双层玻璃幕墙的自然采光及照明系统节能研究

自然光通过双层玻璃幕墙后其照度显著下降,透光率仅为10%~20%,在减少空调系统能耗时却影响了自然采光。通过室内自然光的照度测量发现,自然光照度在室内随纵深呈指数形式递减,在晴天和全阴天时距玻璃幕墙较近的位置(玻璃幕墙到1/2纵深)照度值都是高于500 lux的,而在3/4纵深后的工作面照度低于300 lux,室内可以采用部分自然光照明。结合建筑照明平面图,采取优化灯具控制回路开关设置的方法提高自然光利用率时,照明系统能耗将降低50%;采用主动式的采光设计,利用自然光时则照明系统将节能75%以上。     

建筑遮阳对建筑室内照明能耗的影响分析

建筑遮阳可以降低室内局部区域过高的照度水平,但会降低室内整体照度水平,在室外照度不高的情况下,遮阳还会影响室内照度,增加照明能耗。针对建筑遮阳对建筑室内照明能耗的影响问题,选取具有代表性的建筑南向水平遮阳进行研究,利用光环境模拟软件Ecotect和Radiance对五个气候区的典型城市进行模拟,分析了不同气候区的不同窗墙比、不同窗户类型、不同遮阳板长度对建筑室内照明能耗的影响,得到建筑遮阳对室内光环境的影响规律。     

呼吸式双层玻璃幕墙建筑节能技术及能耗分析

通过呼吸式双层玻璃幕墙的传热理论分析,建立了能够表征其传热特性的耦合传热数学模型。并以单层玻璃幕墙和中空玻璃幕墙为对象,结合GB50189—2005《公共建筑节能设计标准》,从构件热工性能、建筑最大冷热负荷和全年建筑能耗等三个方面探讨呼吸式双层玻璃幕墙的节能优势。     

双层玻璃幕墙在超高层建筑中的应用——以中国银联业务运营中心为例

建筑围护结构作为建筑室内与室外的分界面,在很大程度上影响着建筑能耗和室内环境舒适度。双层玻璃幕墙因其可随外界环境调节自身热工性能,在保温隔热等方面具有独特的优势。文章对不同类型的双层玻璃幕墙的特点进行了总结,并以正在施工中的中国银联业务运营中心大楼为例,讨论了双层玻璃幕墙在超高层建筑中降低建筑能耗、调节室内热舒适度的可能性。     

外呼吸玻璃幕墙热工特性和能耗分析

以长沙一外呼吸玻璃幕墙为例,建立了热工网络模型和数学模型.采用Window6.2和EnergyPlus2.2软件模拟计算了不同幕墙的综合传热系数和设计日冷热负荷.分析了玻璃类型和通风腔宽度对幕墙建筑负荷的影响,并进行了能耗和经济可行性分析.     

百叶遮阳对室内光环境的影响

利用Radiance和Daysim等光照模拟软件对百叶外遮阳从照度、光照均匀度、眩光等多方面定量分析其倾角的变化对室内光环境的影响情况。选择了三个处在不同光照分区的城市分析在不同的全年光照条件下百叶遮阳不同倾角对室内全年照明能耗的影响。模拟结果显示:百叶对室内照度的影响很大,百叶遮阳在90°时,室内照度下降了70%,60°时下降了86%,30°时下降了93%;百叶遮阳的增加可以有效地提高室内照度的均匀性;晴天,百叶遮阳可以有效降低室内照度至视觉舒适度范围,阴天,其对室内照度不利,导致室内照明能耗增加;在不同光照条件下,百叶遮阳对全年照明能耗的影响不同。     

天窗昼光照明能耗特性的研究

以能耗模拟软件eQUEST为工具,分析了采用天窗昼光照明对夏季峰值供冷负荷的影响,以及不同天窗开口面积下照明能耗、供冷能耗、供热能耗及建筑总能耗减少量的变化规律,探讨了天窗遮阳系数对能耗的影响,针对不同气候条件下的典型城市分析了天窗昼光照明的气候差异性。     

一定能耗目标下玻璃幕墙热工参数的确定方法研究

根据太阳光不同光谱对于采暖空调负荷和建筑采光的影响,建立了不同光谱特性下全年采暖空调照明能耗计算模型.利用该模型可以计算玻璃幕墙建筑能耗以及确定不同目标能耗的玻璃幕墙的热工参数,分析不同的玻璃幕墙的性能参数.模型更全面、准确地反映了玻璃幕墙热工性能参数对于建筑总能耗的影响,使玻璃幕墙的热工性能参数的选择更具有针对性和科学性.     

