城市微气候模拟数据在建筑能耗计算中的应用

利用三维微气候软件ENVI-met对城市微气候进行模拟,然后提取建筑周围的空气温度、空气湿度、建筑表面风速和风压分布输入到建筑能耗模拟工具EnergyPlus中作为外部气象边界条件,从而实现定量预测和评价城市微气候对建筑能耗的影响。案例研究结果显示,所提出的协同模拟方法能够定量评价不同微气候要素对建筑显热冷负荷、潜热冷负荷以及不同途径建筑得热量的影响,模拟结果可为街(住)区规划和建筑设计提供科学依据。

局地微气候差异对居住建筑夏季制冷能耗的影响分析

微气候与建筑能耗关系密切,通过改善微气候环境降低建筑能耗已经成为建筑节能设计领域的一个重要方向。以沈阳市尚盈丽景小区为例,依托微气候模拟软件ENVI-met和建筑能耗模拟软件EnergyPlus建立了微气候影响下的建筑能耗耦合模型,对夏季典型气象日的建筑逐层制冷能耗进行精准分析。实验结果表明:随着建筑高度的增加,局地微气候与城市气候对建筑制冷能耗影响的差异逐渐减小,微气候主要通过影响空气渗透得热量来影响建筑制冷能耗。微气候影响下全天建筑总制冷能耗相对于城市气候下建筑制冷能耗增加了9.63 kW·h,增长了4.28%。针对局地微气候差异对建筑制冷能耗的影响规律,提出优化住区规划布局、分区域提升围护结构热工性能、优化立面开窗等策略,从而实现居住区节能设计。

超低能耗建筑中先进的建筑外观设计与微气候调控技术分析

节能减排已成为建筑设计领域的热门研究课题,其在节能效果和适应性方面表现出显著优势,引起了广泛关注。本文旨在探讨建筑节能设计中外观设计与环境调节技术的关键作用。通过研究超低能耗建筑的定义、特点和发展情况,以及建筑外观设计对能源消耗、室内环境和生态适宜性的影响,揭示了其重要性。结合先进的建筑形态设计和室内气候控制技术,强调了其减排、美化室内环境、减轻环境负担等方面的作用,为建造超低能耗建筑提供了可行性建议和操作指南。

探究气候变化及建筑节能技术对城市建筑群能耗的影响

城市建筑群能耗与气候变换情况与建筑节能技术有着必然的联系。基于此为切实降低城市建筑群能耗,减少碳排放总量,实现“碳中和”。本文对气候变化及建筑节能技术对于城市建筑群能耗的影响进行探究,本文首先对气候变化对于城市建筑群能耗影响进行阐述,其次对建筑节能技术对城市建筑群能耗的影响进行分析,以供相关人员参考。

城市微气候对建筑能耗的影响概述

对于城市区域绿色建筑的营造,城市微气候的研究是密不可分的一部分。通过分析城市微气候的特征以及国内外学者对城市微气候与建筑能耗影响的研究现状,得到加强城市结构规划,改善城市微气候,降低建筑能耗水平的结论。

树冠透射率对微气候和建筑能耗的综合影响

现阶段中国城镇化率已超60%,城镇建筑运行能耗约占全国能源消耗总量的16.5%。老旧小区作为城镇建筑的重要存量,推动其绿化改造对改善建筑周围微气候和降低建筑能耗具有重大意义。目前,微气候和建筑能耗的模拟仿真分别基于不同的应用软件,且进行能耗模拟时并未考虑微气候因素对建筑能耗的影响。为定量评价和预测住区绿化改造对建筑周围微气候和建筑能耗的综合影响,基于Grasshopper平台,集合了微气候软件ENVI-met和建筑能耗软件EnergyPlus的模拟计算内核,开发了一种基于单平台耦合2类性能分析算法的协同工作流。研究结果表明,改变树冠透射率可使老旧小区建筑周围局部微气候的时空分布发生明显变化,从而显著改变建筑各楼层的夏季制冷能耗需求;长沙市城镇老旧小区绿化改造宜种植树冠透射率达0.05的树种,可使住宅建筑夏季制冷能耗日降幅最高至29.49kWh。

绿色建筑评价标准中关于城市微气候的讨论

本文通过比较BREEAM UK New Construction,LEED-NC和GBA China的评估标准,重点研究建筑物对城市微气候的影响。在每个标准中,能源的管理和使用是评估建筑物对微气候影响的最重要部分。在LEED-NC中,评估建筑物微气候的指标百分比相比其他两个占其总指标的最大,其余两个比重相同。

