过数值计算分析高寒地区铁路客运站外窗传热系数与太阳得热系数对建筑累计热负荷影响。杨帆[6]等模拟分析皖南地区办公建筑最优外窗传热系数和遮阳系数。目前针对荒漠地区公路客运站节能的研究较少，文中基于DeST-C模拟分析外窗传热系数和遮阳系数对荒漠地区客运站的能耗影响。1建筑概况1.1建筑模型阿克苏中心客运站总建筑面积10 307.45 m2，建筑高度26.6 m，其中车站2层，宾馆6层，第1层层高6 m，第2层层高4.8 m，其余楼层层高3.9 m。建筑体型系数0.2，朝向为南偏东42.9°，东南西北窗墙比分别为0.48、0、0.03、0.22。通过DeST软件建立的模型如图1所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.11.001.F001图1阿克苏中心客运站建筑模型1.2参数设置根据客运站原始建筑围护结构参数，对DeST中的建筑各项围护结构参数进行设置，如表1所示。依据相关规范，结合客运站实际运行情况，设置夏季20：00~次日8：00通风换气次数为2次/h，其余时间换气次数为0.5次/h，新风量30 m3/(人·h)，房间内扰采用系统默认值。室内温湿度设计参数如表2所示[7]。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.11.001.T001表1围护结构热工参数围护结构构造传热系数/［W/（m2∙K）］外墙20 mm水泥砂浆+100 mm竖丝岩棉带+250 mm加气混凝土砌块+20 mm水泥砂浆0.267屋顶40 mm细石混凝土+30 mm加气混凝土砌块+180 mm聚苯板+120 mm钢筋混凝土楼板+20 mm水泥砂浆0.19610.3969/j.issn.1004-7948.2021.11.001.T002表2室内温湿度设计参数房间类型夏季冬季温度/℃相对湿度/%温度/℃相对湿度/%候车厅、售票厅、行包托运厅26651630休息室26652030办公室26652030洗手间、走廊26651630联检用房26652030配套商业266518302外窗热工参数2.1传热系数2.1.1传热系数对能耗影响寒冷地区甲类公共建筑外窗传热系数限值为3 W/(m2∙K)[8]，故将传热系数设置为0.25~3 W/(m2∙K)，遮阳系数设置为0.5，模拟分析外窗传热系数对建筑冷热负荷的影响，如图2所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.11.001.F002图2外窗传热系数对建筑冷热负荷的影响从图2中可以看出，采暖季外窗传热系数增加使通过外窗的温差换热量增大，建筑热负荷逐渐增大；制冷季建筑冷负荷随传热系数增加而减小。由于该地区大多数时间室外温度低于室内温度，外窗温差换热量的增加有利于室内散热。当传热系数由3 W/(m2∙K)减少到0.25 W/(m2∙K)时，建筑热负荷减少34.78 kWh/m2，最大节能率为34.13%，建筑冷负荷增加11.33 kWh/m2，最大节能率为-20.40%，建筑总负荷减少23.45 kWh/m2，最大节能率为14.89%。传热系数越小，热负荷和冷负荷随传热系数的变化越显著，因建筑热负荷随传热系数增加的程度大于建筑冷负荷随传热系数而减少的程度，建筑总负荷随传热系数的增大而增大，呈现较强的相关性。2.1.2传热系数对自然室温影响通过对候车厅全年8 760 h的自然室温模拟，得到不同温度区间的小时数及其占比，并以不同外窗传热系数下最冷/热日的平均自然室温差值反映外窗传热系数对自然室温的影响。不同传热系数下，候车厅全年自然室温分布统计如图3所示，外窗传热系数对候车厅最冷/热日自然室温的影响如图4所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.11.001.F003图3不同传热系数下候车厅全年自然室温分布统计10.3969/j.issn.1004-7948.2021.11.001.F004图4外窗传热系数对候车厅最冷/热日自然室温的影响随着外窗传热系数的减少，候车厅全年自然室温低于16 ℃的小时数逐渐减少；高于26 ℃的小时数逐渐增加，与建筑冷热负荷随传热系数变化趋势一致。