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%.

混凝土夹心保温墙体的保温层厚度优化

研究居住建筑采用不同保温墙体的节能效果,介绍混凝土夹心保温墙体构造,运用理论计算满足节能的最小保温厚度及其热工参数.以严寒地区某居住建筑为研究对象,通过DeST能耗模拟软件建立模型,分别研究挤塑聚苯板、岩棉、聚氨酯和真空绝热板夹心保温材料在不同厚度下对建筑能耗的影响,利用全生命周期法分析其经济性,Matlab曲线拟合净现值确定保温材料最优厚度.结果表明,4种保温材料相同厚度下保温隔热性能依次是真空绝热板、聚氨酯、挤塑聚苯板、岩棉,其对应最优厚度分别为20、50、75和90 mm.

夏热冬冷地区既有乡村建筑节能改造研究

我国夏热冬冷地区农村建筑的节能工作起步晚,能耗问题大。为响应政府节能减排工作,以夏热冬冷地区乡村建筑为研究对象,对浙江省仙居县上林村进行实地走访,调研农宅节能发展现状,总结该地区典型住宅特征。在此基础上,通过DeST-h软件进行能耗模拟,探寻夏热冬冷地区建筑外墙、屋顶的保温材料及其经济厚度,以及外窗经济性的保温形式。通过正交试验研究外围护结构的综合改造方案。结果表明,此类住宅最具经济性的围护结构节能改造方案为:外窗采用低透型镀Low-E玻璃,外墙保温层采用30 mm厚XPS板,屋顶保温层采用50 mm厚XPS板,节能率为38.9%。以期为后续实际的节能改造提供参考数据和理论经验。

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。

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。

严寒和寒冷地区被动房负荷特性及空调系统优化

被动式超低能耗建筑具备优异的气密性和高保温特性,可以显著降低我国冬季采暖能耗,具有很大的节能优势。借助DeST建立办公建筑模型,以乌鲁木齐市和北京市为典型城市,对基准建筑与被动式建筑进行模拟,分析被动式建筑在寒区的节能潜力,并对建筑围护结构热参数进行敏感性分析,探讨了不同传热系数的外墙和外窗及不同气密性对严寒地区建筑负荷的影响。此外,还对乌鲁木齐市被动式建筑空调冷热源方案进行优化设计。结果表明,从乌鲁木齐市到北京市,被动式建筑采暖季节能率逐渐增大,对于乌鲁木齐市中小型被动式办公建筑而言,采用VRF多联机系统总能耗更低,但螺杆式电制冷机结合空气源热泵更经济。研究结果对严寒和寒冷地区新建被动式超低能耗办公建筑的实施具有参考价值。

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。

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。

建筑环境设计模拟分析软件DeST 第13讲 住宅模拟优化实例

通过对住宅建筑模拟计算方法的研究,说明合理的、有代表性的计算输入参数是进行模拟计算的重要前提,并提出了一套较为合理的计算输入参数。利用模拟软件DeST-h,通过对上海、北京的两栋住宅建筑进行优化设计,介绍了利用模拟手段辅助设计的方法,并指出在不同的气候地区,采用相同节能措施的节能效果差别很大,需要利用模拟软件进行详细分析。

基于DeST的夏热冬冷地区居住建筑人行为能耗模拟验证

为验证DeST人行为仿真建筑能耗模拟软件计算结果的准确性,在夏热冬冷地区开展了居民采暖及制冷的空调用能行为实测,将调研得到的居民用能行为参数及建筑围护结构信息代入到DeST人行为模拟软件中进行计算。将计算结果与实测空调能耗进行对比后,结果显示,原始软件制冷能耗平均绝对计算误差为37.9%;制热能耗平均绝对计算误差为128.2%。与原始软件相比,DeST人行为模拟软件制冷能耗计算误差减少了13.8%,采暖能耗计算误差减少了94.1%。人行为能耗模拟软件的计算结果更接近实测值,空调全年运行时长、启停概率与实测结果符合性也较好。嵌入人行为模块后的DeST将为模拟实际运行状况下建筑的能耗提供很好的计算平台。

办公建筑外墙传热系数对空调负荷的影响

采用建筑空调模拟软件DeST对我国南北6城市不同传热系数外墙的办公建筑的空调冷热负荷进行模拟计算,计算和分析的结果表明,冬季,外墙的传热系数越小,空调热负荷越小,建筑越节能;夏季的情况与冬季不同,传热系数越小,空调冷负荷越大,建筑反而不节能。室内设定温度升高或降低,空调负荷并不是按相同比例变化,因此,存在满足人体热舒适的情况下最佳室内设定温度。室外气象条件对建筑能耗节能率的影响程度在夏热冬暖地区超过了围护结构的传热系数。

基于DeST仿真和GS-SVR算法对严寒气候区近零能耗公共建筑逐时负荷预测

目的为使空调系统能够及时对近零能耗建筑室内负荷变化做出反应,提出基于DeST仿真与支持向量机回归算法(SVR)的预测方法。方法以位于沈阳建筑大学校内的近零能耗示范建筑为例,通过DeST仿真得到模型需要的原始数据,利用网格搜索算法(GS)对支持向量机算法中的参数进行优化,采取优化后的支持向量机回归算法(GS-SVR)对负荷数据进行训练与预测。结果GS-SVR预测模型的MSE_(供热)与普通SVR预测模型相比降低了13.61%,R^(2)提高了1.25%;MSE_(供冷)与普通SVR预测模型相比降低了2.49%,R^(2)提高了1.36%。结论GS-SVR算法提高了严寒地区近零能耗建筑室内负荷预测的精确度,可对近零能耗建筑的空调系统运行诊断及优化。

严寒地区超低能耗建筑负荷特性研究

目的研究严寒地区沈阳市、长春市、哈尔滨市3个城市超低能耗建筑的负荷特性。方法以沈阳建筑大学超低能耗示范建筑为例,运用DeST软件建立超低能耗建筑模型,通过改变DeST软件中模拟建筑所在城市的气象信息,模拟沈阳市、长春市、哈尔滨市全年8760 h的逐时负荷。对沈阳市、长春市、哈尔滨市的负荷特性以及不平衡率进行分析。用爱必宜(IBE)模拟软件对DeST模拟软件所得结果进行验证。结果沈阳市冷负荷大于热负荷,长春市冷负荷和热负荷相差不多,哈尔滨市冷负荷小于热负荷。哈尔滨市的负荷不平衡率最高。DeST软件与IBE软件计算结果的差异基本控制在9%以内。结论DeST能耗模拟软件能够精确地模拟严寒地区超低能耗示范建筑的负荷特性。

建筑环境设计模拟分析软件DeST 第14讲 应用DeST辅助商业建筑设计实例

商业建筑设计中,一方面要保证室内的高舒适性,另一方面又要重视空调系统节能问题。针对商业建筑的特点,DeST专门开发出辅助商业建筑设计的版本,可以在建筑及空调系统设计的各个阶段对设计方案进行模拟,为设计者提供设计的参考及依据。以一栋商业建筑为例,应用DeST进行模拟分析,解决该建筑在设计的不同阶段遇到的一些问题,并介绍了应用DeST辅助建筑及空调系统设计的方法。