城市热岛效应对我国不同气候区既有居住建筑采暖空调能耗的影响研究

选取严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区和夏热冬暖地区的9个城市典型气象年数据为基准,采用TRNSYS对某实际居住建筑的采暖空调能耗进行了模拟计算。结果表明:同一个气候区的居住建筑采暖能耗降低率与热岛强度呈现出良好的线性关系,空调能耗的增加率与热岛强度的线性关系则不明显。夏热冬暖地区,居住建筑仅为空调能耗,受热岛效应影响总能耗增长率约为8.55%/0.5℃;夏热冬冷地区,热岛效应带来的空调能耗增加和采暖能耗降低相差不大,总能耗基本保持不变;严寒和寒冷地区,居住建筑以采暖能耗为主,受热岛效应影响总能耗降低率分别约为1.74%/0.5℃和2.97%/0.5℃。

建筑格局对山地城市微气候影响的GIS分析

本文针对山地环境特征,立足于城市规划,综合运用地理信息技术、遥感技术、数值模拟技术,创新性地提出了山地城市微气候模拟的数字化方法。在广泛学习总结前人经验的基础上,结合重庆地区气候特征及城市建筑形态现状,通过实证研究,分析了单体建筑、地形、不同建筑格局对山地城市微气候环境影响,并对山地城市的建筑布局形式提出了科学性的建议。该研究成果可用于研究山地城市微气候问题产生和发展的内在驱动力,并可以结合城乡规划进行规划方案优化设计、对比分析。

气候变化对我国典型城市空调能耗的影响

采用度日数分析法研究了我国典型城市、各热工分区气温变化对夏季空调能耗的影响。研究表明,空调度日数与夏季气温之间关系显著。通过对所建立的各热工分区空调能耗评估模型进行分析发现,温度变化相同时,各热工分区的空调能耗变化幅值不同。夏季平均温度较低的地区比平均温度较高的地区在温度变化对空调能耗的影响方面更为敏感。

城市居住区开发强度与微气候的关联性研究——以合肥市为例

探讨城市居住区开发强度与微气候的关联性,对优化居住区气候环境具有重要意义。选取合肥市6种不同类型的居住区作为研究对象,于2017年5—6月测定其空气温度、湿度、风速等指标,分别探讨居住区容积率、绿地率、建筑密度与微气候的关联性。结果表明:(1)居住区的温度日变化较明显,呈现白天高、早低、晚中的单峰双谷型特征,温度峰谷值出现时间不同,但谷值都出现在上午,峰值都出现在中、下午,在其他开发强度因素相近的情况下,容积率低、绿地率高、建筑密度低的居住区温度明显低于容积率高、绿地率低、建筑密度高的居住区;(2)居住区的湿度日变化明显,湿度呈现白天低、早高、晚中的单谷双峰型特征,在其他开发强度因素相近的情况下,容积率小、绿地率大、建筑密度小的居住区湿度大;(3)居住区的风速日变化明显,总体而言,风速呈现白天大、早晚小的特征,但是风速变化复杂,在其他开发强度因素相近的情况下,容积率大、建筑密度低的居住区风速大;(4)与两楼之间硬质地面相比,处于居住区中心景观绿带地区温度较低、湿度较高、风速较大;湿度不仅与绿地率有关,还受不同植被类型的较大影响;(5)在城市空间变化上,居住区温度与距离市中心(市府广场)的距离相关性不明显,湿度与风速在空间上总体表现为由市中心向周围增大的趋势;(6)城市开发强度指标中容积率对温度和风速影响最大,容积率越大,温度越高,风速越大;(7)绿地率对湿度影响最大,绿化植被能有效提高空气湿度。

耦合气候效应的建筑碳排放控制路径

《建筑节能(中英文)》2024年第6期封面设计,聚焦建筑业的“能”“碳”双控主题,提出在气候效应耦合视角下的研究思路与框架。建筑碳排放与城市气候存在复杂的互馈机制,一方面,城市冠层内不同区域的人为热通量、CO_(2)等温室气体的排放强度不同,使局地微气候环境产生了明显的空间分异;另一方面,城市气候环境的空间分布差异,使不同环境中建筑的采暖、制冷、通风与采光能耗差异显著,从而影响了直接或间接的碳排放总量。

夏热冬暖地区中小型建筑天井对建筑能耗的影响

这项研究旨在响应节能减排政策,通过对不同天井设计形式进行能耗真实物理模拟,探讨天井设计对建筑能耗的影响。模拟结果显示:(1)随着天井面积与建筑投影面积比例由4.89%增至24.95%,建筑单位面积全能耗由100.69 kWh/m^(2)增加至119.21 kWh/m^(2)。建筑全能耗和建筑体型系数呈正相关,可通过缩小建筑天井面积实现建筑整体节能。(2)天井深度对建筑单位面积全能耗影响不大。(3)不同几何形态对建筑单位面积全能耗影响不大。(4)天井形式影响建筑单位面积全能耗,开放式侧边天井能耗最低,其次为封闭式天井,开放式中央天井能耗最高。研究成果可用于指导天井类及中庭类建筑的建筑设计,以降低建筑整体能耗。本研究仅采用斯维尔软件进行实验,研究结果有待现实样本或不同软件对比的进一步确认和完善。

