寒区相变蓄热墙体多因素热特性研究

在墙体中应用相变材料可以显著改善墙体的保温蓄热能力,但相变材料厚度和墙体构造的选择尚需科学论证。基于寒区气象特点,选择适用于寒区建筑外墙的相变储能材料,从墙体的传热特性角度出发,通过建立不同相变材料层厚度和多种构造的相变墙体模型,研究多种情况相变墙体的热特性。结果表明,相变墙体在冬季的保温蓄热能力受相变材料层位置和厚度影响,夏季效果主要受相变材料厚度影响;相变材料厚度为40 mm的中间型相变墙体和相变材料厚度为60 mm的内侧型相变墙体比较适合寒区建筑应用。研究所得结论可为寒区相变墙体的结构设计优化提供参考。

鄂东南传统民居室内热环境评价及围护结构优化设计研究——以赤壁市安丰村但耔臾宅为例

文章以湖北省赤壁市安丰村但耔臾宅为研究对象,对民居现场温湿度、风速、围护结构热工性能进行实测,通过软件仿真模拟及预计适应性平均热感觉指标(APMV)对其室内热环境进行评价。实测与模拟分析表明:民居夏季闷热(室内平均温度为33.41℃,峰值温度达37.20℃,平均风速为0.073m/s),冬季湿冷(室内平均温度为6.90℃,相对湿度为68.8%);屋顶和窗户材料单一,构造做法简易,热工性能较差;全年热环境时间占比分别为Ⅰ级22.0%、Ⅱ级41.8%和Ⅲ级36.2%,整体热环境质量较低。因此,提出屋顶增设2mm厚沥青卷材作防水层,40mm厚聚苯乙烯泡沫(XPS)板作保温层;窗户改用空气层厚度9mm的普通双层中空玻璃窗;北墙调整窗户尺寸为1000mm×1200 mm,东墙增设安装遮阳装置的800mm×1000mm小尺寸窗户等优化策略,并模拟验证其优化效果。为鄂东南地区传统民居的室内热环境改善提供了实用的参考依据。

鲁南地区农宅冬季老年人适应性热舒适评价研究

采用控制温度的方法,在2021年12月份对鲁南地区典型农宅房间进行了热湿环境测试与主观问卷调查。研究结果表明:老年人平均服装热阻为1.63 clo;考虑老年人心理、生理特点以及行为习惯等,得到的农村地区冬季老年人热中性温度为17.83℃,80%可接受热舒适温度为15.78~19.93℃,热期望温度为21.63℃;建立了室外空气温度与室内热中性温度的拟合曲线,得到了适应性热舒适模型。

建筑空间最优节能设计模型仿真研究

由于建筑结构主体较多,空间能耗难以合并控制,导致目前建筑空间能源耗用量较大。为此,构建基于等效转换法的建筑空间最优节能模型,并对其仿真研究。提出建筑总体能耗作为初始优化的“尺度”概念,该尺度为建筑空间的外墙、内墙、屋顶、分户楼板以及门窗等参数,求解这些尺度的最佳标准值。采用等效转换法计算在节能条件下所能接受的最大能耗范围。在此基础上,以上述范围值为约束条件,建立控制函数。将上述提到标准尺度值和最大能耗范围设置为最优解,建立最优节能设计模型,设定温差调节因子,对每一次室内外温差实施有效调节控制,保证建筑体参数符合最佳能耗范围。仿真结果证明,所提方法对冬季采暖和夏季制冷的能耗控制效果均较佳,节能效果最优且算法收敛性高,鲁棒性较好。

