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1、 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2018/6/272018/6/27n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。 2018/6/27优化设计的内容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？n n采用何种遮
2、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？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？2018/6/27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2018/6/27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项 目热工参数外 墙1.水泥砂浆 20mm 2.多孔混凝土 200mm 3.水泥砂浆砂浆 20mm热阻/ m2/W1.006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
3、.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8122018/6/27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。2018/6/27图 公寓的简化建筑模型 2018/6/27分析对象的选取
4、2018/6/27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 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2018/6/27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 （mm ）750750500500垂直挡 板（ mm）7505007505002018/6/27围护结构优化设计之待分析方案 自然通风方案时段划 分8:0012:0013:00 18:0019:00次 日7:00换气次 数 次/小时五层以下
5、8420五层十 层10522.5十层以上12625时段划 分8:0012:0013:00 18:0019:00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二2018/6/27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2018/6/27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 东西构造遮阳方案标准层空调负荷（W/m2） 热反射镀膜玻璃 2018/6/27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（
6、W/m2） Low-E中空玻璃玻璃 2018/6/27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 自然通风方案围护结构优化设计结论n n虎山公寓在虎山公寓在东东东东、南、西立面上采用、南、西立面上采用7575的大开的大开 窗率，因此，玻璃的窗率，因此，玻璃的热热热热工性能至关重要。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，则则则则建建议议议议全部或至少在全部或至少在东东东东、 西立面上采用隔西立面上采用隔热热热热性能好的性能好的热热热热反射反射镀镀镀镀膜玻璃或膜玻璃或 Low-ELow-E中空玻璃，否中空玻璃，否则则则则降低开窗率；降低开
7、窗率；n n补偿补偿补偿补偿 大开窗率的另一措施是在大开窗率的另一措施是在东东东东西立面的窗西立面的窗 户户户户做外遮阳，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显显显显， 建建议议议议在考在考虑风载虑风载虑风载虑风载 安全、立面美安全、立面美观观观观和和经济经济经济经济 性的性的 前提下，采用水平遮阳板加垂直前提下，采用水平遮阳板加垂直挡挡挡挡板的遮阳构板的遮阳构 造，其造，其节节节节能效果可以提高能效果可以提高10102020； 围护结构优化设计结论n n对对对对于珠三角的炎于珠三角的炎热热热热气候，增大通气候，增大通风换风换风换风换 气次数气次数 可以有效地改善各可以有
8、效地改善各户户户户型的型的热环热环热环热环 境，建境，建议议议议在白在白 天的高温天的高温时时时时段采用段采用较较较较小的通小的通风换风换风换风换 气次数（气次数（1 1 2 2次次/ /小小时时时时），而夜），而夜间间间间增大通增大通风换风换风换风换 气次数（气次数（2020 2525次次/ /小小时时时时），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2018/6/27空调系统方案优化设计待分析方案方案方案A A：选选选选用三台用三台250250RTRT螺杆冷水机螺杆冷水机组组组组，机，机组组组组的的 额额额额定制冷量定制冷量为为为为87038703kWkW。输输输输入入
