模卡砌块组合保温墙体热工性能及其经济性分析

随着超低能耗建筑、近零能耗及零能耗建筑的发展,新型外墙围护结构引起广泛地研究和重视.模卡砌块作为一种新型外墙自保温技术,开始在上海、江苏等国内一些发达地区被试点和应用,但目前暂无相应规范指导,其热工性能及经济性仍缺乏系统性研究.文中以夏热冬冷地区某公共建筑为例,采用DeST能耗模拟软件,建立了传统外保温墙体、模卡砌块组合保温墙体三维分析模型,研究了膨胀聚苯板、岩棉板、聚氨酯板、挤塑聚苯板4种不同类型保温材料及6种不同厚度(30、50、70、90、110、130 mm)下模卡砌块组合保温墙体的热工性能.进一步,采用净现值法,对不同工况下的砌块组合保温墙体进行了经济性分析.研究表明:在相同外墙保温厚度下,聚氨酯板的保温效果最佳;不同保温材料厚度对应的净现值都呈现出先上升后下降的趋势,结合净现值和节能率,其最优厚度分别为70、70、40、60 mm,对应的节能率分别在达到我国建筑节能65%的标准上再降低7.08%、6.81%、5.1%、6.5%.

夏热冬冷地区绿色建筑碳排放计算及碳减排潜力研究--以宁波大学科技服务大楼为例

为研究我国夏热冬冷地区绿色建筑的全生命周期碳排放,选取宁波大学科技服务大楼作为绿色建筑案例,采用基于过程方法与投入产出法相结合,计算全生命周期碳排放,得出其碳排放总量为23992.799 tCO_(2e),碳排放指标为38.51 kgCO_(2e)·(m^(2)·a)^(-1).同时,为探究各类绿色建筑技术的碳减排潜力,提出了基于屋顶、外墙、外窗和空调系统的碳排放计算方法,并分别对屋顶增加光伏板、改变外墙材料、采用不同传热系数外窗,以及改变地源热泵4类技术进行模拟计算.与原绿色建筑碳排放强度相比发现,地源热泵、太阳能光伏板可以提升建筑碳减排潜力,分别能减少8.02%和12.56%的碳排放量;考虑外墙材料隐含碳后,材料的选择对碳排放的影响较大,而外窗传热系数的变化对碳排放影响不明显.

基于Meteonorm和DeST的采暖建筑室内热扰对热负荷的影响分析

在使用能耗模拟软件获取建筑热负荷和进行热负荷预测研究时,输出的模拟热负荷受气象参数的影响较为敏感,而且软件数据库的气象参数往往不全,而从第三方获得的数据带有显著噪声或异常值,导致获得的热负荷在某些时刻具有大的跳跃,因此提出一种基于第三方气象软件Meteonorm对气象数据数据进行插值再平滑的处理方法,以获得更有效的数据。以沧州地区为例,对导出的气象数据进行插值和平滑处理后得到可视化的图形结果,最后导入DeST中完成住宅建筑热负荷分析,基于此,选择5个不同气候区的典型地点,利用DeST分析了室内热扰对建筑热负荷的影响情况,发现在热负荷模拟中忽略室内热扰的影响将会带来较为明显的误差。

基于DeST的南通某农村住宅节能改造分析

文章以江苏省南通市某农村住宅为研究对象,运用DeST建筑能耗模拟软件建立模型,计算出该住宅全年累计能耗负荷;采用正交试验法组合多种节能改造方案,计算各方案全年累计负荷指标,并引入经济性分析得出最优的外围护结构节能改造方案,为推进农村住宅节能改造和低碳发展提供借鉴。

