Research on Passive Design Optimization about an Experimental Rural Residence in Hot Summer and Cold Winter Region of China

In China, rural residential environment under the poor construction measures has not been satisfactory due to the backward infrastructure of countryside and the lacking of professional planning, which will result in considerable amount of energy consumption in the future. The economy of rural residences in the hot summer and cold winter region of China is relative developed, but the indoor thermal environmental quality is not so good. In this paper, the design strategies directed by passive design ideas for a small experimental rural residential building located in Hangzhou city was introduced and researched in response to hot summer and cold winter climate. Through modeling solution undertaken by Ecotect software, the building performance was simulated and analyzed for the optimization of design factors, such as shape, roof angle, insulation system, shading devices, as well as day-lighting system. Based on the above study, a set of appropriate energy-saving technologies were provided for improving the new rural residences construction in Hangzhou, which should also be recommended to other projects constructed in the same climate region.

夏热冬暖地区大型体育场绿色低碳专项方案研究——以广州足球公园和南沙全民文化体育综合体为例

本文选取广州足球公园和南沙全民文化体育综合体作为半开放空间的绿色建筑建造示例,通过分析其设计理念、技术应用、绿色施工方法及环境影响,总结其成功经验和可复制性,为夏热冬暖地区的绿色建筑设计与建造提供参考。

厦门地区典型羽毛球训练馆热环境实测分析

体育建筑类型众多,相较于大型比赛场馆,羽毛球训练馆作为大众运动项目的中小型训练馆之一,受众面广且使用频次高。以厦门地区典型羽毛球训练馆为研究对象,选取3个典型羽毛球训练馆进行过渡季和夏季的现场热环境实测分析及热舒适调查。研究结果表明:羽毛球训练馆室内受太阳辐射影响小,环境变化比室外稳定;在自然通风条件下室内环境较室外未得到明显改善,加设空调能改善夏季室内环境;不同的界面形式、材质都对室内环境有影响。综合来看,钢结构场馆在两季节中环境最佳,但其环境变化较大,易受到室外环境影响。钢筋混凝土结构场馆环境稍差,但其稳定的特征在恰当措施下能带来更佳的室内环境。基于以上研究结论,对羽毛球训练馆提出优化策略,对夏热冬暖地区羽毛球训练馆的热舒适环境合理设计及优化提供参考。

夏热冬暖地区办公建筑外遮阳百叶智能控制对比分析

随着建筑节能工作深入,建筑智能遮阳技术迅速发展,外遮阳智能控制系统成为有效降低建筑能耗、提高能源利用效率的新兴节能技术。通过建筑外遮阳百叶智能控制系统的对比设计,采用EnergyPlus的EMS模块进行模拟,比较东向百叶外遮阳不同智能控制方式对室内能耗的影响,对百叶最优倾角常开、入射角控制、冷负荷控制、综合控制进行能耗分析。研究结果发现:3种百叶控制方式与百叶最优倾角常开状态对比均有一定的节能效果,仅有入射角控制这一方式的总能耗最低,综合控制次之,仅有冷负荷控制的方式能耗最高。研究结果为建筑设计者提供了关于东向百叶外遮阳智能控制系统设置的参考,通过优化入射角控制设置降低能耗、提高建筑舒适性。

架空层形式对围合型实验楼自然通风影响研究

以杭州地区单侧架空的围合型实验楼为研究对象,通过实地调研获取典型模型,并应用CFD技术模拟室内自然通风情况,同时通过实验验证模拟的准确性。在此基础上,以不同来流风向与底层架空层的相对位置作为变量,模拟了不同来流风向下室内风场的变化情况,以获得最佳室内风环境的来流风向。结果表明,底层单侧架空的围合型实验楼在各风向角下均符合GB/T 50378—2019《绿色建筑评价标准》;各房间的通风状况随通风角度的变化而发生变化,当来流风向角度与法线夹角为120°~240°时,越靠近来流风方向的房间,通风效果越佳。研究结果可为实验楼室内风环境的优化设计提供理论依据。

夏热冬暖地区公交站场类建筑近零能耗技术研究

城市公交站场建筑运行时间长,散热电气房间多,耗能水平高于其他公共建筑。梳理夏热冬暖地区公交站场类建筑实现近零能耗目标的劣势、优势,并针对典型项目,提出了被动式、主动式技术措施。基于EnergyPlus软件验证了该项目可实现近零能耗目标。

夏热冬冷地区养老院老年人冬季室外热舒适性探究

养老院室外空间是机构养老人群的主要室外活动场所,室外空间的热舒适性对老年人身心健康具有重要影响。为营造健康、舒适的室外热环境,文章以上海Q养老院为例,通过对养老院室外热环境实测和老年人室外热舒适问卷调查,分析老年人室外热舒适与热感觉关系,研究热环境因素对老年人冬季室外热舒适的影响,从热中性生理等效温度、热中性生理等效温度范围、满足90%热可接受率的生理等效温度范围和热偏好生理等效温度等4个方面,确定老年人冬季热舒适性评价基准;最后基于研究结果,从自然环境和建筑环境两方面提出养老院冬季室外热环境优化设计建议,为夏热冬冷地区养老院室外热环境改善提供参考。