夏热冬冷地区不同玻璃类型幕墙对建筑能耗影响的模拟分析

近年来,玻璃幕墙特殊的建筑美学效果,受到了建筑师的喜爱,而大量公共建筑采用玻璃幕墙作为其外围护结构造成了巨大的建筑能耗问题.本文以自行建立的一栋2层展览中心为物理模型,模拟了不同玻璃类型条件下的设计日负荷、月运行总能耗和全年运行总能耗.结果表明,不同玻璃类型对建筑能耗影响很大,吸热玻璃对冬季热负荷节能效果较好,热反射玻璃对夏季冷负荷节能效果较佳,Low-E玻璃对冷热负荷的节能潜力均较好.     

广州某典型办公楼垂直百叶遮阳的综合节能分析

在夏热冬暖地区,降低窗和玻璃幕墙的外遮阳系数是降低空调能耗的有效方法之一,然而降低窗的外遮阳系数的同时也减少了对自然光的利用,从而增加了照明能耗.因此,需要对空调能耗和照明能耗进行权衡判断.本文对某办公楼的全年空调能耗和照明能耗进行了模拟,以建筑全年空调能耗和照明能耗的总和为控制指标,对建筑垂直外百叶遮阳结构(百叶出挑长度、百叶数和百叶倾角)进行了优化设计分析.结果表明,增加百叶出挑长度或增加百叶数,空调耗电量降低,照明耗电量增大,总能耗降低.但是,改变百叶偏角,空调和照明的总耗电量先是增大,而后减少,当百叶偏角为-15°时,总耗电量出现最大值.     

夏热冬冷地区遮阳及自然采光节能优化设计

对于夏热冬冷地区,建筑外遮阳是一种非常有效的节能措施,不仅可以有效降低冷负荷,而且能够阻挡眩光,提供舒适的视觉环境,但是对自然采光有一定影响。借助能耗模拟软件Energyplus建立了上海某高层办公楼建筑模型,在采用自然采光和人工照明自动控制的条件下,模拟不同朝向采用不同形式的遮阳对建筑整体能耗及室内光环境产生的影响,通过比较后得出各个朝向的最佳遮阳形式。     

双层皮玻璃幕墙建筑的能耗分析和优化设计

介绍了双层皮玻璃幕墙的研究背景及构造。从理论上分析了气流排热、壁面对流及太阳辐射等因素对建筑能耗的影响。应用EnergyPlus分析了通风腔风速、遮阳策略、朝向和结构参数对建筑能耗的影响。     

Lichttechnisches und energetisches Verhalten von Fassaden moderner Verwaltungsbauten – Teil 1: Lichttechnisches Verhalten

Daylight and thermal energy performance of facades in office buildings, Part 1: Daylight performance. Regarding the impact on indoor illumination facade systems have to provide an appropriate visual indoor environment. In addition daylight penetrating the room through the facades should favourably influence the overall building energy balance. Daylight utilization can directly reduce energy consumption for electric lighting and can indirectly – due to the higher luminous efficacy of daylight compared to commonly used artificial lighting systems – reduce the thermal loads within the conditioned building spaces. In part 1 of this contribution the influence of different facade solutions on room illumination is systematically investigated by means of a parametric study of significant room, outdoor, environmental and climatic parameters for ten facade systems. The facade systems considered are conventional, permanently shaded, and light redirecting systems. The analysis of system performance is based on newly developed characteristics which allow the analysis and optimization of different facade systems under working conditions. Part 2 of the contribution shows the energetic interaction of the facade dependent internal loads by artificial lighting system and solar heat gains.     

气凝胶玻璃在东北地区建筑应用的采光及能耗模拟研究

采用Ecotect Analysis 2015和DeST软件,探究气凝胶玻璃作为围护结构对东北地区建筑的采光及建筑能耗的影响,模拟地址选取沈阳,模拟时间为1年,模拟模型为普通二层办公建筑。结果显示,光学性能方面,气凝胶玻璃应用后的可见光照度均能达到标准最低要求495lx,室内最低也达到540lx,天棚玻璃光线直射处的可见光照度降低了1419.3lx,避免了眩光;热学性能方面,相较于同样厚度的传统中空玻璃系统,使用气凝胶玻璃模拟的室内全年冷负荷量降低了10.65个百分点。研究发现,气凝胶玻璃作为建筑外围护结构时,可保证建筑应有的采光效果,在提高采光舒适度的前提下还能有效降低建筑能耗。     

Simulation of ventilated facades in hot and humid climates

The Hong Kong climate is sub-tropical with hot and humid weather from May to September and temperate climate for the remaining 7 months period. A mechanical ventilation and air-conditioning (MVAC) system is usually operated to avoid the high temperatures resulting in high peak cooling loads. The facade design has a significant influence on the energy performance of office buildings. This work evaluates different ventilated facade designs in respect to energy savings.Thermal building simulations (TRNSYS) were linked to nodal airflow network simulations (COMIS) for detailed ventilated double-skin facade performance. In order to validate the model, simulations were carried out for an office building in Lisboa; the results were compared with measured data from the same building. The simulation results of surface and air temperatures show good agreement with the measurements. The results of the study can be used to reduce surface temperatures by using different materials for the roller blind that is positioned in the cavity of the double-skin facade. The results can further be used to reduce the high peak cooling loads during the summer period. This may result in significant energy savings and a reduction in the system's cooling capacity. It proved that a careful facade design can play an important role in highly glazed buildings and provides potential for energy efficiency.     

