国家游泳中心围护结构节能分析

国家游泳中心(水立方)采用双层ETFE气枕围护结构,在薄膜上镀有银点,通过调整薄膜的层数和镀点密度,优化不同围护结构部分的传热系数和遮阳系数,同时通过对围护结构空腔部分采取机械通风来降低夏季室内冷负荷。通过模拟软件对围护结构被动式太阳能利用、自然采光、空腔通风、自然通风等进行了节能分析计算,并将实际建筑与根据相关标准建立的参照建筑进行了全年能耗模拟比较,结果表明这种围护结构节能效果显著。     

国家游泳中心习护结构节能分析

国家游泳中心（水立方）采用双层ETFE气枕围护结构，在薄膜上镀有银点，通过调整薄膜的层数和镀点密度，优化不同围护结构部分的传热系数和遮阳系数，同时通过对围护结构空腔部分采取机械通风来降低夏季室内冷负荷。通过模拟软件对围护结构被动式太阳能利用、自然采光、空腔通风、自然通风等进行了节能分析计算，并将实际建筑与根据相关标准建立的参照建筑进行了全年能耗模拟比较，结果表明这种围护结构节能效果显著。     

三角形ETFE双层气枕足尺试验研究

对边长为3.74m的三角形ETFE双层气枕进行充气和膜面堆载试验,利用激光位移计对上下层8个测点的膜面高度进行实时测量,并与数值模拟结果对比分析.研究了三角形ETFE双层气枕的成形过程及风、雪荷载作用下的力学性能,验证了基于单轴拉伸试验所得材料力学参数的正确性和利用非线性有限单元法进行ETFE气枕分析的适用性.研究表明:(1)内压或外荷载作用下,三角形ETFE气枕膜面变形对称性较好,膜面高度随着内压、外荷载的增大呈线性增加或减小规律;(2)在风、雪荷载作用下,三角形ETFE气枕内接圆区域膜面应力较大且分布均匀,角部是低应力区,容易形成垂直于对角线的褶皱;(3)在风、雪荷载作用下,膜面应力小于ETFE第一屈服强度,气枕处于线弹性工作状态,三角形ETFE气枕具有较好的抵抗外部荷载作用的能力.     

寒冷地区建筑双层光伏外窗的采光与节能特性研究

本文针对寒冷地区双层光伏外窗建筑,采用Daysim和EnergyPlus软件耦合模拟研究了光伏电池覆盖率、安装朝向以及窗墙比等关键设计参数对建筑室内采光质量和综合能耗的影响。首先,对典型气象条件下双层光伏外窗建筑室内工作面水平照度值进行了实测,并采用实验数据验证了Daysim软件采光模拟模型的可靠性;其次,结合常见采光评价参数对眩光问题考虑的不足,提出了N-Daylit区域室内面积占比指标以评价室内天然采光质量;在此基础上,从改善室内采光质量和降低建筑综合能耗的角度出发,对双层光伏外窗的光伏电池覆盖率、朝向及窗墙比等关键设计参数进行了优化研究。结果显示,当双层光伏外窗建筑应用于北方寒冷地区办公建筑时,采用南向或者东南向安装、40%的光伏电池覆盖率和30%的建筑窗墙比,可以在保证良好采光质量的前提下最大化外窗的节能潜力。     

寒冷地区办公建筑外窗设计变量对室内采光及综合能耗影响研究

通过DesignBuilder建立模型,对济南某典型办公楼进行采光及能耗模拟,选择窗墙比、玻璃类型以及外遮阳形式作为外窗设计变量,采光评估使用SDA和ASE作为评估指标,能耗评估采用制冷供暖能耗、人工照明、综合能耗作为评价指标。最终将模拟后的数据结果进行定量分析,得到既可满足节能要求,又可拥有良好室内采光的外窗设计参数;经过模拟计算分析后,优化外窗设计参数为40%窗墙比、双层中空Low-E玻璃以及百叶窗外遮阳,相较于参考建筑,室内光环境提高约25%,节能效果提高约5%,为寒冷地区办公建筑外窗合理设计提供了一定的参考。     

建筑全年动态采光与总能耗模拟方法研究

目前国内外的采光与总能耗模拟方法存在分平台模拟、非全年动态、参数化复杂建筑形体建模受限等局限。将Radiance与EnergyPlus在同一平台进行联合,选择犀牛参数化建模软件,采用Preze天空模型,构建基于地域性气候的建筑全年动态采光与总能耗模拟方法,并以某大厦网格外遮阳表皮为例,选择网格尺寸及外遮阳突出外窗厚度为变量,对该法进行试验验证。结果表明采光量随进深增大而逐渐减小;算例T2在100~2000lux照度范围内的全年工作面采光质量最佳;4组算例采暖能耗占总能耗83%以上;算例T1全年采暖能耗最高,但全年总能耗最低。     

ETFE气枕平面充气成形过程的非线性结构性能分析

对基于平面裁切的乙烯-四氟乙烯（ethylene-tetrafluoroethylene,ETFE）气枕进行充气成形试验,利用激光位移计测量气枕矢高,基于三维摄影测量得到的形状,分析了气枕膜面应力分布。采用Peirce模型模拟ETFE膜材的材料力学非线性并进行相同充气过程的数值模拟,对比分析数值模拟与实测的气枕矢高和应力分布。结果表明：Peirce模型仅在反映ETFE两个屈服点之间的应力-应变关系上有所偏差;气枕充气完成后矢高约为172mm,气枕膜面应力最大值集中于气枕中心与各边中点的连线区域;不同内压下的气枕矢高,膜面应力、应变的数值模拟结果与实测结果相对误差均在10%以内。此外,Peirce 模型数值模拟结果表明,内压为2kPa时气枕膜面出现塑性应变;膜面总应变与塑性应变最大值集中于气枕中心与各边中点连线区域。     

外窗尺寸对办公建筑采光影响因素研究

外窗作为建筑重要的外围护结构,不仅会影响建筑采光,同时,还会影响建筑照明、空调、供暖能耗。在相同外窗面积条件下,为获得更好的采光效果,可以在不增加空调及供暖能耗的前提下有效减少建筑的照明能耗,进而降低整体建筑能耗。通过计算机模拟分析办公建筑外窗尺寸对有效采光宽度、有效采光深度、有效采光面积的影响,总结出不同吊顶高度下的采光效果指标的查询图标,供外窗设计参考。     

聚碳酸酯(PC)多层板窗在建筑中的节能效果

浅析了PC多层板的材料及结构特性,利用EnergyPlus模拟了某建筑的全年能耗,对比分析了4种PC多层板窗与普通双层玻璃窗的得(失)热量,并计算其耗能量及费用。     

玻璃窗在建筑节能中的作用及其特性分析

本研究根据中国不同地区的气候特点,利用玻璃窗模拟软件Window5.1和建筑环境设计模拟分析软件DeST2,以一个典型住宅建筑模型为研究对象,通过模拟计算9种典型玻璃窗的热工特性以及冬季供暖和夏季供冷的能耗,分析并评估了不同类型玻璃窗的节能特性和对建筑能耗的影响。从而可得出如下结论:在严寒和寒冷地区建议采用中空高透射Low-e玻璃窗;在夏热冬冷地区选用中空 内遮阳窗户类型可比普通单窗节能近20%;而在夏热冬暖地区可以选择低透射Low-e玻璃窗、中空 内遮阳模式或者普通单玻 内遮阳模式均可达到理想的节能效果。为将来的建筑外窗节能设计以及玻璃窗的合理选型设计提供参考依据。