当传热系数从3 W/(m2∙K)降至0.25 W/(m2∙K)时，候车厅低温不舒适小时数减少1 024 h，高温不舒适小时数增加1 167 h。16~26 ℃的小时数随传热系数变化先增加后减少，当传热系数为1.25~1.75 W/(m2∙K)时，达到最大值，全年热舒适小时数基本不变。当外窗传热系数从2.5 W/(m2∙K)降至0.5 W/(m2∙K)时，外窗传热系数每降低0.5，候车厅最冷日平均自然室温升高0.83~1.28 ℃，最热日平均自然室温升高0.25~0.37 ℃，外窗传热系数减小改善冬季室内热环境。2.2遮阳系数2.2.1遮阳系数对能耗影响典型玻璃的遮阳系数取值范围为0.2~0.9[9]，传热系数设置为3 W/(m2∙K)，模拟分析遮阳系数对建筑冷热负荷及照明能耗的影响，客运站不同类型房间照度标准值如表3所示[10]。营业时间内，统计各房间自然采光室内平均照度小于标准值的小时数，乘以各房间照明功率密度限值和面积，总和即为该建筑全年照明能耗。外窗遮阳系数对建筑冷热负荷及照明能耗的影响，如图5所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.11.001.T003表3各房间照度及照明功率密度房间类型照度标准值/lx照明功率密度限值/（W/m2）候车厅、售票厅2008休息室、办公室、行包托运厅、安全检查3008配套商业3009卫生间753楼梯间、走廊502公寓、设备用房1003.510.3969/j.issn.1004-7948.2021.11.001.F005图5外窗遮阳系数对建筑冷热负荷及照明能耗的影响从图5中可知，随着遮阳系数增加，透过外窗太阳辐射得热量增大，建筑热负荷逐渐减小，建筑冷负荷逐渐增大，照明能耗逐渐减小。因为透过外窗的太阳能增加，提高了室内自然采光照度，减少照明能耗。当遮阳系数从0.9降至0.3时，建筑热负荷增加19.70 kWh/m2，最大节能率为-21.75%，照明能耗增加6.64 kWh/m2，最大节能率为-58.06%，建筑冷负荷减少39.24 kWh/m2，最大节能率为48.46%，建筑总能耗下降12.90 kWh/m2，最大节能率为7.05%。建筑照明能耗受遮阳系数影响程度最大、冷负荷次之、热负荷最小。当遮阳系数越小时，热负荷、冷负荷和照明能耗随遮阳系数的变化越显著。建筑总能耗随遮阳系数增加先减小后增大，呈现出较强的相关性，当遮阳系数为0.3时，建筑总能耗最低。2.2.2遮阳系数对自然室温的影响不同遮阳系数下候车厅全年自然室温分布统计如图6所示，外窗遮阳系数对候车厅最冷/热日自然室温的影响如图7所示。随着外窗遮阳系数的减小，候车厅全年自然室温低于16 ℃和16~26 ℃的小时数逐渐增加，高于26 ℃的小时数逐渐减少。当遮阳系数从0.9降至0.2时，候车厅低温不舒适小时数增加824 h，高温不舒适小时数减少1 726 h，热舒适小时数增加902 h。当外窗遮阳系数从0.8降到0.2时，外窗遮阳系数每降低0.2，候车厅最冷日平均自然室温降低0.71~0.91 ℃，最热日平均自然室温降低1.47~1.70 ℃。遮阳系数减少不利于冬季室内热环境，对夏季室内热环境改善程度较大，全年室内热舒适小时数呈上升趋势，极大改善室内热环境。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.11.001.F006图6不同遮阳系数下候车厅全年自然室温分布统计10.3969/j.issn.1004-7948.2021.11.001.F007图7外窗遮阳系数对候车厅最冷/热日自然室温的影响3结语研究模拟分析外窗传热系数和遮阳系数对荒漠地区客运站能耗的影响，得出以下结论：（1）受当地独特气候影响，冬季采暖能耗占主导地位，外窗传热系数对热负荷影响程度大于冷负荷。随着传热系数减小，建筑总负荷下降，候车厅全年热舒适小时数基本不变，但冬季室温上升程度大于夏季，有效改善冬季室内热环境，建议该地区客运站选择传热系数较小的外窗。（2）受遮阳系数的影响程度：照明能耗冷负荷热负荷。随着遮阳系数的减小，建筑热负荷及照明能耗逐渐增加，建筑冷负荷逐渐减小，建筑总能耗先减后增，遮阳系数为0.3时达到最小值，候车厅全年热舒适小时数呈上升趋势，夏季室温下降程度大于冬季，极大改善夏季室内热环境，建议该地区客运站选择遮阳系数为0.3左右的外窗。