近零能耗目标引导下的夏热冬暖地区超高层公共建筑BIPV技术应用研究

夏热冬暖地区超高层大型公共建筑仅依靠屋顶光伏系统无法满足近零能耗建筑对可再生能源利用率指标要求。如何借助建筑立面空间资源应用BIPV技术,是提高建筑光伏系统产能达到近零能耗目标的关键。文章阐述了近零能耗建筑及BIPV技术的概念及发展现状。结合案例分析了BIPV技术在超高层近零能耗建筑中的应用思路。以期为夏热冬暖地区超高层近零能耗建筑提供满足安全、产能、美观的BIPV技术应用策略。

夏热冬冷地区办公建筑光伏百叶几何参数节能模拟研究

本文以夏热冬冷地区两类子气候区若干城市的典型办公建筑为研究对象,在南、西、东朝向分别设置光伏百叶系统,并对光伏百叶若干关键几何参数(百叶宽度L、百叶倾角A、百叶间距比RdL)进行控制变量和模拟,以研究光伏百叶几何参数与建筑能耗综合值的相关性,最终得出各几何控制参数对发电量、建筑能耗的影响机制,以及单目标优化、综合优化情况下的参数最优取值。

夏热冬暖地区光伏驱动型光催化墙节能潜力研究

为延长Trombe墙系统的运行时间,充分利用太阳能,文章提出光伏驱动型光催化Trombe墙模型,研究系统在夏热冬暖地区全年运行状况,对系统发电量,净化空气量,总节约能量变化情况进行分析。结果表明,全年总发电量为1250.16 kWh,全年总净化空气量为104209.02 m^(3),全年总节约能量为1440.01 kWh,冬夏两季系统运行性能平均值与全年平均值相比波动在20%以内,系统具有全年运行的可行性。本研究为光伏驱动型光催化Trombe墙系统在夏热冬暖地区全年运行提供理论和基础。

夏热冬冷地区带防雨天井的农宅夏季室内环境实测分析

为了厘清防雨天井对农宅夏季室内舒适度的影响,选取具有较高可比性的典型案例,开展室内外温湿度、风速、照度等指标的实测分析。结果表明:防雨天井能稳定且有效地组织室内的自然通风,但风速较小;防雨天井能有效改善农宅的室内天然采光,但午间偶有轻微眩光;防雨天井特别适宜于东西向布局的农宅,可有效缓解夏季东西晒的不利影响;设置该天井的农宅室内热环境较未设者更舒适;在夏热冬冷地区的农宅建设中,恰当地设置防雨天井可有效改善居住环境。

夏热冬暖地区住宅建筑运行阶段碳排放分析

随着“双碳”目标的提出,国家对建筑业的碳排放提出了更高的要求。由于住宅建筑的碳排放量占整个建筑业的48%左右,因此其相关研究对于我国“双碳”目标的实现以及人民生活和社会发展有着重要的现实意义。以夏热冬暖地区住宅小区调查数据为基础,分析影响住宅建筑碳排放的主要因素,并采用SPSS 25对碳排放数据进行偏相关分析和岭回归分析,建立夏热冬暖地区住宅建筑运行阶段碳排放的回归模型。结果表明:回归方程预测得出的小区住宅年平均碳排取量与实测数值差值为3.4%;夏热冬暖地区住宅建筑运行阶段对碳排放影响最大的是户内人口数,其次是建筑面积,建筑朝向对碳排放的影响较小;在过渡季节住宅建筑碳排放量相对较低,炎热的夏季是夏热冬暖地区碳排放的高峰。对夏热冬暖地区住宅建筑碳排放现状的研究可为该区域住宅建筑提供设计方案和运行指导,同时也可为该区域住宅建筑碳排放评估提供参考依据。

夏热冬冷地区典型城市住宅冬季室内环境热舒适性研究

针对夏热冬冷地区城市住宅建筑冬季室内热环境舒适度较差的现状,在典型城市合肥进行了冬季住宅室内空气温度、黑球温度、相对湿度与空气流速等客观热环境参数的测试,并对测试现场居民的室内着装、主观热感觉评价与热期望等进行问卷调查统计。结果表明:地区住宅室内环境普遍偏冷,低于现行建筑热环境标准规定的热舒适范围,客观热环境条件较为恶劣,受访者虽对室内热湿环境接受度良好,但仍存在接近半数人员期望室内环境能够更加温暖,居民对冬季住宅热环境的改善需求较高。运用统计学方法对样本数据进行回归分析,得出预测平均热感觉指标PMV和热感觉投票TSV与室内操作温度关系,基于理论预测模型结果与实测值差异分析,确定该城市居民冬季实际的热中性温度为18.5 ℃,在可接受率为90%下的地区室内操作温度舒适范围为14.4~22.6 ℃。研究结果可为夏热冬冷地区家居环境热舒适的设计、营造与评价提供参考依据。

