嚴寒地區(qū)超低能耗公共建筑圍護結(jié)構(gòu)能耗分析

超低能耗建筑介紹-超低能耗

以武漢地區(qū)某擬建公共建筑為研究對象,應(yīng)用能耗模擬軟件dest-c,分別模擬分析了不同熱工性能的外墻、屋面、外窗以及圍護結(jié)構(gòu)整體對建筑能耗的影響。分析得到圍護結(jié)構(gòu)熱工性能對建筑冷熱負荷的不同影響,以及圍護結(jié)構(gòu)單體與整體的節(jié)能潛力。

為進一步提高嚴寒地區(qū)建筑節(jié)能潛力,對吉林省某超低能耗建筑進行能耗分析.該超低能耗建筑集毛細管輻射供暖/供冷系統(tǒng),地源熱泵系統(tǒng),全熱回收新風系統(tǒng),太陽能光熱系統(tǒng)等多項節(jié)能技術(shù).利用equest軟件模擬分析超低能耗建筑能耗,與db22/t450-2007《吉林省《居住建筑節(jié)能設(shè)計標準(節(jié)能65%)》參照建筑進行對比分析,全年總能耗節(jié)能72.7%,尤其是采暖能耗能節(jié)能96.7%,結(jié)果表明嚴寒地區(qū)超低能耗建筑節(jié)能效果顯著.

建筑圍護結(jié)構(gòu)對建筑能耗有重要影響,為研究其具體影響機制,本文采用實例分析和模擬分析方法,以某公共建筑為例,通過構(gòu)建模擬分析模型,并對模型進行計算求解,研究建筑圍護結(jié)構(gòu)對建筑能耗的具體影響作用,包括圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能率計算、傳熱系數(shù)分析、建筑節(jié)能潛力分析等.

依據(jù)《公共建筑節(jié)能設(shè)計標準》,通過對典型辦公建筑的空調(diào)負荷計算,得出采用節(jié)能材料,圍護結(jié)構(gòu)的節(jié)能率至少可以達到18.8%。該項目為2004年武漢市建委建設(shè)科技項目。

針對嚴寒地區(qū)既有公共建筑圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能改造的經(jīng)濟性進行研究，基于增量投資收益率的概念，并結(jié)合dest-c軟件，建立了圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能改造保溫層厚度優(yōu)化方法，并應(yīng)用到實例中，驗證了方法的有效性。

本文重點介紹了被動房的圍護結(jié)構(gòu)的技術(shù)要素,以及phi對外圍護的認證指標要求；另外,還介紹了實現(xiàn)高效圍護結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的技術(shù)原則。

利用拉丁超立方抽樣方法和energyplus模擬獲取500組樣本數(shù)據(jù),對圍護結(jié)構(gòu)與以五個城市代表的五個氣候區(qū)的居住建筑全年能耗的影響規(guī)律進行敏感性分析。結(jié)果得出除夏熱冬暖地區(qū)外,其他地區(qū)需重點關(guān)注降低外墻和外窗的傳熱系數(shù),嚴寒地區(qū)和寒冷地區(qū)需提高太陽得熱系數(shù),溫和地區(qū)和夏熱冬冷地區(qū)則適當降低太陽得熱系數(shù)；夏熱冬暖地區(qū)要重點降低太陽得熱系數(shù),并通過分析確定最佳外窗傳熱系數(shù)為3.2w/(m~2·k)時,最佳外墻傳熱系數(shù)為0.3w/(m~2·k)。

為了研究廈門地區(qū)辦公建筑圍護結(jié)構(gòu)能耗變化特點,本文采用dest-c能耗模擬軟件分析了建筑朝向、窗墻比、玻璃遮陽系數(shù)以及地面熱阻對建筑圍護結(jié)構(gòu)能耗的影響。結(jié)果表明與建筑最不利朝向相比較,最佳朝向的建筑能耗減少了7%;建筑能耗隨窗墻面積比及玻璃遮陽系數(shù)增大而增大;其中窗墻面積比對建筑能耗的影響最為顯著,而地面熱阻對建筑能耗的影響最小。研究結(jié)果可為建筑節(jié)能設(shè)計和既有建筑節(jié)能改造提供參考。