基于辐射型反射涂层的热控制墙体性能分析

为评估基于辐射型反射涂层的热控制墙体节能效果,解决相关评测体系缺失问题,建立墙体瞬态传热模型,探究复杂气候交变环境下墙体温度和热流的动态特性,以及辐射换热在被动式制冷过程中的热调控作用,基于热流和墙体传热系数提出一种新的评估模型进行性能评价.结果表明:在室内空调开启情况下,热控制墙体相比于普通墙体,其外表面温度平均下降10.74%,热流提升了281.54%;在夏热冬暖地区,建筑南侧涂覆辐射型反射涂层效果最佳,涂层可以降低建筑全年冷负荷87.8 MJ/m2;在夏热冬冷地区,建筑西面涂覆辐射型反射涂层可以降低建筑全年总负荷26.3 MJ/m2.所提出的性能评价指标能够刻画热控制墙体一天内的传热过程和传热特性,进而得到墙体的折合传热系数,对指导实际建筑施工、降低建筑全生命周期总能耗有重要意义.

中日建筑全生命周期碳排放比较

全生命周期的建筑碳减排在日本已有广泛的应用和发展。由于中日建筑全生命周期碳排放统计口径存在差异,为准确开展中日建筑碳排放对比分析带来了难度。文中首先从计算边界、建材统计精度、碳排放因子数量等方面建立了中日同口径的全生命周期碳排放计算模型,并基于此对中日案例建筑的全生命周期碳排放特征开展比较和分析。发现中国案例的建筑全生命周期碳排放略高于日本,其中运行阶段碳排放明显高于日本。此外建筑建材性能对碳排放影响显著,日本建筑利用低碳建材,生产碳排放低,建材使用寿命长,使维护、废弃阶段碳排放均低于中国建筑案例。

高层建筑典型气象年数据竖直修正方法研究

进行建筑能耗评估应考虑气象数据在竖直方向上的变化,目前的典型气象年(TMY)数据是基于地面观测数据获得的,无法很好地满足高层建筑的设计需求。本文基于上海宝山站的探空气象数据,提出了不同高度处TMY数据的修正方法,比较了修正后的TMY数据与实际气象数据的负荷模拟结果。结果表明:修正后的TMY数据的模拟结果与真实数据模拟结果的差异为3.65%~13.42%,且变化趋势一致;相较于地面观测处TMY数据的模拟结果,冷负荷准确度提高了2.37%,热负荷准确度提高了4.06%。

夏热冬冷地区某综合医院分项能耗和环境测试分析

以夏热冬冷地区某典型三级甲等综合医院为例,利用现有能耗计量仪表监测数据,辅以设备法测算,对医院的空调制冷、空调制热、医疗设备、电梯、办公设备及照明、后勤设备等用能系统进行了能耗结构分析,结果显示该医院等效电总能耗为216.0 kW·h/(m^(2)·a)。其中暖通空调系统能耗占比最大,为50.45%;其次为后勤设备能耗占比34.84%;其余依次为办公照明能耗和医疗设备能耗。在制冷期对典型室内环境进行了测试,结果显示该医院室内温度满足II级热舒适度水平,湿度超标,照度普遍不足。为提升建筑室内环境品质,同时节能降耗,提出了节能改造和运行管理建议,并利用Design Builder软件对改造前后的能耗进行了模拟,定量分析了各分项能耗的节能率,预估投资回收期约8年。

基于STIRPAT模型的山东省居住建筑运行碳排放影响因素研究

为有效实施建筑领域节能减排,实现双碳目标,以2005-2021年山东省居住建筑运行阶段碳排放数据为研究对象,利用STIRPAT模型对人口数量、人均GDP、人均消费支出、人均可支配收入、城镇化水平、居住建筑面积、单位建筑面积能耗、能源消耗强度和能源结构等影响碳排放的因素进行岭回归分析。结果表明:人口数量、人均GDP、人均消费支出、人均可支配收入、城镇化水平、居住建筑面积、单位建筑面积能耗和能源消耗强度等的增加会促使碳排放量的增加,但能源结构的增加会抑制碳排放量的增加,其中人口数量是影响碳排放的关键因素。据此提出山东省居住建筑节能减排的建议和对策。

