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模拟分析技术在西西工程建筑节能设计中的应用
2021-12-18  浏览:0
     20世纪90年代以来,我国修建业始终保持高速开展,城乡房屋修建面积每年新增约16~丨9亿m2,修建面积肯定数量不断上升。与此同时,人们对修建环境的要求不断进步,包含修建供暖、空调、热水供给、炊事、照明、家用电器、电梯等的修建能耗也不断添加,在我国的能源消耗中占有越来越大的比重,依据建设部统计剖析,我国2000年修建用产品能源消耗已占到全社会终端能源消费量的27.6%"1.修建能耗不断添加,修建节能一-在满意修建环境要求的基础上下降修建运转能耗,成为修建可持续开展的重要课题。

    特别需求指出的是,在新建的修建项目中,包含许多大型商场、写字楼和宾馆修建。这些修建由于人员密度相对较高,修建物内各种发热设备也多,舒适性要求高、接连运用时刻长,是各类修建中单位面积能耗*高的一类修建。据统计,虽然此类修建仅为5亿m2左右,但单位面积每年的能耗折合标准煤100~200kg/(rra),为城镇修建均匀能耗的5倍左右。占总修建能耗20%以上。而商业修建的总能耗中有60%以上来自供暖通风空调及热量供给,其他为照明、电梯及其他电器设备的能耗'由此可见,大型商业修建的规划特别要注重节能技能的运用,特别是暖通空调体系的节能。

    修建节能的关键是进步修建规划的水平,这是削减修建运转能耗的本源问题。而现在修建规划的各个阶段存在着一些问题,如在修建计划规划阶段,对修建体型、窗墙比、材料运用等方面没有或较少考虑修建运转能耗,在暖通空调计划规划阶段,过多的依赖工程人员的经历去规划,没有经过具体核算和证明来完成体系计划的节能优化。

    上述问题存在的原因之一是在修建规划进程中,的确存在一些人力核算所不能处理的问题,比如对所选修建围护结构计划、体系计划做全年逐时的全T.况核算,剖析运转能耗等,就不是现有的手r汁算所能处理的。为了可以在规划阶段就充分的去了解所规划体系的运转作用,从而剖析改进现有计划,上述全T.况核算又非常必要,这就需求有方便的T具来辅佐规划人员。核算机模仿技能正是处理这些人力所不能核算的问题。

    现在修建与体系的动态模仿是完成修建节能规划的重要手法,我国很早就开始了此方面的研讨开发T.作,并取得了系列效果。其间清华大学十多年来坚持不懈研讨开宣布的完全依据自主知识产权的修建与体系动态模仿剖析软件DeST,是我国暖通界在此范畴的重要研讨效果之一,现在已成为比较完善的规划剖析软件,并在国表里得到较多运用,1修建节能规划中的模仿剖析技能修建节能规划中的模仿剖析技能首要分4个M次:修建外环境模仿、围护结构热丁性能及修建能耗模仿、HVAC体系模仿、典型气流组织模仿。1)修建外环境模仿可对修建小区内典型I况下的气流状况、修建物表面风压、局部气候等进行剖析,经过修建的外部规划削减热岛效应,确保在冬天和夏季有较舒适的室外活动空间。2)修建围护结构热工特性的模仿可以对不同的围护结构计划核算修建物房间的逐时天然室温和表1围护结构计划类别原计划优化计划外墙370mni重砂浆粘土+80mm烟灰加气混凝土250mmKPl多孔砖+80mm多孔混凝土房顶120mm混凝土+丨00mm胀珍珠岩100mm混凝土+100mm聚苯外窗中空双玻窗镀丨膜中空双玻窗空调采暖需求的冷热量,从而为修建选用何种围护结构计划给出依据。3)HVAC体系的模仿可以剖析比较选用不同的空调体系计划时,修建物房间所能完成的温湿度状况和能耗状况,从体系的满意率和能耗两方面给规划者供给确认计划的依据。4)典型气流组织的模仿可以对不同的送回风方法、不同的结尾方法的房间气流活动状况、温湿度分布状况进行模仿,辅佐规划者确认合理舒适而又节能的送回风以及结尾计划。

    上述4个层次的模仿技能运用于修建规划的不同方面和阶段,可以有用的帮助规划者完成各个阶段节能舒适的规划。当然,在进行修建规划时,不能为了模仿而模仿,而是应该有针对性的针对规划中要点需求剖析处理的问题,确认模仿计划和内容,从而使模仿剖析技能在规划中真实的发挥节能规划的作用。下面以北京西西4地工程(以下简称为西西工程)为例介绍模仿技能在工程规划中的部分运用。