對嚴寒地區(qū)既有磚混住宅圍護結(jié)構(gòu)進行了能耗測試,分析了既有磚混住宅圍護結(jié)構(gòu)的能耗水平,通過對測試數(shù)據(jù)進行分析,指出了既有建筑維護結(jié)構(gòu)熱工性能與現(xiàn)行民用建筑節(jié)能設(shè)計標準的差距,根據(jù)現(xiàn)行節(jié)能居住建筑的節(jié)能標準,對既有磚混住宅的圍護結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)、最小傳熱阻、建筑室內(nèi)熱穩(wěn)定性及建筑耗熱量指標進行了定量分析,為既有建筑進行節(jié)能改造提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

超低能耗建筑介紹

建筑照明能耗占建筑總能耗的30%~50%,因此對建筑照明的用能進行分析,挖掘節(jié)能潛力,提出節(jié)能措施具有非常重要的意義。但是不同類型和功用的建筑,照明能耗具有自身特點。本文以一棟實際使用的超低能耗辦公建筑為對象,基于統(tǒng)計方法對該建筑的照明能耗的實測數(shù)據(jù)進行了分析,該建筑照明能耗約為6kw·h/(m~2·a),照明能效水平較高。通過對各樓層、典型房間照明能耗數(shù)據(jù)的分析發(fā)現(xiàn),人員行為、控制模式、燈具類型均對建筑照明能耗產(chǎn)生較大影響,人員行為影響著照明控制模式的實施效果。超低能耗建筑自身的能效水平相對較高。采用高效的照明燈具和智能控制方式之外,還需要依靠行為節(jié)能,實現(xiàn)更低的能耗水平。

本文以北京市cabr超低能耗示范樓為例,采用能耗分析軟件equest進行模擬分析.通過輸入建筑圍護結(jié)構(gòu)熱工參數(shù)、室內(nèi)空調(diào)設(shè)計參數(shù),空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備參數(shù)及控制措施、照明系統(tǒng)等各項設(shè)計信息,模擬計算出了建筑綜合能耗,模擬結(jié)果表明:冬季供暖和夏季供冷能耗占總能耗80％左右,其中,采暖總能耗為546.4kwh,供冷總能耗為471.7kwh,全年的1月和7月是電耗相對最大的月份,能耗分別為143.6kwh和155.1kwh,也與冷熱負荷的需求量成正比.根據(jù)2014年至2016年的分項實際運行能耗占比情況:暖通空調(diào)49％,照明16％,插座29％,動力用電1％,特殊用電5％.由此可以看出暖通空調(diào)和照明用電已超過了整個用電量的60％.節(jié)能示范樓2016年能耗為26.6kwh/(m2a),與同類建筑能耗平均水平相比,遠小于同類型建筑能耗.模擬能耗結(jié)果與gb/t51161-2016《民用建筑能耗標準》中北京地區(qū)相應(yīng)實際建筑能耗指標對比表明:對于非供暖能耗,單位面積非供暖耗電量為26.6kwh/(m2a),滿足寒冷地區(qū)a類辦公建筑非供暖能耗指標約束值55kwh/(m2a)和引導值45kwh/(m2a)的要求.

本課題結(jié)合嚴寒地區(qū)的氣候特征和當?shù)刭Y源情況,提出建筑外墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化、土壤源熱泵系統(tǒng)集成技術(shù)、太陽能、淺表地熱能等可再生能源利用,來減少煤等化石能源的消耗,有利于節(jié)能環(huán)保、改善環(huán)境質(zhì)量,降低能耗,推動嚴寒地區(qū)可再生能源的開發(fā)利用.

以天津市科學技術(shù)館節(jié)能改造工程為例,介紹了節(jié)能改造前后外墻、一層地面、主要屋面、門窗的構(gòu)造。節(jié)能改造后圍護結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)、建筑物耗熱量指標、供暖耗煤量指標均符合相關(guān)標準的要求。對節(jié)能改造工程的經(jīng)濟性進行了靜態(tài)評價,經(jīng)濟性良好。