基于GIOWA算子的夏热冬冷地区装配式钢结构墙体保温优化方案比选

随着建筑节能技术的不断进步,复合墙体保温系统也不断创新,复合墙体保温系统从大的方面来看,可以划分为外墙外保温系统,外墙内保温系统等,为响应国家大力发展建筑业的呼吁,其在实际应用中的适用性需要进一步研究,将优化后的装配式钢结构节能方案与未做保温方案进行适用性综合评价,结果表示对装配式钢结构复合墙体进行节能优化设计很有必要。选择GIOWA算子作为适用性评价建模方法,选定环境影响性、安全防火性、节能性、经济性、市场接受程度和墙体厚度作为外墙适用性综合评价因素,以我国夏热冬冷地区4个典型城市(重庆,徐州,南昌,遵义)为研究对象,进行方案比选,研究其在不同城市的方案适用性。结果表明:重庆地区想要选择降低能耗并且兼具经济性的方案为挤塑聚苯板作为保温材料的方案三,徐州、南昌、遵义地区想要选择降低能耗并且兼具经济性的方案为玻化微珠无机保温板作为保温材料的方案四。

基于多因素影响的建筑空间进深与能耗关系研究

随着世界建筑发展的新趋势,建造低碳、绿色、可持续的建筑已经成为建筑发展的主要方向,同时也成为我国节能减排目标下的重大挑战。建筑空间作为建筑的核心部分,其设计与建筑的能源消耗之间有着紧密的联系。以小型办公建筑的空间进深为研究对象,以我国5个气候分区的8个典型代表城市的气候数据为模拟背景,利用建筑能耗模拟软件,基于参数化平台Grasshopper对不同气候区、不同建筑布局、不同建筑高度下的典型办公建筑的建筑进深的模型进行了模拟,分析在不同因素的共同作用下办公建筑的空间进深对全年建筑综合能耗的影响规律。

基于三维建模测量立体角的统一眩光值检测研究——以某办公室照明系统为例

作为建筑照明系统验收和绿色建筑评价的重要考量因素之一,统一眩光值的重要性不言而喻。阐述了统一眩光值检测的研究现状,在实际检测中,立体角传统测量方法为先测量观察者与灯具相对位置尺寸,再通过公式近似计算结果,存在立体角测量误差较大的问题。基于三维建模测量立体角的方法,对某办公室系统的统一眩光值进行了实测,并将眩光源立体角计算公式法和三维建模法两种立体角测量方法的检测结果进行对比分析,得到三维建模法检测更准确的结论,以期提高统一眩光值检测的准确度。

基于EDA-LSTM模型的建筑能耗预测方法研究

建筑能耗预测在能源管理和节能减排方面具有重要意义,但既有预测方法在准确性方面存在各种问题。为解决这些问题,提出了基于EDA-LSTM模型的建筑能耗预测方法,采用EDA算法对原始数据进行异常检测和处理,以消除异常值对预测结果的影响,然后将清洗后的数据输入到LSTM模型中进行训练和预测。实验结果表明,与传统的建筑能耗预测方法相比,基于EDA-LSTM模型的方法具有更高的准确性和稳定性,为建筑能耗预测提供了有效的方法,并具有一定的实际应用价值。

不同气候区域下气凝胶泡沫混凝土的节能性研究

新型高性能气凝胶泡沫混凝土具有超高保温隔热性能,因其优良的防火性能、高耐久性能和低吸湿性能,目前已成为建筑保温隔热、节能减碳领域的热点研究方向之一。为探究气凝胶泡沫混凝土墙体在中国四个不同气候区下的节能性,本文通过建筑能耗模拟软件EnergyPlus,将气凝胶泡沫混凝土与传统泡沫混凝土应用于住宅建筑的外墙中,对建筑的全年、月度能耗进行对比分析。结果表明气凝胶泡沫混凝土能够节能2.1%-6%。研究结果可为气凝胶泡沫混凝土的推广与应用提供参考。