9、电电电电功率功率为为为为182 182 33kWkW，冷却水流量冷却水流量为为为为1793 1793 m m3 3/h/h，冷却水冷却水进进进进 出口温度出口温度30/3530/35； 方案方案B: B: 选选选选用三台用三台7575万大卡直燃机，机万大卡直燃机，机组组组组的的额额额额 定制冷量定制冷量为为为为87238723kWkW。配配电电电电功率功率为为为为4.0 34.0 3kWkW ，额额额额定燃耗定燃耗56.9356.93万大卡，冷却水流量万大卡，冷却水流量为为为为 1823 1823 m m3 3/h/h，冷却水冷却水进进进进出口温度出口温度30/3730/37； 方案方案C C
10、：选选选选用三台用三台250250RTRT风风风风冷螺杆冷螺杆热泵热泵热泵热泵 机机组组组组， 机机组组组组的的额额额额定制冷量定制冷量为为为为879.23879.23kWkW。输输输输入入电电电电功功 率率为为为为27932793kWkW（含空气含空气侧风侧风侧风侧风 机）。机）。 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）273.89223.88
11、368.56运输施工费用（万元）54.7844.7873.71项目初投资（万元）328.67268.66442.27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不同方案运行能耗分析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329269442用户末端投资100100100冷冻水泵与管网投资150150150初投资合计579519692年 运 行 费主机运行费（前5年 ）144191191 主机运行费（5年后 ）144136191输配及末端年费用404040维护管理费用101010年费用合计1
12、94241241寿命周期费用年值249.8291.0307.7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从初投从初投资资资资分析，直燃机方案分析，直燃机方案较较较较佳，其初投佳，其初投资资资资最最 省，水冷省，水冷电电电电制冷机制冷机组组组组次之，次之，风风风风冷冷热泵费热泵费热泵费热泵费 用最用最 高；高；n n从年运行从年运行费费费费用分析，在目前的用分析，在目前的电电电电气价格比下，气价格比下， 采用采用电电电电制冷是相制冷是相对经济对经济对经济对经济 的运行方式，其年运的运行方式，其年运 行行费费费费用最低。如果天然气能按用最低。如果天然气能按预预预预期期时间时间时间时间
13、和价和价 格格进进进进入深圳，采用直燃机年运行入深圳，采用直燃机年运行费费费费用将略低于用将略低于 电电电电制冷方案，但是制冷方案，但是应应应应充分考充分考虑虑虑虑天然气的价格波天然气的价格波 动对动对动对动对 空空调调调调方案方案经济经济经济经济 性的影响；性的影响； 空调系统方案优化设计结论 n n从机从机组组组组运行特点和安全性能分析，运行特点和安全性能分析，电电电电制冷机制冷机组组组组 运行运行稳稳稳稳定，定，维维维维修率低，操作修率低，操作简单简单简单简单 ，使用寿命，使用寿命 长长长长。但是。但是电电电电制冷机制冷机组组组组耗耗电电电电大，大，应应应应考考虑虑虑虑夏季空夏季空 调调
14、调调高峰期高峰期间间间间可能可能发发发发生拉生拉闸闸闸闸限限电对电对电对电对 系系统统统统运行的运行的 影响。直燃机使用寿命尚未影响。直燃机使用寿命尚未经历时间经历时间经历时间经历时间 的考的考验验验验 ，从目前的运行状况来看，直燃机性能，从目前的运行状况来看，直燃机性能稳稳稳稳定，定， 可以大大可以大大缓缓缓缓解当前高峰期的解当前高峰期的电电电电力供需矛盾，但力供需矛盾，但 其机其机组组组组运行有烟气排出，存在一定的运行有烟气排出，存在一定的环环环环境境污污污污染染 和安全和安全隐隐隐隐患。患。风风风风冷冷热泵热泵热泵热泵 性能性能稳稳稳稳定，不需要冷定，不需要冷 却塔和相却塔和相应应应应的
15、水的水处处处处理理设备设备设备设备 ，可以，可以节约节约节约节约 大量的大量的 水水资资资资源，但是其能源利用效率低，尤其在不需源，但是其能源利用效率低，尤其在不需 采暖地区体采暖地区体现现现现不出其一机两用的不出其一机两用的优优优优越性越性 ；空调系统方案优化设计结论 n n每一种方案都有其使用的每一种方案都有其使用的场场场场合和本身的特点，合和本身的特点， 开开发发发发商商应应应应根据当地的用根据当地的用电电电电及燃料价格情况，及燃料价格情况， 综综综综合考合考虑虑虑虑初投初投资资资资、运行、运行费费费费用、机房面用、机房面积积积积和消和消 防等因素，作出最佳防等因素，作出最佳选择选择选择选择 。 空调系统方案优化设计结论 Thank you!2018/6/27
