中国海陆气候差异性及海域建筑气候区划现状

在国家积极推进300万平方公里海洋国土建设的方针政策下,如何在海域岛礁建造超低能耗建筑受到研究者越来越多的关注.为探究目前中国海域建筑气候分区归属的科学准确性,通过同纬度海陆气候对比以及不同海区海陆气候对比两个不同角度分析了海洋的气候特征,并根据国家现行建筑气候分区标准确定了各海陆对比组中内陆城市及海岛县(或海域岛礁)的建筑气候分区归属情况.结果表明:海陆气候差异性大,主要体现在二者空调度日数CDD26差值大,海岛县(海域岛礁)的日较差小及风速大;海陆空调度日数CDD26、年较差及太阳辐射的差异性随不同海区而异;中国现行建筑气候分区标准不适用于海洋地区;有必要针对海洋地区进行建筑气候区划,且海洋地区气候区划研究中,南海区较北海区、东海区复杂.该研究对中国海洋地区能够具备科学准确的气候分区归属具有推动作用,进而可为海洋地区建筑室内热舒适性及超低能耗建筑的设计研究奠定理论基础.     

降低建筑空调能耗研究

在分析贵阳市气候特点及实例建筑空调负荷特性的基础上,采用建筑环境模拟软件DeST对实例建筑室内基础室温以及全年建筑冷热负荷进行模拟,在分析模拟结果的基础上,结合贵阳市气候特点,提出如下三条贵阳市降低建筑空调能耗建议:1)舒适性空调设计应首先满足冬季采暖,然后考虑夏季制冷;2)自然通风是夏季降温的优先考虑方式,过渡季节调节是降低建筑制冷能耗的重要手段;3)增加围护结构保温和控制窗墙比是降低建筑采暖能耗的首要手段。研究结果不但能对贵阳市的建筑节能提供参考,而且还对广大温和地区建筑节能有参考意义。     

基于PKPM软件模拟分析窗墙比对建筑能耗的影响

以合肥地区某办公楼为研究对象,采用PKPM节能分析软件为该建筑建立了几何模型,进行了赋值计算,模拟出该建筑全年的采暖和空调能耗,研究了窗墙比和朝向对采暖、空调及总能耗的影响规律。结果表明,加大东(西)向、北向窗墙比将同时增加建筑的采暖、空调能耗;加大南向窗墙比将减少采暖能耗,增加空调能耗,导致建筑总能耗呈上升趋势。为保证良好的节能效果,建筑设计时建议南向窗墙比取值低于0.3。     

基于 PK PM 软件模拟分析窗墙比对建筑能耗的影响

以合肥地区某办公楼为研究对象,采用PK PM节能分析软件为该建筑建立了几何模型,进行了赋值计算,模拟出该建筑全年的采暖和空调能耗,研究了窗墙比和朝向对采暖、空调及总能耗的影响规律。结果表明,加大东（西）向、北向窗墙比将同时增加建筑的采暖、空调能耗;加大南向窗墙比将减少采暖能耗,增加空调能耗,导致建筑总能耗呈上升趋势。为保证良好的节能效果,建筑设计时建议南向窗墙比取值低于0．3。     

寒冷地区医院空调负荷影响因素

针对严寒地区医院建筑的节能问题,以某市门诊楼为研究对象,利用建筑能耗软件DeST建立建筑基准模型,并根据医院建筑能耗特点选取7项负荷影响因素,采用正交试验法进行了8组试验,通过DeST对8组试验进行模拟计算,筛选出显著影响因素,并对显著影响因素进行再分析.结果表明,窗墙比与窗户类型是寒冷地区医院空调负荷的显著影响因素,...     

重庆农村住宅建筑典型外窗采光性能分析

近年来农村住宅建设进入大建设时期,农村住宅在层数、结构以及居民使用时间上与城市住宅有很大不同,现有研究很少针对农村住宅建筑,并且大多关注优化外窗节能设计而忽视改善室内的光环境,尤其是重庆地区等光气候条件很差的地方。构成外窗主要因子有窗墙比、玻璃类型、外遮阳板等,外窗因子影响采光和空调能耗的程度不同,并且采光和空调能耗之间本身就是对立的。采用室内平均采光系数作为评价参数,针对重庆农村地区,采用DesignBuilder软件建立典型农村住宅建筑模型,利用SPSS正交试验方法,得到窗墙比、玻璃类型及遮阳板对自然采光影响效应程度大小顺序:窗墙比>玻璃类型>外遮阳板,并通过采光达标情况判定得到了不同玻璃类型和遮阳情况的最小窗墙比。     

基于建筑负荷窗墙比与遮阳优化设计研究

以典型气象条件为基础,对重庆地区建筑空调负荷随窗墙比的变化关系作出了模拟分析,结合采光、美观和施工等因素,采用分配权重的方法得到了重庆地区东西窗墙比的设置应当介于0.342-0.352之间为优;而南北窗墙比的设置应当介于0.375-0.385之间为优。通过遮阳测试结果,并结合美观和设计施工等因素时,综合认为板宽值取在0.6～0.8m之间即认为是最优。     

建筑幕墙门窗的节能及其经济分析

计算大窗墙比的建筑冷负荷,分析冷负荷形成特点、空调能耗状况和系统的经济性;讨论了幕墙门窗面积、朝向和玻璃材料对冷负荷的影响;对幕墙门窗选用6种不同玻璃材料时形成的夏季冷负荷进行计算,在分析节能效果和经济效益的基础上,确定较为合理的玻璃材料.     

