深圳某公寓建筑能量系统方案的优化设计.ppt

1、 深圳某公寓建筑能量系统方案深圳某公寓建筑能量系统方案的优化设计的优化设计学生：左政 叶国栋指导教师：钱宇 陆恩锡11/10/202211/10/2022n地点：深圳蛇口；n气候特点：日照强度大，日照时间长；n建筑类型：酒店式公寓。工程概要工程概要特点共25层，建筑面积21962.8m2，热、电、冷用能集中；用途复杂，咖啡厅、住宅和复式结构并存；围护结构方案采用大面积的玻璃幕墙，在东南西三个立面上开窗率75，且无较好的遮阳措施；为酒店式公寓，舒适度要求高。11/10/2022优化设计的内容优化设计的内容围护结构方案围护结构方案围护结构方案围护结构方案n n大面积玻璃幕墙采用何种玻璃方案？其技术

2、经大面积玻璃幕墙采用何种玻璃方案？其技术经大面积玻璃幕墙采用何种玻璃方案？其技术经大面积玻璃幕墙采用何种玻璃方案？其技术经济性如何？济性如何？济性如何？济性如何？n n采用何种遮阳措施？遮阳效果如何？采用何种遮阳措施？遮阳效果如何？采用何种遮阳措施？遮阳效果如何？采用何种遮阳措施？遮阳效果如何？n n通风效果如何？通风效果如何？通风效果如何？通风效果如何？空调系统方案空调系统方案空调系统方案空调系统方案n n采用何种空调系统方案？其经济性如何？采用何种空调系统方案？其经济性如何？采用何种空调系统方案？其经济性如何？采用何种空调系统方案？其经济性如何？11/10/2022模模拟拟软软件件围护围护

3、结构结构材料材料遮阳遮阳构造构造/天面天面造型造型通风通风换气换气效果效果冷冷负负荷荷建模建模分析分析空调系统分析空调系统分析分析分析整个优化设计的分析思路整个优化设计的分析思路11/10/2022建筑围护结构方案模拟分析建筑围护结构方案模拟分析基准围护结构设计方案参数表基准围护结构设计方案参数表项项目目热工参数热工参数外外墙墙1.水泥砂浆水泥砂浆20mm2.多孔混凝土多孔混凝土200mm3.水泥砂浆砂浆水泥砂浆砂浆20mm热阻热阻/m2/W1.006热惰性指标热惰性指标3.081外窗玻璃外窗玻璃6mm单层普通玻璃单层普通玻璃传热系数传热系数6.4遮阳系数遮阳系数0.85遮遮阳阳南向阳台外挑长

4、度南向阳台外挑长度（m）首首层层2.4标准层标准层1.2东西朝向遮阳东西朝向遮阳无无通通风风次次/小时小时81211/10/2022建模建筑模型的简化建模建筑模型的简化楼层的简化楼层的简化 全楼用五层建筑取代，首层保留，标准层取两层，顶层保留，天全楼用五层建筑取代，首层保留，标准层取两层，顶层保留，天面造型简化成楼层。面造型简化成楼层。阳台的简化阳台的简化 所所有有阳阳台台均均采采用用水水平平遮遮阳阳板板取取代代，采采用用修修正正窗窗体体的的遮遮阳阳系系数数来来研研究遮阳板的光影遮挡效果。究遮阳板的光影遮挡效果。二九层洞体的简化二九层洞体的简化 洞洞体体用用房房间间取取代代，加加大大其其通通风

5、风换换气气次次数数，使使其其温温度度分分布布同同室室外外气气温分布接近。温分布接近。天面造型的简化天面造型的简化 天天面面造造型型简简化化成成楼楼层层，屋屋顶顶开开天天窗窗以以模模拟拟遮遮阳阳板板效效果果，同同时时加加大大房间的通风换气次数，使其温度分布同室外气温分布接近。房间的通风换气次数，使其温度分布同室外气温分布接近。11/10/2022图图 公寓的简化建筑模型公寓的简化建筑模型11/10/2022分析对象的选取分析对象的选取分析对象的选取分析对象的选取11/10/2022围护结构优化设计之待分析方案围护结构优化设计之待分析方案围护结构优化设计之待分析方案围护结构优化设计之待分析方案 玻