玻璃幕墙对北方农村住宅节能改造的可能性探索

针对农村自建房能耗较大及冬季用天然气取暖花费较高等特点,以河北石家庄地区农村住宅为例,通过对建筑围护结构改造及对太阳能取暖利用的探究,分析建筑能耗的变化。结果表明,改造建筑的围护结构,可以使建筑能耗有所降低。在建筑南外墙加装玻璃幕墙,提高太阳能取暖效率,可使建筑取暖能耗进一步降低。用正交实验法分析不同因素对建筑能耗的影响程度后发现,在建筑南外墙加装玻璃幕墙后,其余三面外墙加保温层对建筑冷热负荷影响较大;玻璃幕墙上开窗对夏季冷负荷影响最大,加遮阳可有效降低室内夏季冷负荷且对冬季采暖影响较小;玻璃类型对建筑负荷影响较小。由此提出了石家庄地区农村住宅的最优改造方案。

农村住宅不同窗墙比对建筑负荷的影响——以河南北部地区农村二层住宅为例

在建筑设计中,窗墙比是十分关键的参数,它显著影响着建筑的负荷情况。本文以河南北部地区农村二层住宅为例,利用De ST模型,计算了不同窗墙比下的全年累计冷负荷与热负荷,深入剖析了不同窗墙比对建筑负荷的影响。这一研究旨在为农村住宅的节能设计提供有价值的参考。

豫北地区农村住宅节能改造研究

文章以豫北地区农村二层住宅为例,运用DeST模拟分析软件研究了外墙保温层厚度、外窗类型和屋面保温层厚度对住宅全年累计热负荷的影响,确定了当保温材料为聚苯乙烯泡沫塑料时,外墙和屋面的最佳保温层厚度分别为30mm和60mm,外窗的最佳类型为高透低辐射玻璃。对该住宅进行整体改造,全年累计热负荷降低了6214.83kW·h,节能效果十分明显。

基于DEST的公共建筑能耗模拟——以阜阳某商业办公楼为例

本研究以阜阳市的某公共建筑为例,使用DEST软件对其全年建筑能耗分析,并采用控制变量法分别探究不同因素对建筑负荷的影响。在本研究中,建筑的窗墙比和全年累计冷负荷和全年累计总负荷成正相关。较大的窗墙比会降低建筑的隔热性能,增加供暖和冷却的能耗。此外综合考虑建筑外窗的传热系数、遮阳系数和外墙的传热系数对建筑负荷的影响;较高的遮阳系数和较低的传热系数可以减少夏季的阳光热量进入室内,降低建筑冷却负荷和热负荷,大幅降低建筑的全年累计能耗。建筑外墙传热系数选择并非越小越好,需要考虑多个因素来确定传热系数的最合适范围。

附加阳光间式建筑热过程模拟与能耗分析——以银川、太原为例

附加阳光间式太阳房在冬季的节能效果显著,但在夏季是否会导致建筑过热、冷负荷过大,需要具体分析。同时,如何通过自然通风等措施解决夏季过热问题需要进一步研究。利用DeST-h软件,选取位于银川和太原的建筑进行了室温计算和负荷分析,比较了太阳房和常规建筑全年的室温和负荷情况,并对夏季两地完全封闭式阳光间与逐时自然通风策略建筑的负荷情况进行了计算。结果表明:相比常规建筑,太阳房自然室温高,热负荷小,冷负荷大,夏季存在过热问题。夏季对阳光间进行逐时通风后,太阳房建筑冷负荷明显减小,建筑能耗降低。因此对于新建被动太阳房,可以考虑在夏季采用逐时通风、增加遮阳、优化阳光间进深等措施,以降低建筑冷负荷。

城镇老旧小区能耗优化研究及冬季舒适度分析

以郑州市某老旧小区为研究对象,建立结构模型,对外围护结构进行节能改造,分析改造后对冬季热舒适度的影响。结果表明,单独改造屋面、外窗会使冷、热负荷同时减小;只改造外墙时,热负荷减小的同时冷负荷增加,起到夏季反节能作用。改造后热负荷下降最明显,为88.87%,冷负荷下降不明显,为15.8%,综合节能率达到61.47%。分析改造前后的冬季自然室温,发现围护结构的改造对高楼层及北向房间室温的提升更大。改造后热舒适小时数增加,舒适率最高可提升至92.18%,中间楼层及房间舒适率提升效果最显著;南北朝向不同对自然室温及室温提升率影响大,东西朝向对自然室温及室温提升率的影响可忽略不计。