城市空间开发强度与微气候关联性分析——以南昌市为例

探讨城市空间开发强度与微气候的关联性,对优化城市气候环境具有重要意义。选取南昌市6种不同类型的居住区作为研究对象,于2018年10—11月测定其空气温度、湿度、风速等指标,分别探讨这6种不同类型区域容积率、绿地率、建筑密度与微气候的关联性。结果表明:(1)居住区的温度日变化明显,呈现白天高、早低、晚中的单峰双谷型特征。在其他开发强度因素大致的情况下,容积率低、绿地率高、建筑密度低的居住区温度明显低于容积率高、绿地率低、建筑密度高的居住区;(2)居住区的湿度日变化明显,湿度呈现白天低、早高、晚中的单谷双峰型特征,在其他开发强度因素大致的情况下,容积率小、绿地率大、建筑密度小的居住区湿度较大;(3)居住区的风速日变化明显,总体而言,风速呈现白天大、早晚小的特征,但是风速变化较复杂,在其他开发强度因素大致的情况下,容积率大、建筑密度低的居住区风速大;(4)与楼体之间硬质地面相比,处于居住区景观区风速较大;(5)在城市空间变化上,居住区温度与距离市中心的距离相关性不明显,湿度与风速在空间上总体表现为由市中心向外围增大的趋势。

局域微气候对建筑供暖空调用能的影响

准确的量化城市建筑能源需求有助于实现建筑节能,但鲜有探讨严寒地区局域微气候差异对单体建筑供暖空调用能需求的影响.研究基于局地气候分区(local climate zone,LCZ)体系,采用实测和EnergyPlus模拟结合的方法对以哈尔滨市南岗区14个典型空间的全年逐时空气温度和相对湿度为天气文件的典型单体办公建筑进行了能耗模拟与分析.结果显示不同LCZ类型的建筑供冷供热能耗和逐时冷热负荷均存在显著差异,供热需求明显高于供冷需求,LCZA密林总能耗最高,LCZ2多层高密度总能耗最低;不同地表形态特征对夏季典型日冷负荷的影响大于冬季典型日热负荷的影响;年供热能耗和总能耗与室外气温负相关,年供冷能耗与室外气温和相对湿度不具备线性相关性.

区域建筑负荷与能耗预测研究综述

从区域建筑负荷与能耗的影响因素和预测方法两方面阐述了区域建筑负荷与能耗预测的研究现状。影响区域建筑负荷与能耗的因素包括单体建筑能耗影响因素和区域特有的影响因素(城市形态与微气候)。基本预测方法有自上而下方法和自下而上方法。自下而上方法较为常见,在应用时需引入同时使用系数,并结合情景分析方法。由于没有成熟的区域建筑负荷与能耗预测软件,目前主要有两种预测方法:基本模型方法,如基于实际调研获得的统计模型和利用GIS技术建模等;考虑微气候与城市形态的影响,通过能耗模拟软件与其他工具耦合进行模拟。考虑到我国建筑的特点,可采用自下而上方法与情景分析方法结合进行区域建筑负荷与能耗预测。

区域建筑负荷与能耗预测研究综述

合理的预测区域建筑负荷与能耗是低碳城市建设的重要基础。本文从两方面阐述区域建筑负荷与能耗预测的研究现状:1、影响区域建筑负荷与能耗的因素;2、区域建筑负荷与能耗预测方法。影响区域建筑负荷与能耗的因素包括单体建筑能耗影响因素以及区域特有的影响因素(城市形态与微气候)。预测基本方法有以下三种:自上而下法、自下而上法以及情景分析法。由于没有成熟的区域建筑负荷与能耗预测软件,目前主要有以下两种预测方法:1、采用基本方法建模:如基于实际调研获得的统计模型和利用GIS技术建模等。2、考虑到微气候与城市形态的影响通常是通过能耗模拟软件与其他工具耦合的方法进行模拟。

城市环境下的光伏建筑一体化

本文介绍了光伏建筑一体化国内外发展动态,论述了这种技术对建筑能耗和城市微气候的相互影响,指出了为促进光伏建筑一体化在城市中更全面推广应当深入研究的方向。

建筑能耗与建筑节能设计

论述了制约建筑能耗的三类因素,从建筑物微气候、建筑构造和设备提出建筑节能设计途径。

超高层建筑与城市生活

超高层建筑产生于现代城市,借助于建筑技术的迅猛发展和城市化的极速扩张,其以巨大规模和高度迅速改变着城市的传统风貌与空间格局,一定程度上为城市环境赋予了新的魅力和性格,创造出突破传统的城市景观。它,往往成为城市形象的新名片。