6、璃幕墙方案玻璃幕墙方案玻璃名称热反射膜玻璃CTS140SLow-E中空玻璃CEB24-60F+12A+6C传热系数（W/m2.）5.721.99遮阳系数0.550.33各方案玻璃的热工参数表各方案玻璃的热工参数表11/10/2022围护结构优化设计之待分析方案围护结构优化设计之待分析方案围护结构优化设计之待分析方案围护结构优化设计之待分析方案 东西遮阳构造方案东西遮阳构造方案东西朝向遮阳遮阳一遮阳二遮阳三遮阳四构造示意图水平板（mm）750750500500垂直挡板（mm）75050075050011/10/2022围护结构优化设计之待分析方案围护结构优化设计之待分析方案 自然通风方案时段划分

7、8:0012:0013:0018:0019:00次日7:00换气次数次/小时五层以下8420五层十层10522.5十层以上12625时段划分8:0012:0013:0018:0019:00次日7:00换气次数次/小时五层以下202020五层十层22.522.522.5十层以上252525自然通风模式一自然通风模式二11/10/2022围护结构优化设计之模拟结果与分析围护结构优化设计之模拟结果与分析 玻璃幕墙方案特种玻璃的节能效果对比11/10/2022围护结构优化设计之模拟结果与分析围护结构优化设计之模拟结果与分析 玻璃幕墙方案三种玻璃方案技术经济比较围护结构优化设计之模拟结果与分析围护结构优

8、化设计之模拟结果与分析 东西构造遮阳方案标准层空调负荷（W/m2）热反射镀膜玻璃11/10/2022围护结构优化设计之模拟结果与分析围护结构优化设计之模拟结果与分析 东西构造遮阳方案标准层空调负荷（W/m2）Low-E中空玻璃玻璃11/10/2022围护结构优化设计之模拟结果与分析围护结构优化设计之模拟结果与分析 自然通风方案围护结构优化设计之模拟结果与分析围护结构优化设计之模拟结果与分析 自然通风方案围护结构优化设计围护结构优化设计 结论n n虎山公寓在虎山公寓在虎山公寓在虎山公寓在东东、南、西立面上采用、南、西立面上采用、南、西立面上采用、南、西立面上采用75757575的大开的大开的大开

9、的大开窗率，因此，玻璃的窗率，因此，玻璃的窗率，因此，玻璃的窗率，因此，玻璃的热热工性能至关重要。如果工性能至关重要。如果工性能至关重要。如果工性能至关重要。如果要保持大的开窗率，要保持大的开窗率，要保持大的开窗率，要保持大的开窗率，则则建建建建议议全部或至少在全部或至少在全部或至少在全部或至少在东东、西立面上采用隔西立面上采用隔西立面上采用隔西立面上采用隔热热性能好的性能好的性能好的性能好的热热反射反射反射反射镀镀膜玻璃或膜玻璃或膜玻璃或膜玻璃或Low-ELow-ELow-ELow-E中空玻璃，否中空玻璃，否中空玻璃，否中空玻璃，否则则降低开窗率；降低开窗率；降低开窗率；降低开窗率；n n补

10、偿补偿大开窗率的另一措施是在大开窗率的另一措施是在大开窗率的另一措施是在大开窗率的另一措施是在东东西立面的窗西立面的窗西立面的窗西立面的窗户户做外遮阳，水平遮阳板的遮阳效果不明做外遮阳，水平遮阳板的遮阳效果不明做外遮阳，水平遮阳板的遮阳效果不明做外遮阳，水平遮阳板的遮阳效果不明显显，建，建，建，建议议在考在考在考在考虑风载虑风载安全、立面美安全、立面美安全、立面美安全、立面美观观和和和和经济经济性的前提性的前提性的前提性的前提下，采用水平遮阳板加垂直下，采用水平遮阳板加垂直下，采用水平遮阳板加垂直下，采用水平遮阳板加垂直挡挡板的遮阳构造，板的遮阳构造，板的遮阳构造，板的遮阳构造，其其其其节节能