空冷型自动追光百叶帘式光伏窗的应用研究

简述了国内外光伏技术在建筑窗体上的研究及应用现状,设计了一种自动追光百叶帘式光伏窗,将薄膜太阳能光伏片取代传统百叶帘中的百叶并内置于中空双层窗中,调节室内采光量的同时还能获得电能收益。通过光敏元件的控制使其具有追踪太阳光的能力,光伏百叶倾角的调节过程将形成扰流,加速空冷散热,进而提高光电转换效率。此外,利用不同的工作模式将散热量与室内外进行热量交换,进一步提升了光伏的发电效率,极大降低了室内建筑能耗,在建筑环境与能源应用领域拥有着广大的市场前景。     

整合光环境分析的外窗节能设计研究——以寒冷地区点式高层办公楼为例

关于窗墙比与能耗关系的现有研究中,大量的是关注窗墙比对采暖、制冷能耗的影响,而窗墙比的变化对办公空间室内光环境的影响被忽视了。基于此背景,以寒冷地区点式高层办公楼为研究对象,在能耗模拟中耦合室内光环境的分析,研究窗墙比与采暖、制冷和照明能耗间的定量关系。研究结果表明,改变东西向窗墙比对能耗影响最大,东西向窗墙比宜控制在较小的范围内。北向窗墙比其次,宜控制在0.6以下。改变南向窗墙比变化对建筑总能耗影响不大。     

上海地区双层垂直绿化办公建筑实测研究

本文通过实测,研究了夏季工况下双层垂直绿化对上海地区办公建筑热工环境的影响。实验结果表明,带有双层垂直绿化的办公室室内空气温度较普通房间平均降低了1.5℃,外墙外表面温度平均降低了1.3℃,双层垂直绿化可以有效改善上海地区办公建筑夏季热环境。本文通过实测探索了双层垂直绿化应用于办公建筑的节能潜力,并对双层垂直绿化植被选择、种植方式给出建议。     

夏热冬暖气候区医院门诊楼能耗评价指标研究

医院建筑能耗逐年升高,其中空调能耗占总能耗比例较大。在医院建筑的节能改造或能耗状况分析中,多数以单位建筑面积、门诊人数、床位数的能耗来评价医院能耗的高低。以夏热冬暖气候区医院门诊楼为研究对象,通过理论分析建立建筑负荷分析模型,设计建筑负荷正交模拟实验,利用模拟软件De ST进行负荷模拟,研究建筑面积、床位数、门诊量/床位数、医院类型对建筑全年总负荷的影响,模拟结果表明:建筑面积(床位数)越大,门诊量/床位数越大,未开展预约门诊的医院的年总负荷越大,反之越小。建筑年总负荷影响因素的主次顺序为门诊量/床位数建筑面积(床位数)医院类型,其中门诊量/床位数、建筑面积(床位数)对年总负荷影响显著(P0.05);医院类型对年总负荷影响不显著(P0.05)。建议采用人均单位面积能耗占用床位数指标来评价门诊楼的能耗,更加科学。     

Environmental impact analysis for typical office facades

The design of a building facade influences internal thermal and lighting conditions and energy use associated with the provision of these conditions. Key decisions about the building facade are usually taken during the concept design stage of a building, while decisions about the method of providing the environmental conditions are often made later in the design process. This dilemma is addressed by the development of a concept design tool that allows the design team to investigate the effect of facade design on the resulting internal environmental conditions, energy use and environmental impact. The concept design tool was developed by performing detailed thermal, lighting and environmental modelling for a number of generic office building facade designs and a range of parameters that affect directly the environmental performance of an office building. The results are presented in a user-friendly interface requiring a minimum number of inputs. Key parameter outputs (such as temperature, lighting levels, heating/cooling energy demand, embodied energy and eco-points) can then be viewed, while a more detailed analysis can also be created for specified facade designs. A parametric analysis of the summary result outputs for selected facade parameters indicates that natural ventilation and cooling can reduce the environmental impact of offices by up to 16%, although heating energy demand could increase significantly. Improving the construction standard of the facade and reducing the internal heat loads can reduce the environmental impact by up to 22%. Use of this tool at early design stages will benefit the design team through an improved understanding of the dynamics between facade design and building services and assist with a more integrated approach.