深圳某公寓建筑能量系统方案的优化设计

2021-5-29 深 圳 某 公 寓 建 筑 能 量 系 统 方 案的 优 化 设 计学 生 ： 左 政 叶 国 栋指 导 教 师 ： 钱 宇 陆 恩 锡 2021-5-29 2021-5-29 n 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 。 2021-5-29 优 化 设 计 的 内 容 2021-5-29 模拟软件 围 护结 构材 料遮 阳构 造/天 面造 型通 风换 气效 果 冷负荷建 模 分 析 空 调 系 统 分 析分 析整 个 优 化 设 计 的 分 析 思 路 建 筑 围 护 结 构 方 案 模 拟 分 析 2021-5-29 基 准 围 护 结 构 设 计 方 案 参 数 表项 目 热 工 参 数 外 墙 1.水 泥 砂 浆 20mm2.多 孔 混 凝 土 200mm3.水 泥 砂 浆 砂 浆 20mm 热 阻 / m2 /W 1.006热 惰 性 指 标 3.081外 窗 玻 璃 6mm单 层 普 通 玻 璃 传 热 系 数 6.4遮 阳 系 数 0.85 遮 阳 南 向 阳 台 外 挑 长 度 （ m） 首 层 2.4标 准 层 1.2东 西 朝 向 遮 阳 无通 风 次 /小 时 8 12 2021-5-29 建 模 建 筑 模 型 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 ， 天面 造 型 简 化 成 楼 层 。 阳 台 的 简 化 所 有 阳 台 均 采 用 水 平 遮 阳 板 取 代 ， 采 用 修 正 窗 体 的 遮 阳 系 数 来 研究 遮 阳 板 的 光 影 遮 挡 效 果 。 二 九 层 洞 体 的 简 化 洞 体 用 房 间 取 代 ， 加 大 其 通 风 换 气 次 数 ， 使 其 温 度 分 布 同 室 外 气温 分 布 接 近 。 天 面 造 型 的 简 化 天 面 造 型 简 化 成 楼 层 ， 屋 顶 开 天 窗 以 模 拟 遮 阳 板 效 果 ， 同 时 加 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 。 2021-5-29 图 公 寓 的 简 化 建 筑 模 型 2021-5-29 分 析 对 象 的 选 取 2021-5-29 围 护 结 构 优 化 设 计 之 待 分 析 方 案 玻 璃 幕 墙 方 案玻 璃 名 称 热 反 射 膜 玻 璃 CTS140S Low-E中 空 玻璃 CEB24-60F+12A+6C传 热 系 数（ W/m 2. ） 5.72 1.99遮 阳 系 数 0.55 0.33各 方 案 玻 璃 的 热 工 参 数 表 2021-5-29 围 护 结 构 优 化 设 计 之 待 分 析 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（ m m ） 750 750 500 500 垂 直 挡板（ m m ） 750 500 750 500 2021-5-29 围 护 结 构 优 化 设 计 之 待 分 析 方 案 自 然 通 风 方 案时 段 划分 8:00 12:00 13:0018:00 19:00 次日 7:00换 气 次数 次 /小 时 五 层 以 下 8 4 20五 层 十层 10 5 22.5十 层 以 上 12 6 25 时 段 划分 8:00 12:00 13:0018:00 19:00 次日 7:00换 气 次数 次 /小 时 五 层 以 下 20 20 20五 层 十层 22.5 22.5 22.5十 层 以 上 25 25 25自然通风模式一自然通风模式二 2021-5-29 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 0.00% 10.00% 20.00% 30.00% 40.00% 50.00% 60.00% 70.00% 东 向 南 向 中 西 向 北 向 热 反 射 镀 膜 玻 璃 Low-E中空 玻璃 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 0 50 100 150 200 250 白 玻 镀 膜 玻 璃 中 空 玻 璃 全 年 电 费 （ 万 元/年） 玻 璃 初 投 资 （ 万元 ） 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 镀 膜 玻 璃 中 空 玻 璃 静 态 投 资 回 收 期（ 年 ） 2021-5-29 围 护 结 构 优 化 设 计 之 模 拟 结 果 与 分 析 东 西 构 造 遮 阳 方 案 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 遮 阳 一 遮 阳 二 遮 阳 三 遮 阳 四 无 遮 阳 西 向 东 向标 准 层 空 调 负 荷 （ W/m 2） 热 反 射 镀 膜 玻 璃 2021-5-29 围 护 结 构 优 化 设 计 之 模 拟 结 果 与 分 析 东 西 构 造 遮 阳 方 案 0 20 40 60 80 100 120 遮 阳 一 遮 阳 二 遮 阳 三 遮 阳 四 无 遮 阳 西 向 东 向标 准 层 空 调 负 荷 （ W/m 2） Low-E中 空 玻 璃 玻 璃 东 向 户 型 2691 3495 3577 2163 3054 3232 0 2000 4000 咖 啡 厅 标准 层2 顶 层 29的 小时 数 自然 通风 模式 2 自然 通风 模式 1 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 自 然 通 风 方 案 西 向 户 型 1965 3882 3491 3155 1861 3115 2916 2722 0 2000 4000 6000 首 层 标准 层1 标准 层2 顶 层 29的 小时 数 自然 通风 模式 2 自然 通风 模式 1 围 护 结 构 优 化 设 计 结 论 围 护 结 构 优 化 设 计 结 论 2021-5-29 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 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 ） 204.0 162.0 356.0冷 却 水 泵 投 资 （ 万 元 ） 4.62 4.62 0冷 却 塔 投 资 （ 万 元 ） 56.00 56.00 0需 配 电 量 （ kW） 618.0 84.0 837.0配 电 设 备 投 资 （ 万 元 ） 9.27 1.26 12.56 设 备 总 投 资 （ 万 元 ） 273.89 223.88 368.56运 输 施 工 费 用 （ 万 元 ） 54.78 44.78 73.71项 目 初 投 资 （ 万 元 ） 328.67 268.66 442.27 空 调 系 统 方 案 优 化 设 计 不 同 方 案 初 投 资 分 析 328.67 268.66 442.27 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 方案 A 方案 B 方案 C 项 目 初 投 资 （ 万元 ） 空 调 系 统 方 案 优 化 设 计 不 同 方 案 运 行 能 耗 分 析 143.91 190.93 190.67 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 方案 A 方案 B 方案 C 系 统 年 运 行 费 用 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 ） 方 案 A（ 万 元 ） 方 案 B（ 万 元 ） 方 案 C（ 万 元 ）初投资 主 机 侧 投 资 329 269 442用 户 末 端 投 资 100 100 100冷 冻 水 泵 与 管 网 投 资 150 150 150初 投 资 合 计 579 519 692年 运行费 主 机 运 行 费 （ 前 5年 ） 144 191 191主 机 运 行 费 （ 5年 后 ） 144 136 191输 配 及 末 端 年 费 用 40 40 40维 护 管 理 费 用 10 10 10年 费 用 合 计 194 241 241寿 命 周 期 费 用 年 值 249.8 291.0 307.7 空 调 系 统 方 案 优 化 设 计 不 同 方 案 寿 命 周 期 年 费 用 比 较 249.8 291 307.7 0 50 100 150 200 250 300 350 方案 A 方案 B 方案 C 寿 命 周 期 费 用 年值 空 调 系 统 方 案 优 化 设 计 结 论 空 调 系 统 方 案 优 化 设 计 结 论 空 调 系 统 方 案 优 化 设 计 结 论 2021-5-29 Thank you!