11、效果可以提高能效果可以提高能效果可以提高能效果可以提高1010101020202020；围护结构优化设计围护结构优化设计 结论n n对对于珠三角的炎于珠三角的炎于珠三角的炎于珠三角的炎热热气候，增大通气候，增大通气候，增大通气候，增大通风换风换气次数可气次数可气次数可气次数可以有效地改善各以有效地改善各以有效地改善各以有效地改善各户户型的型的型的型的热环热环境，建境，建境，建境，建议议在白天的在白天的在白天的在白天的高温高温高温高温时时段采用段采用段采用段采用较较小的通小的通小的通小的通风换风换气次数（气次数（气次数（气次数（1 1 1 12 2 2 2次次次次/小小小小时时），而夜），而夜）

12、，而夜），而夜间间增大通增大通增大通增大通风换风换气次数（气次数（气次数（气次数（2020202025252525次次次次/小小小小时时），达到自然降温的效果），达到自然降温的效果），达到自然降温的效果），达到自然降温的效果。空调系统方案优化设计空调系统方案优化设计11/10/2022空调系统方案优化设计空调系统方案优化设计 待分析方案方案方案方案方案A A A A：选选用三台用三台用三台用三台250250250250RTRTRTRT螺杆冷水机螺杆冷水机螺杆冷水机螺杆冷水机组组，机，机，机，机组组的的的的额额定制冷量定制冷量定制冷量定制冷量为为8703870387038703kWkWkWkW。

13、输输入入入入电电功率功率功率功率为为182 182 182 182 3333kWkWkWkW，冷却水流量冷却水流量冷却水流量冷却水流量为为1793 1793 1793 1793 m m m m3 3 3 3/h/h/h/h，冷却水冷却水冷却水冷却水进进出口温度出口温度出口温度出口温度30/3530/3530/3530/35；方案方案方案方案B:B:B:B:选选用三台用三台用三台用三台75757575万大卡直燃机，机万大卡直燃机，机万大卡直燃机，机万大卡直燃机，机组组的的的的额额定制冷量定制冷量定制冷量定制冷量为为8723872387238723kWkWkWkW。配配配配电电功率功率功率功率为为

14、4.0 34.0 34.0 34.0 3kWkWkWkW，额额定燃耗定燃耗定燃耗定燃耗56.9356.9356.9356.93万大卡，冷却水流量万大卡，冷却水流量万大卡，冷却水流量万大卡，冷却水流量为为1823 1823 1823 1823 m m m m3 3 3 3/h/h/h/h，冷却水冷却水冷却水冷却水进进出口温度出口温度出口温度出口温度30/3730/3730/3730/37；方案方案方案方案C C C C：选选用三台用三台用三台用三台250250250250RTRTRTRT风风冷螺杆冷螺杆冷螺杆冷螺杆热泵热泵机机机机组组，机，机，机，机组组的的的的额额定制冷量定制冷量定制冷量定制冷

15、量为为879.23879.23879.23879.23kWkWkWkW。输输入入入入电电功率功率功率功率为为2793279327932793kWkWkWkW（含空气含空气含空气含空气侧风侧风机）。机）。机）。机）。空调系统方案优化设计空调系统方案优化设计 不同方案初投资分析方案A方案B方案C制冷机投资（万元）204.0162.0356.0冷却水泵投资（万元）4.624.620冷却塔投资（万元）56.0056.000需配电量（kW）618.084.0837.0配电设备投资（万元）9.271.2612.56设备总投资（万元）273.89223.88368.56运输施工费用（万元）54.7844.7

16、873.71项目初投资（万元）328.67268.66442.27空调系统方案优化设计空调系统方案优化设计 不同方案初投资分析空调系统方案优化设计空调系统方案优化设计 不同方案运行能耗分析空调系统方案优化设计空调系统方案优化设计 不同方案寿命周期年费用比较 费用名称（含施工）费用名称（含施工）方案方案A（万元）万元）方案方案B（万元）万元）方案方案C（万元）万元）初初投投资资主机侧投资主机侧投资329269442用户末端投资用户末端投资100100100冷冻水泵与管网投资冷冻水泵与管网投资150150150初投资合计初投资合计579519692年年运运行行费费主机运行费（前主机运行费（前5年）年）144191191主机运行费（主机运行费（5年后）年后）144136191输配及末端年费用输配及末端年费用404040维护管理费用维护管理费用101010年费用合计年费用合计194241241寿命周期费用年值寿命周期费用年值249.8291.0307.7空调系统方案优化设计空调系统方案优化设计 不同方案寿命周期年费用比较 n n从初投从初投从初投从初投资资分析，直燃机方案分析，直燃机方案分析，