    2模仿技能在西西工程中的运用2.1工程概况西西工程即北京市西单北大街西侧商业区改造项目,地下4层,地上16层,总修建面积约为210000m2,集商业、餐饮、文娱、酒店、写字楼于一体,有大面积的内区房间,规划标准高,为典型的大型商用归纳修建。修建规划计划从外观艺术角度动身,选用很多的玻璃构件,使表里空间交融,扩展了空间感,见。

    工程的外围护结构很多选用玻璃部件,如不进行优化规划,必然会导致修建热工环境的恶化,带来空调体系运转能耗高和设备初出资添加等问题。而很多的内区房间内部发热量比较大,在过渡季乃至冬天,依然需求供冷的状况下,挑选节能的供冷计划也是需求处理的问题。本文将介绍在西西工程规划进程中,经过模仿剖析进行围护结构节能规划及很多内区空间冬天过渡季通风计划规划的进程。

    2.2西西工程围护结构计划模仿剖析鉴于西西工程外围护结构以玻璃幕墙为主,经过围护结构传入室内的冷热量很大,为了减小经过围护结构发生的空调负荷,在确认修建计划时对原围护结构计划进行了优化规划,见表1、表2,并经过修建环境动态模仿软件DeST对不同围护结构计划的全年修建空调采暖冷热量消耗进行模仿核算,为模型图。

    表2围护结构热工参数类别原计划优化计划外窗遮阳系数表3负荷模仿核算结果项目原计划优化计划优化计划减小的份额全年*大热负荷,kW全年*大冷负荷,kW全年累计耗热量,kWh全年累计耗冷量,kWh表3为不同计划的负荷状况。由表3可见,优化计划的冷热负荷*大值、全年累计消耗的冷热量都有显著减小,一方面可以减小冷热源、结尾、输配体系的设备选型,减小了初出资,另一方面可以大大下降供暖空调体系的运转费,依据减小的累计冷热量消耗,仅年运转费就至少削减150万元,而改进围护结构所添加的制洁空表4不同新风置供冷作用h参数*小新风量2倍*小新风量室温不满意要求的小时数32256初出资,仅靠运转费的削减在7a内即可收回,因而*终规划计划选用了优化的围护结构规划。

    2.3西西工程空调体系计划模仿剖析西西工程有很多的内区房间(如所示,有色部分为内区),而商业修建自身的人员密度大,单位面积照明、设备的发热量高,且近年来跟着电脑等设备的运用和室内照明度要求的进步、装修灯具的运用,使得内部发热量有添加的趋势。这样,商业修建的内区即便是在冬天,不开启空调,室内温度仍然会偏高导致室内环境不舒适。跟着人们对室内环境舒适性的要求进步,内区在冬天也是需求供冷的。

    为了缩短开启冷机时刻,规划者希望冬天的内区冷负荷能由新风担负。而西西工程单个层由于层高约束,只能选用风机盘管加新风体系。因而假如用新风来处理冬天内区的冷负荷,需求剖析内区房间的冬天冷负荷大小,从而确认为处理内区冷负荷需求的新风量,使规划的新风体系可以供给足够的新风量。

    以写字楼内区为例,模仿剖析风机盘管体系,冬天在不同新风量下的室内温度状况及冷负荷状况,如、所示。

    表4显现,当增大新风量为*小新风量2倍时,不满意要求的小时数大大减小,只要56h.综上,内区办公室在冬天不开冷机的状况下,为了处理内区需求供冷的问题,规划时可以适当考虑增大新风体系的风量,假如新风体系的新风量能到达*小新风量的2倍,则可以根本满意冬天的供冷需求,同时也可以在过渡季节使用新风处理部分室内冷负荷。

    规划计划经过模仿剖析,确认选用新风处理内区余热,可大大减小运转能耗。

    2.4西西工程遮阳计划剖析西西工程由于围护结构以玻璃幕墙为主,在夏季操控太阳辐射进人室内是减小空调能耗的关键,设置适宜的遮阳办法是有用的处理办法,关于西晒严重的西向房间特别如此。经具体证明,规划者决议西向选用外卷帘遮阳方法旦西西工程地处西单的繁华商业燕达,谢晓娜,宋芳婷,等。修建环境设汁模仿剖析软件DeST第1讲:修建模仿技能与DeST开展简介⑴。暖通空调,2004,34(7):48