建筑缓冲腔体的预冷和预热策略--以南京气候为例

利用建筑中的次要空间腔体对主要空间形成热缓冲效应,是一种既经济又有效的微气候调节和节能基础手段,在我国值得推广。笔者通过对南京冬夏气候条件下建筑缓冲腔体的DeST温度模拟,验证了缓冲腔体在相应季节的缓冲效果。在水平层级上,中心区是理想的夏季预冷腔体,其次是北面腔体;南区是最好的冬季预热腔体,其次是中心区。在垂直层级上,除地下室兼顾预热预冷功能外,顶层是较佳的冬季预热腔体,底层有些许夏季预冷作用。最后,总结了腔体缓冲的原型模式。

基于DeST建筑围护结构能耗及碳排放测算分析

建筑围护结构作为重要的节能保温措施,其节能保温效果一直被受关注。为研究河南省公共建筑在国家高质量绿色发展下的突出能耗问题,基于DeST建筑能耗分析软件对河南省典型公共建筑进行了模拟分析。通过设置不同导热系数的建筑外墙以及外窗对建筑全年累计热负荷、冷负荷的影响,探究围护结构导热系数对建筑能耗影响规律。通过模拟分析得出:在保持其他参数不变前提下,当外墙传热系数从0.83W/m^(2)·K逐渐降至0.43W/m^(2)·K时,其累计热负荷从原设计的100%分别降低至91.9%、90.5%、89.1%、87.8%;其累计冷负荷从原设计的100%分别降低至99.5%、99.2%、99.0%、98.9%。当外窗传热系数从2.6 W/m^(2)·K逐渐降至2.2W/m^(2)·K时,其累计热负荷从原来的100%分别降低至96.8%、95.1%、93.6%、91.9%;其累计冷负荷从原来的100%分别降低至98.7%、96.6%、94.3%、92.4%。随着外墙/外窗的导热系数的降低,建筑自保温效果显著增加,建筑季节性供暖、空调负荷随之降低,其中以采暖季热负荷最为显著。同时DeST软件可快速对建筑运维阶段碳排放测算分析,为建筑领域低碳发展提供良好条件。

某核电站电气厂房核级电缆竖井温升计算

本文研究了某核电站电气厂房核级电缆竖井通风系统降级后失电事故工况下的温升情况。使用DeST软件对该竖井进行1∶1建模,得到了失电后72 h竖井的温度变化,并分析了温升对核级电缆竖井的影响。计算结果表明,在失电工况下通风功能失效,电缆竖井内温度明显上升。但失电72 h不会影响电缆功能,可能对电缆运行寿命有影响。为核级电缆竖井通风系统的降级分析提供参考。

基于正交试验的北方农宅围护结构能效提升方案比选分析

我国北方地区既有农宅体量大、存在围护结构热工性能低、建筑能耗高、室内热环境差等问题,通过改造围护结构降低建筑取暖耗热量,可以减少因取暖带来的环境污染问题。本文以陕西省铜川市既有农宅为研究对象,采用正交试验组成9种优化方案,利用DeST软件计算能耗,结合能效提升率及经济性对方案进行比选,提出适用于铜川市农宅围护结构改造的最佳方案(即外墙保温板厚度50mm,屋面保温板厚度60mm,附加阳光间进深1m,外窗为塑钢中空玻璃窗(6+12A+6))。

基于气候补偿的城镇居住建筑运行热负荷分析

以某小区的建筑为研究对象,考虑动态变化的室外温度和太阳辐射对建筑热负荷的影响,分别选取潍坊与哈尔滨的气象条件进行模拟计算,利用能耗模拟软件DeST计算建筑运行热负荷,与一维稳态方法的计算结果进行比较。结果显示:与基于室外日平均温度的气候补偿模型相比,考虑室外逐时温度变化的气候补偿模型中,单个用户供暖季累积热负荷指标降低约1%~6%;考虑太阳辐射的气候补偿模型中,供暖季累积热负荷指标进一步降低,为气候补偿模型的完善提供参考。