夏热冬暖地区既有办公建筑近零碳改造案例分析

发展零碳建筑是实现“双碳”战略目标的有效途径之一。世界各国已开展了广泛的零碳建筑相关研究,但尚未形成统一的零碳建筑定义与技术路径。目前国内的零碳建筑工程案例以新建建筑为主,既有建筑较少,主要是由于既有建筑受场地环境、气候资源条件、建筑结构安全、建筑特殊使用功能需求等诸多因素限制,既有建筑零碳改造技术路径的确定比新建建筑更复杂。因此,亟需开展既有建筑零碳改造技术路径研究与探索。本文以深圳某电力生产办公建筑为例,提出了“诊断评估—方案策划—方案设计—效果评估”的近零碳建筑改造技术路径研究方法,并将其用于项目现状诊断评估、改造目标与技术路径确定、近零碳改造方案设计和改造效果评估,提出了夏热冬暖地区既有电力生产办公建筑近零碳改造技术路径,为夏热冬暖地区既有办公建筑近零碳改造提供参考。

装配式模块化集成凸窗设计思考

通过对以广州市为代表的夏热冬暖地区既有建筑窗使用功能需求及现存问题的剖析,提出集成凸窗产品设计必要性及设计策略,在此基础上,分别从功能、形式、尺寸三方面阐述装配式模块化集成凸窗产品的基础版及升级版产品设计思考,并应用工业化建筑“集成”的设计理念来实现立面形式的标准化与多样化统一。装配式模块化集成凸窗以产品化设计思维,采用工厂预制现场安装的装配式设计理念,以模块化功能集成的方式作为产品设计可应用于夏热冬暖地区既有建筑改造及新建建筑项目,响应城市更新的国家政策及行业要求,以期为我国城市更新发展提供设计思考,进一步推动我国住宅工业化发展。

被动式绿色建筑设计技术研究与实践——以夏热冬冷地区绿色公共建筑为例

随着绿色建筑技术的不断进步,将绿色建筑理念与创意构思相结合的被动式绿色设计技术,仍然是绿色建筑设计的基础。绿色建筑应以建筑师为主导,利用被动绿色设计技术作为主要手段来应对室外不良气候,辅以机电设备的主动调节,旨在营造节能、减排、舒适且健康的建筑环境。通过探讨被动式设计技术在场地设计、建筑空间、建筑形态和外遮阳设计中的关键应用,以及对夏热冬冷地区相关案例的分析,旨在探索以被动式设计策略为基础的绿色建筑设计理念,为未来的绿色建筑设计实践提供参考和指导。

夏热冬暖地区冰球馆空调系统节能设计实践

以地处夏热冬暖地区的福州某学校冰球馆空气调节系统为例,从分析福州气候特征、冰球馆空调负荷特性着手,抓住温湿度控制要点,开展节能优化设计。该项目以传统冷冻除湿、再热的手段为基础,结合冷凝热回收技术、转轮除湿技术进行改良优化,有效降低运行能耗,为冰球馆控湿防雾、节能运行保驾护航。

夏热冬冷地区铁路站房复合通风效果分析

铁路站房采用自然通风+机械通风+空调的复合通风系统可以提高人员热舒适性,同时降低能耗。采用EnergyPlus软件对夏热冬冷地区铁路站房的自然通风潜力、复合通风切换温度和复合通风策略下的通风效果进行了模拟研究。结果表明:在非供暖季,夏热冬冷地区铁路站房自然通风平均换气量可达60~70m^(3)/s,平均总换气次数可达1.9次/h;复合通风上下切换温度应设置在23℃和15℃;与完全采用机械制冷空调系统相比,自然通风+机械通风+空调的复合通风系统可降低6.5万kW h左右的能耗。

夏热冬冷地区既有办公建筑近零能耗改造策略——以苏州市某项目为例

建筑领域的节能减碳工作对我国“双碳”目标的实现至关重要,而发展超低能耗建筑、近零能耗建筑是实现该目标的重要举措。相比新建建筑,规模庞大的既有建筑改造具备更大的节能潜力,控制既有建筑的运行能耗将成为节能工作的重点。以苏州市某既有办公建筑的近零能耗改造项目为案例,介绍了该项目的改造目标和技术路径,分类分析了该项目实现近零能耗目标所采用的被动式、主动式和可再生能源应用技术策略,为夏热冬冷地区近零能耗工程推广和技术应用实践提供有意义的参考。

夏热冬冷地区大中型体育馆被动式通风策略研究——以上海市为例

由于体育建筑的复杂性和其功能对室内风环境要求的精确性,设计者强调主动式技术和设备的重要性。为适应体育建筑复合化趋势下非赛时状态对室内风环境调控要求较低且相对灵活的特点,以夏热冬冷地区大中型体育馆为研究对象,对其被动式通风进行研究和探索;采用正交试验方法和CFD模拟软件,对大中型体育馆的被动式通风进行系统的、量化的分析与研究;基于各影响因素分别总结夏热冬冷地区大中型体育馆的被动式通风策略,并得到最优组合及其最优结果。期望对相关领域的研究提供一定的补充并形成研究框架,为不同气候区的同类建筑甚至其他建筑类型的被动式通风研究提供一定的参考。