某超算中心的能源消耗与节能设计探讨

超算中心作为国家和区域战略性信息基础设施和科技创新战略平台,已成为国家和区域经济竞争力的重要表现。但是能耗居高不下成为制约超算中心发展的一大因素。通过以某一超算中心为例,详细的介绍了能源消耗包括的内容以及计算方法,并分析了相应的节能措施,以其为类似项目提供一些参考数据,为超算中心带来了长远健康的绿色发展。

基于混合双参数Weibull分布的冬夏两季香港地区某地的行人风环境舒适度分析

城市的密集建筑会影响周边区域风环境,甚至产生行人风环境问题。研究了香港地区气象条件,对比了双参数Weibull分布和混合双参数Weibull分布,结果表明混合双参数Weibull分布更加适合香港地区的气象数据;根据夏季以及冬季不同的情况,分析了夏季与冬季的行人风环境。在夏季,一号和二号建筑之间的空地有不舒适的区域,在冬季,行人风环境舒适度整体较好。

基于EMD与机器学习算法的近零能耗建筑负荷预测方法

采用皮尔逊相关系数法分析了不同特征变量与冷热负荷的相关性,确定了预测模型的输入特征变量。采用经验模态分解(EMD)对逐日冷热负荷按频分解,然后采用机器学习算法,即反向传播神经网络(BPNN)、随机森林(RF)和支持向量机(SVM),分别对不同频率的负荷量进行了训练、验证,最后重构得到了近零能耗建筑预测负荷。基于上述方法,以北京市某近零能耗居住建筑为研究对象,比较了不同算法预测结果的精确度。结果表明:采用EMD与RF算法相结合对近零能耗建筑冷热负荷的预测精确度较高。进一步采用穷举搜索法对模型初设参数进行了优化,冷热负荷预测结果精确度提高,冷负荷预测结果的决定系数R2、平均绝对百分比误差MAPE分别为0.996、1.32%,热负荷预测结果的R2、MAPE分别为0.997、0.79%。

严寒地区被动房室内环境与供暖能耗后评估

对严寒地区某被动房示范项目的室内环境和供暖能耗进行了后评估,并与位于同一小区的普通住宅进行了对比分析。结果表明:被动房高性能的围护结构可有效提高室内操作温度,且由于设置了机械通风系统,可有效稀释室内CO_(2)浓度;被动房供暖季室内PM2.5浓度超标,新风系统对细颗粒物的过滤效率不满足要求;被动房供暖实际运行能耗高于超低能耗建筑年供暖耗热量指标,偏差达到33.6%。

基于BIM的建筑能耗分析

自碳达峰、碳中和目标提出以来,建筑能耗领域备受重视。相较于传统的建筑能耗分析,BIM(building information modeling)技术能对建筑进行更全面、精确的能耗分析。本文以杭州某教学楼为研究对象,利用BIM分析软件Ecotect对其进行光环境与热环境方面的分析,考察其在绿色建筑评价标准下的表现,根据分析结果可以给类似建筑的设计提供一定的参考。

人工神经元网络和径向基网络模型预测建筑冷热负荷的研究

采用人工神经元网络(ANN)和径向基网络(RBF)模型预测了建筑冷热负荷,判断了影响建筑能耗的显著因素。通过对ANN和RBF模型隐含层神经元数量进行优化,发现8-65-1和8-97-1结构的ANN模型预测建筑热、冷负荷与数据集中的结果比较吻合,相关系数(R^(2))分别为0.962、0.953;8-28-1和8-6-1结构的RBF模型预测的结果更加吻合,R^(2)达到了0.985、0.997。RBF模型的预测精度要优于ANN模型,RBF模型预测热、冷负荷与数据集结果的R^(2)分别为0.989、0.992,而ANN的R^(2)分别为0.972、0.967。采用敏感性分析发现,影响建筑冷热负荷的8个参数中表面积的影响最显著,其次是墙面积、屋顶面积和玻璃面积,而玻璃面积分布及相对密实度的影响最不显著。