民用和商用建筑冷热负荷的高速度高精度预测模型

建筑能耗占整个社会能耗的主体部分,因此建筑节能意义重大。为解决建筑能耗的快速预测问题,本文提出了一种多元非线性回归模型用于供暖负荷的预测。首先借助DeST软件对影响建筑负荷的参数进行敏感性分析,结果表明:开窗比、楼层数、大气参数、围护结构参数和体形系数等参数对建筑负荷有显著影响,且呈非线性关系。之后通过调整参数批量构建建筑模型,计算了不同条件下的逐时负荷数据,从而构建了关于气象参数、围护结构参数、室内参数的回归模型。同时,利用未进行拟合的仿真数据对模型进行检验,证实了模型的准确性和可靠性。相较于传统线性回归方法,该方法更精准地描述了建筑负荷与参数之间的复杂关系,未来研究可进一步探索其他影响因素,并将该方法应用于更广泛的建筑类型和气候条件下的预测工作。

基于全年负荷的冷热电联供系统优化分析

以石家庄市某办公楼项目的冷热源系统为研究对象,根据实际使用情况,采用能耗分析软件DeST模拟计算本建筑的全年冷、热、电负荷。根据负荷特性合理选用燃气分布式冷热电联供系统(Natural Gas Combined Cooling, Heating and Power)的形式及设备。通过分析比较燃气分布式冷热电联供系统方案与常规冷热源方案的年平均能源综合利用率及运行费用,燃气分布式冷热电联供系统具有平均能源综合利用率高、运行费用低的优点。燃气分布式冷热电联供系统可以缓解夏季天然气冗余、冬季天然气供应短缺的季节消耗不平衡的矛盾,有效地削峰填谷缓解电力紧张。

建筑环境设计模拟分析软件DeST 第一讲 建筑模拟技术与DeST发展简介

模拟技术自上世纪 60年代应用于建筑业以来 ,取得了许多重要的成果 ,形成了若干建筑模拟软件。清华大学建筑技术科学系自 80年代开始开发具有自己鲜明特点的建筑环境设计模拟分析软件—DeST(designer’ssimulationtoolkits)。DeST可用于建筑能耗模拟和环境控制系统的设计校核 ,起到提高设计质量、保证设计可靠性和降低系统能源消耗的作用。介绍了建筑模拟技术的发展历史 ,总结比较了各类模拟软件的特点 ,介绍了DeST的整体思想和构架 。

夏热冬冷地区外窗传热系数对建筑能耗的影响

使用清华大学开发的建筑能耗模拟软件DeST-h,对宁波地区一幢典型居住建筑的能耗随各向窗户传热系数的变化规律进行了模拟分析。分析表明:各向外窗传热系数变化对采暖能耗有较大影响,对空调能耗影响不大,通过降低传热系数的方法很难减少夏季空调负荷;南向窗户传热系数对建筑能耗的影响最大,北向次之,东、西向最小;南、北向外窗传热系数从4.7降到3.2节能投资性价比最高。并且分析了外窗传热系数降低引起空调能耗增加的原因。研究结果对夏热冬冷地区其他城市也具有参考意义。

严寒地区近零能耗建筑与常规建筑空调能耗模拟对比分析

为更好地掌握我国严寒地区建筑空调系统节能潜力,以沈阳地区某近零能耗建筑为研究对象进行能耗研究分析。该近零能耗建筑在设计过程中采用了绿色建筑与被动式建筑双重设计理念,综合应用了相变蓄能、排风热回收、地道风、Low-e玻璃、外墙保温等诸多建筑节能技术。运用DeST软件建立物理模型,对建筑空调系统冷、热负荷进行模拟,研究空调系统负荷变化规律及影响因素,并与同类型常规建筑能耗进行对比分析。近零能耗建筑冬季采暖负荷比常规建筑节能73.7%,全年综合节能率达到55.2%,仅空调系统一项就有巨大的节能潜力。