西安市办公建筑多目标优化设计

为解决性能评价和形态设计脱节、负相关性能目标难以权衡优化的问题,采用整合性能模拟和遗传算法的方法优化西安市办公建筑设计.利用性能模拟实现建筑设计要素和建筑性能的统一,利用遗传算法实现多变量多目标的寻优,为方案决策提供数据支持.办公建筑性能优化设计框架遵循设计、模拟及评价、优化的逻辑搭建.制定应用于建筑形态、表皮和细部的性能优化设计,以朝向、面宽、窗墙比、遮阳方式、百叶宽度、百叶倾角等为变量,采用遗传算法实现以能耗和光性能为目标的建筑形态寻优. 结果表明: 以西安市某办公建筑为例,基于气候特征量化节能策略,被动太阳能得热的利用率最高; 以建筑太阳辐射增益量为目标,形态寻优结果是办公楼南北向长轴布局、长宽比是1.4; 建筑表皮设计以各朝向的窗墙比为变量,南向窗墙比为60%、其他朝向窗墙比是40%时,光热性能均优.进而优化外置遮阳百叶,寻优结果在建筑表皮优化的基础上,将总能耗降低3%、全年光暴露量降低36.5%、空间全天然采光时间百分比没有明显下降.     

建筑室内环境对空调系统依赖度评价体系的构建

利用建筑室内环境对空调系统依赖度。初步构建了建筑室内环境对空调系统依赖度的评价体系,采用层次分析法得出评价体系中各项指标的权重。通过此评价体系可以找到建筑设计的节能途径,即如何通过改变体型系数、窗墙比、自然通风量等条件来减小室内环境对空调系统依赖度,从而降低空调的负荷,减少建筑的能耗。     

南海岛屿气象参数与建筑能耗分析

分析了海洋气候下东沙群岛、西沙群岛和南沙群岛中部分岛屿的温湿度、风速风向和太阳辐射等气象参数特征,并与临近陆地城市（广州、三亚）进行对比;通过DeST软件模拟比较了典型居住建筑和办公建筑在陆地站点和岛礁站点的能耗差异。结果表明,岛礁温湿度较高且年较差小,全年保持相对高温高湿,年平均风速高于陆地站点,太阳辐射多分布在强辐射范围,对于居住建筑和办公建筑岛礁建筑能耗均远高于陆地。     

窗墙比对华北农村住宅能耗影响规律研究

通过De ST模拟的方法,结合华北地区农村住宅的特点,分别计算了不同类型住宅空调能耗指标、供暖能耗指标以及全年空调、供暖的总能耗指标。并研究了在不同外窗材质、是否遮阳、窗墙比对供暖能耗、空调能耗以及全年供暖、空调总能耗的影响规律。结果表明:在东向、西向、北向随着窗墙比的增大,全年总能耗指标呈增长趋势,应尽量降低其窗墙比;在南向,随着窗墙比的增大,全年总能耗指标呈先降低后增长趋势;采用外窗遮阳及传热性能良好的外窗既可以降低全年的能耗指标,也可以降低窗墙比对全年能耗的影响,在外窗保温性能良好、增设外窗遮阳的条件下可以适当增大南向窗墙比。     

成都地区外窗传热系数与遮阳系数对建筑能耗的影响

应用能耗模拟分析软件De ST-h,模拟计算成都地区某10层居住建筑东、西、南、北4个方向外窗传热系数与遮阳系数对建筑能耗的影响。结果表明:外窗取9 mm空气层厚的单框中空玻璃节能效果最佳;在东、西、南、北4个方向上,南向外窗遮阳系数的变化对采暖空调能耗影响最大,北向、西向次之,东向最小。因此采取遮阳措施时应优先考虑南向外窗。     

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。     

玻璃窗对建筑能耗的影响

笔者根据中国不同地区的气候特点,利用建筑环境设计模拟分析软件DeST-c．以某办公建筑为建筑模型,模拟了几种典型玻璃窗的冬季供暖和夏季供冷的能耗,分析评估了各种玻璃窗的节能特性和对建筑能耗的影响,为不同地区玻璃窗的合理选型设计提供参考．     

重庆地区建筑外遮阳性能优化实验研究

建筑外遮阳是建筑节能的重要措施,但单一、不当的遮阳形式却可能阻碍房间的隔热、采光、通风和视野等,从而降低室内环境舒适性。以综合节能为目标,提出建筑外遮阳优化设计思路及方法,以重庆地区为例,基于气候特征分析研究南向和西向窗口综合性能好的外遮阳形式。模拟一般办公空间搭建外遮阳实验平台,对其隔热、采光和通风效果进行实地测试和检验。结果表明,优化后的外遮阳装置不仅遮阳和降温效果明显,而且,室内采光、通风及视野效果良好,具有综合节能的作用。     

