可变建筑表皮的热环境调控策略分析

可变建筑表皮通过对表皮上可变化构件的动态控制,调节建筑的太阳辐射得热量、通风量、蓄热量和传热系数,从而实现对室内热环境的调节,以适应不断变化的建筑外界环境。依据上述四个调节因素,对国际太阳能十项全能竞赛参赛作品中基于热环境调控的可变建筑表皮进行归类,并分析其设计策略,以期为可变建筑表皮在建筑实践中的应用提供参考。     

可变建筑表皮对建筑能耗及室内环境的影响 ——以零能耗住宅"自然之间"为例

表皮作为物质能量交换界面,通过构件的动态变化,展现出对外界复杂气候的良好适应性,探索可变建筑表皮在建筑节能及室内环境调节方面的能力,为建筑表皮设计提供新的思路具有积极意义。“自然之间”从建筑室内光热环境入手,设计可变遮阳、智能通风、电动窗帘三种形式可变表皮,通过DesignBuilder 软件及EMS 脚本编辑工具,实现对可变表皮动态反馈机制的控制与性能模拟,结果显示可变表皮相对于普通模式可节能21.9%,相对固定表皮可有效改善室内采光、换气次数,为可变表皮在我国具体气候中的设计应用提供了参考。     

基于环境因素动态调控的可变建筑表皮设计策略分析——以国际太阳能十项全能竞赛作品为例

可变建筑表皮通过对表皮上可变化构件的动态控制,能够对各个环境因素进行调节,从而适应不断变化的建筑外界环境,创造舒适的室内环境,可更好地体现建筑的气候适应性,符合绿色节能的设计理念。对历届国际太阳能十项全能竞赛的参赛作品进行分类整理,针对不同的环境因素将可变建筑表皮分为风环境调控、热环境调控、光环境调控、太阳能调控、综合型调控五个类别,并对各个类别的设计策略进行分析,为可变建筑表皮在建筑中的应用提供参考。     

基于DeST的被动式居住建筑能耗模拟分析

分别按照德国被动式房屋设计标准与我国北京节能居住建筑设计标准,在相同的室内环境参数、不同的通风模式及围护结构设置下建立模型,利用DeST软件对其进行全年逐时动态模拟分析,结果显示,在建筑暖通空调能耗需求方面,被动式房屋与节能居住建筑相比,冬季节能潜力巨大,考虑热回收技术后,节能率为94.5%,全年综合节能率为60%。     

建筑气密性对供暖能耗的影响

以哈尔滨、北京、上海三个地区为例,分析了提高建筑气密性对供暖能耗的影响.研究发现,在严寒和寒冷地区,提高建筑气密性能有效减少渗风带来的供暖能耗,但当建筑气密性过高时,需要采用机械通风保证室内通风设计要求,风机能耗随着通风量增大而增大;在夏热冬冷地区,提高建筑气密性同时需要采用机械通风,增加了风机能耗,总能耗增加.采用机械通风的同时,对排风进行热回收可以减少供暖能耗,在严寒和寒冷地区节能效果明显.     

利用SPSO-BP模型制定建筑能耗定额的方法研究

以高校学生宿舍为研究对象,采用DeST软件进行建筑能耗模拟,分析了外窗材料、室内温度、室内湿度与通风次数等因素对建筑能耗的影响,采用SPSO-BP模型对影响建筑能耗的6个主要因素进行数据分析,建立预测模型,结合建筑实际节能潜力,给出了高校宿舍建筑能耗的定额指标。     

一种相变材料驱动的动态建筑表皮应用研究

与传统的不可变建筑表皮相比,动态建筑表皮是一类具有主动响应能力的低能耗建筑表皮系统,在应对全年多变的气候环境上具有更大的灵活性和节能优势。通过计算机能耗模拟及热箱对比实验,对一种相变材料(Phase change material, PCM)驱动的新型动态建筑表皮原型的节能性进行了系统研究,证明了该PCM驱动的动态建筑表皮用于以防热为主、防寒为辅的夏热冬冷气候区,可明显降低建筑夏季制冷能耗,相对于普通平板玻璃窗节能优势明显。目前建筑中应用该PCM驱动的动态建筑表皮也具有一定的经济可行性,其初始投资和资金回收期主要取决于膜材料成本,选择价格合适的膜材料才可保证其应用的经济合理性。     