被動超低能耗裝配式建筑是未來建筑發(fā)展的一個重要方向,但是目前對其圍護結(jié)構(gòu)構(gòu)造設(shè)計方法的研究相對較少。文章通過分析被動超低能耗建筑在地域氣候環(huán)境、圍護結(jié)構(gòu)保溫隔熱系統(tǒng)、門窗系統(tǒng)以及無熱橋設(shè)計和氣密性等方面與傳統(tǒng)建筑的區(qū)別,結(jié)合裝配式建筑自身的特點,總結(jié)出了被動超低能耗建筑在地域氣候要求、便捷性要求、無熱橋設(shè)計、氣密性、門窗構(gòu)造等方面的設(shè)計方法與原則,為超低能耗裝配式建筑圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計提供了理論支持。

本文對gb50189-2005《公共建筑節(jié)能設(shè)計標準》中的基本概念予以闡述,并對廣州地區(qū)公共建筑圍護結(jié)構(gòu)的節(jié)能設(shè)計進行了探討。

根據(jù)嚴寒c區(qū)公共建筑能耗情況,綜合考慮了建筑朝向、窗墻比、墻體外保溫材料、窗戶的類型等因素,以烏魯木齊市某2653平方米的辦公樓為例,對辦公樓的圍護結(jié)構(gòu)進行了節(jié)能改造設(shè)計.本文對比了燃氣輔助太陽能供暖、燃氣輔助太陽能空氣能復合供暖、空氣源熱泵供暖三種供暖系統(tǒng),對辦公樓的供暖系統(tǒng)進行了優(yōu)化設(shè)計,探討了辦公樓的節(jié)能改造效果和供暖系統(tǒng)的經(jīng)濟性.結(jié)果表明,辦公樓圍護結(jié)構(gòu)經(jīng)過節(jié)能改造后節(jié)能率可達到74％,采用燃氣輔助太陽能空氣能復合供暖系統(tǒng)一個采暖周期可節(jié)約運行費用4.19萬元,同時可節(jié)約41.58噸標準煤,具有顯著的經(jīng)濟和環(huán)境效益.

隨著我國社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展和科學技術(shù)的不斷提高，許多行業(yè)都發(fā)生了翻天覆地的變化，建筑行業(yè)也不例外。而在我國建筑規(guī)模逐漸擴大的同時，綠色建筑逐漸成為了整個時代的主題。但就目前來看，我國在綠色建筑設(shè)計技術(shù)的選擇上仍不夠科學和合理，尤其是我國尚未形成一個健全的綠色建筑設(shè)計技術(shù)體系，這不僅直接制約了建筑行業(yè)的長期健康發(fā)展，更不利于我國城市化進程的推進。文章針對超低能耗綠色建筑技術(shù)分析進行了詳細的闡述，內(nèi)容僅供參考。

在我國社會經(jīng)濟迅猛發(fā)展的大背景下,我國的生態(tài)建設(shè)需要也逐漸提上日程。要改變以往以自然生態(tài)環(huán)境的大肆破壞和生態(tài)能源的大量消耗為代價的發(fā)展模式,超低能耗的綠色建筑成為新時代建筑行業(yè)的需要。因此對綠色建筑的技術(shù)的研究和分析就變的越來越重要,文章主要對超低能耗綠色建筑的技術(shù)問題進行分析。

《公共建筑節(jié)能設(shè)計標準》gb50189—2005中要求，當公共建筑體型系數(shù)、外墻傳熱系數(shù)限值、以及窗墻面積比等超標時，就要進行權(quán)衡判斷，權(quán)衡判斷對設(shè)計人員來說，不但難以計算，而且難于理解，所以本文通過對權(quán)衡判斷、以及全年能耗的分析，尋求一種較為簡化的學習方法，達到《公共建筑節(jié)能設(shè)計標準）gb50189—2005的要求。

通過對海南地區(qū)既有公共建筑年代、類型,建筑窗墻比,外墻、外窗、屋頂構(gòu)造等方面的詳細調(diào)研,得出了海南地區(qū)既有公共建筑的節(jié)能現(xiàn)狀。利用dest-h軟件對海南地區(qū)典型既有公共建筑進行節(jié)能診斷及改造效果分析,海南地區(qū)既有公共建筑圍護結(jié)構(gòu)熱工性能較差,建筑能耗較高。建筑節(jié)能改造的潛力和重點在于降低外窗的綜合遮陽系數(shù)和屋頂、外墻的太陽輻射吸收系數(shù)。經(jīng)改造,辦公建筑可較參照建筑節(jié)能4.28%~5.71%,酒店建筑可較參照建筑節(jié)能1.38%~15.21%。