北京若干住宅建筑的热环境分析

使用集成于CAD之上的模拟软件DeST(Designer‘s Simulation Toolkit)对北京的若干幢住宅建筑进行了详细的热环境分析 。DeST中的模型使用状态空间法计算房间的冷、热负荷和热特性。计算中考虑建筑外表面的阴影遮挡,最后得到的结果是基础室温和冷热负荷。从结果可以看出建筑设计对于节能的重要性,同时不同的围护结构保温和外窗遮阳也对室内热环境有很大影响。所有计算的建筑保温均好于北京暖节能住宅的围护结构传热系数限值,使其热负荷低于北京节能住宅的采暖耗热量指标。通过对不同建筑的比较还可以得出建筑的朝向、体形系数、窗墙比、通风方式与建筑能耗之间的关系。不同房间的冷负荷则根据其所处的楼层和朝向而各有不同。其中最突出的问题是由于屋顶保温的相对不足,使顶层空间的冷负荷大大高于其它楼层的房间。可见冬季的围护结构传热系数限值无法满足夏季的要求,制定这方面的节能标准迫在眉睫。在北京的热网计量收费改革之后,对房间采暖又提出了新的要求（比如采暖的快速启动,以及实现冬季室温可调）。最后,还分析了夏季自然通风对建筑节能的巨大效果,指出自然通风是实现住宅建筑可持续发展的有效途径。     

南海的偶极子模式

为了了解南海的海平面变化规律，利用希尔伯特 黄变换（HHT）对南海卫星高度计资料进行了分析.对南海卫星高度计资料进行潮汐校正和空间插值得到时间序列数据，对这些时间序列数据进行HHT，得到了南海海平面高度变化的三维能量 频率 时间谱和海平面高度距平（SSA）.结果表明，在南海有一个偶极子存在，它的两极分别位于海南岛西南侧和吕宋岛西侧.冬季海南岛西南的SSA为正值约10 cm，而在吕宋岛的西侧为负值约-10 cm；夏季前者具有负的水位距平约-10 cm，而后者为正值约10 cm.春季和秋季为SSA季节变化的过渡季节，东西向SSA梯度很小.     

室内温、湿度对人体热舒适和空调能耗影响的研究

以采用一次回风集中空调系统的办公建筑为例,就室内温、湿度设计参数对空调房间热舒适环境和空调系统能耗的影响进行了分析。研究结果表明,在同样的室内人体热舒适环境(等效温度)的条件下,随着室内温度的增加,一次回风系统的需冷量和总的耗能量是增加的。因此,夏季提高空调室内温度是不节能的。在相同热舒适(等效温度)条件下,要减少空调系统的冷负荷,室内设计温、湿度参数在推荐的热舒适区范围内,宜采用较大的室内相对湿度和较低的室内干球温度的组合,或采用较高的等效温度。     

海南玉带滩障壁型海岸现代沉积特征及沉积演化

海南玉带滩是我国南海沿岸典型的障壁型海岸现代沉积场所之一。根据野外考察和室内分析,从沉积物的成分、结构、沉积构造等方面揭示了玉带滩障壁型海岸现代沉积特征。结果表明:玉带滩东侧为障壁岛海滩,沉积层序总体上表现为粒度向上变粗; 中部为障壁岛沙丘,以中、粗粒石英砂为主,具平行层理、斜层理; 西侧为障壁坪,以中、细砂沉积为主,夹杂一些贝壳碎片,层理构造比较明显。玉带滩西侧水体为河流作用明显强于潮汐作用的潟湖; 河口沙坝发育或河流岩岛阻挡产生河汊是形成潟湖中冲积岛分布的主要原因; 仅在潮汐通道外侧出现拦口沙坝堆积。现代沉积特征结合Google Earth卫星图像分析认为,该障壁型海岸沉积演化大致包括3个阶段:第一阶段,河流携带泥沙入海,在河口湾地区形成多级近新月型河口沙坝。第二阶段,由于后期水道延伸方向、水动力的不断变化,西侧河口沙坝出现合并并向冲积岛转化; 在海岸拐弯处,以原有河口沙坝为主体,形成初期障壁沙坝,障壁沙坝西侧水体演变成潟湖。第三阶段,障壁岛西侧受河流冲刷作用影响,河口沙坝坝头几乎完全消失; 障壁沙坝形成后,潟湖水面加宽,流速减小,河口沙坝增生合并,最终形成了三大冲积岛(沙坡岛、东屿岛、鸳鸯岛)。该障壁型海岸现代沉积发育冲积岛的障壁岛-潟湖沉积体系,而不同于传统的碎屑海岸障壁岛-潟湖沉积体系,研究其沉积特征和沉积演化为进一步认识和预测特殊类型的古代碎屑海岸障壁岛-潟湖沉积体系油气储层提供了具有参考价值的沉积演化模式。