基于采光性能优化的可变建筑表皮生成研究——以厦门地区既有办公建筑为例

光环境是建筑室内环境的重要因素之一,充分利用自然采光是实现建筑绿色节能的重要策略.以厦门地区既有办公建筑空间为例,探讨通过可变建筑表皮的设计对室内的光环境进行优化.研究中设计了一种可变表皮系统,通过表皮形态的变化适应不同的室外光环境,利用参数化性能模拟工具——Ladybug工具包对表皮进行逐时的形态生成,并比较分析六种...     

某商业建筑中庭被动式节能优化设计

本文综合利用多种模拟软件,分析了4个不同气候分区的商业建筑中庭分别在有无内遮阳、不同热工性能外围护结构和不同通风方案下的室内热舒适度、能耗和室内采光效果的差异,提出了一些改善室内光、热环境和节能的措施。结果表明,通过一些节能措施可以改善建筑商业中庭的光、热环境,降低能耗。但不同气候条件下相同节能措施的节能效果有较大差异,建议建筑设计师应科学地、系统地分析问题,充分利用自然条件和绿色技术创造良好的室内环境并降低能耗。     

贵州地区居住建筑通风冷却技术的模拟研究

以贵阳地区为例,采用Fluent软件对贵州省居住建筑外掠墙体通风冷却措施进行数值模拟,通过计算得出不同送风温度和送风速度下满足有效通风所需要的时间,从而分析外掠墙体通风措施的有效性及其节能效果。结果表明:相同冷却效果下,与使用空调所产生的能耗相比,贵阳地区采取该措施的节能率高达67.9%。     

模块化建筑被动式节能技术设计与应用

针对传统建筑建造及使用过程中能耗过高的问题,设计开发了模块化装配式钢结构建筑,集成设计了空间热缓冲、采光遮阳、双层隔热通风表皮、节能门窗、金属屋面等各项被动式节能技术,并采用模拟软件进行分析。结果表明:集成各项被动式节能技术的模块化钢结构建筑节能效果明显,大大减小了建筑在建造及使用过程中的能耗。     

夏热冬暖地区某开敞式大空间建筑的节能改造技术分析

为了探讨夏热冬暖地区开敞式大空间建筑的节能改造措施,以广州市某实际工程为例,应用Fluent软件,对自然通风、置换通风、遮阳、屋顶淋水降温的节能效果进行了定性分析,并应用DeST软件模拟了全年能耗。分析了自然通风与空调系统联合工作时的室内温度和速度场,并给出了室内温湿度的实测数据。结果表明:在该工程中,自然通风、置换通风、遮阳挡板和屋面淋水技术可明显改善室内热环境,同时降低建筑能耗;下沉式地面有利于增强室内置换通风效果;通过采用被动节能技术合理设计后,建筑节能率达61.9%。     

可变建筑表皮对室内热环境影响研究

随着全球气候条件复杂化,建筑表皮作为建筑室内与室外大气候环境的重要临界面,如何设计与选择对于建筑室内热环境有着很大的影响。传统的单一建筑表皮存在能源消耗大等问题,已无法适应气候环境性变化。该文基于“碳中和”理念探索绿色建筑热环境智能化控制方案,采用理论和案例实践相结合的研究方法,分析可变建筑表皮对建筑热环境的改善情况,以期为建筑表皮的综合设计及节能减排策略提供实践参考与借鉴。     

低能耗的建筑单体节能设计策略

低能耗的建筑单体节能设计是目前建筑设计行业比较关注的热点。随着国家经济的发展和城市化进程的不断加快,城市建筑行业得到了快速的发展。但是在这个过程中,建筑的能耗也在逐渐增加,导致城市能源供应出现了严重的问题,并且在一定程度上影响了城市的生活环境。在这样的背景下,建筑单体的节能设计得到了越来越广泛的关注。本文主要从建筑的体型节能设计、门窗节能设计、平面节能设计,以及通风设计四个方面对城市建筑的节能设计进行了深入的分析,提出了降低建筑能耗的具体策略。     

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。     

基于DesignBuilder的绿色建筑能耗影响因素分析

绿色建筑是在如今倡导建筑节能大环境下各种节能技术集合的产物,通过对其节能技术相关的能耗模拟分析,是完善绿色建筑的关键一环。文章借助于Design Builder来模拟和分析完整绿色建筑的围护结构参数和自然通风方案,建立可以分析实际工作条件的建筑热模型,并采用HVAC系统模型进行能耗模拟和对比分析,最终得出以下结论:外墙的节能技术对夏季能耗影响较小,其余屋面节能技术、玻璃规格、窗墙比等因素对夏季空调能耗影响较大,冬季相反,因此围护结构各因素对绿色建筑能耗的影响程度会随着建筑所处气候带不同而变化;在温带地区的建筑地使用源热泵系统能极大降低能耗;建筑使用者的节能意识是影响能耗的关键因素。     

严寒地区住宅建筑通风及遮阳技术方案的节能率研究

为了寻求高效降低严寒地区建筑节能技术,根据严寒地区典型住宅建筑仿真模型,深入分析了基于典型通风及遮阳的15种被动技术方案的节能率。研究结果表明,与普通自然通风相比,其他通风方式对建筑能耗的节能率并不高,仅能达到0.03%。与无遮阳相比,其他遮阳方式对建筑能耗产生负面作用,并不能节约建筑能耗。对于严寒地区典型住宅建筑,建议采用自然通风及无遮阳方式。研究成果可为严寒地区被动技术应用与管理方向提供一些参考。     

建筑暖通空调设计中节能技术的应用

在我国现代建筑工程领域高速发展的背景下,不仅建筑施工质量得到提升,同时建筑的功能也日益丰富,为人们提供了良好的居住环境。在建筑工程中,暖通空调具有重要的作用,可以调节室内温度与通风,但是传统的暖通空调运行能耗较高,所以加强对节能技术的应用,降低暖通系统运行能耗,具有重要的现实意义。因此,本文对建筑暖通空调设计中节能技术的应用进行深入的研究与分析,并结合实践经验总结一些措施,希望可以对建筑设计人员有所帮助。     

夏热冬暖地区近零能耗居住建筑气密性研究

近零能耗建筑对气密性有较高要求,良好的气密性可以降低无组织渗风导致的冷、热负荷,避免湿气侵入造成的建筑发霉、结露和损坏,减少室外不良因素对室内环境的影响。目前,我国对夏热冬暖地区近零能耗建筑气密性要求尚不明确。本文以夏热冬暖地区典型近零能耗居住建筑为研究对象,确定了建筑气密性(50 Pa)与常压下空气渗透换气次数的转换方法,计算了得到不同气密性等级对应的年平均空气渗透换气次数(常压)。并在TRNSYS能耗模拟平台建立了典型建筑模型,模拟计算了气密性对近零能耗居住建筑室内热湿环境和空调通风能耗的影响。最后以营造更加节能和热湿舒适的室内环境为目标,建议自然通风策略下建筑气密性N50≤3. 0 h-1,机械通风策略下建筑气密性N50≤1. 0 h-1。     

京津地区夏季着装行为对办公建筑空调能耗的影响

着装行为通过影响室内空气参数的设定而影响建筑空调能耗。利用能耗模拟软件DeST,计算出该地区典型着装行为下实测运行参数与期望参数对应的建筑空调能耗比推荐标准下能耗分别降低了10.86%和13.16%。而基于典型着装行为的实验热学性能参数下,平均只降低4%,说明由着装热阻关联的主观温度需要按地区着装行为进行修正。提出了控制建筑空调能耗的着装行为调节模型,着装行为节能率εc为负值时节能,为正值时不节能。京津地区办公建筑节能率为0的临界服装热阻为0.563clo,空调系统设计和运行节能的前提是,着装热阻低于临界值。着装行为调节模型为地区着装形式和着装面料提供了量化标准,为精确控制建筑能耗提供了一种方法。