《应用Dest辅助商业建筑设计实例》由会员分享，可在线阅读，更多相关《应用Dest辅助商业建筑设计实例（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、DeST第15讲应用DeST辅助商业建筑设计实例清华大学张野*燕达刘炸江亿扌商要商业建筑设计中，一方而耍保证室内的高舒适性，另一方而乂要重视空调系统节能问题。DeST针对商业建筑的特点，专门开发出辅助商业建筑设计的版本，可以在建筑及空调系统设计的各个阶段对设计方案进行模拟，为设计者提供设计的参考及依据。本文以一栋商业建筑为例，通过应用DeST的模拟分析，解决该建筑在设计的不同阶段遇到的一些问题,并介绍了应用DeST辅助建筑及空调系统设计的方法。关键i司商业建筑设计DeST模拟BuildingenvironmentdesignsimulationsoftwareDeST(15):Practica
2、lapplicationofthecommercialbuildingsmodelsofDeSTByZhangYe*,YanDa,LiuYeandJiangYiAbstractTheHVACsystemsforcommercialbuildingsrequiretomaintainacomfortableinternalworkingspacewitheconomicalenergyconsumptions.Tocopewiththedemandingneedsinthecommercialsector,DeSThasdevelopedacommercialversiontosimulateb
3、othbuildingandsystemperformanceofdifferentHVACsystemconfigurationsatdifferentdesignstages.Thispaperusesacommercialbuildingasanexampletopointoutthedesignproblemsencounteredindifferentstagesofthedesignprocess.ThroughtheuseofDeST.theseproblemsateachstagecanbeanalyzedandresolved.KeywordCommercialbuildin
4、gdesignDeSTSimulation张野，男，1979年10月生，大学，在读硕士研究生100084北京清华大学建筑学院建筑技术科学系(010)62789761E-mail:收稿日期：2005.8.011概述商业建筑主耍包括大型商场、写字楼、宾馆等，此类建筑的人员密度相对较高，建筑内各种产热设备多，而且室内舒适性要求一般也较高，一般多设置有大型中央空调系统，空调系统的连续使用时间长，从I何导致商业建筑的空调能耗很大，因此在商业建筑设计中，一方而耍保证室内的高舒适性，另一方而乂耍重视空调系统节能问题。这些都对商业建筑本体及空调系统设计提出了较高耍求，同时目前设计实践中而临着许多新技术、新方案
5、的使用，这些新技术、新方案能否适合所设计建筑，很多问题并不可以通过简单定性分析确定，因此，DeST针対商业建筑的特点，专门开发出辅助商业建筑设计的版本，可以在建筑及空调系统设计的各个阶段对设计方案进行模拟，给出设计者关心的结果，作为设计的参考和依据。本文以一栋商业建筑为例，指出此建筑在不同设计阶段遇到的一些问题，并应用DeST对这些问题逐一进行模拟分析，并由此介绍应用DeST辅助此类建筑设计的方法。2辅助设计实例2.1工程概况本文介绍的建筑为一栋位丁北京市的高档写字楼，建筑而积约33000m2,共30层，建筑标准层平而及立体的DeST模型如图1所示，标准层除了中心的电梯间卫生间用房外，其他房间
6、基本上都是办公室用房。建筑进深达13米，根据内区、外区的划分，建筑内部隔断如平而图所示。建筑主要功能房间的使用情况及空调设计参数见图2、表1、表2,建筑主耍围护结构参数见表3。建筑设计过程涉及到以下儿个阶段内容：建筑本体设计、空调系统方案设计、空气处理设备方案设计、冷热源方案设计和输配系统方案设计，以下针对此建筑在各个阶段的部分设计问题逐一进行模拟和分析。图1建筑平面、立体示意图表1建筑主耍功能房间设计用参数房间功能最多人数(A/m2)灯光产热(W/m2)设备产热(W/nr)最低新风量(1曲人)办公室0.1102030会议室0.31530门厅、走廊0.05520表2建筑主要功能房间环境控制参数
7、夏季冬季温度(C)相对湿度温度(C)相对湿度办公室242650%60%2022会议室242650%60%2022走廊252855%60%2022时间(h)亠办公室-会议室T-走廊图2建筑主要功能房间人员作息(工作日)表3围护结构热工参数类别方案传热系数外墙240mriR砂浆粘土+6伽聚苯板a60屋顶130m】钢筋混凝土+20Ont侈孔混凝土Q8外窗中空双玻窗31（遮阳系数9G=Q67）2.2建筑方案设计建筑初步设计的各朝向窗墙比均为0.7,接近全玻璃幕墙，这样可能会存在一个节能的问题，即如此大而积的幕墙，有可能导致大量的A阳辐射进入室内，成为房间的冷负荷，从而会大量増加建筑物的空调能耗。因此対
8、这栋建筑而言，虽然调整建筑的窗墙比必然会在一定程度上影响原建筑的设计，包括室内的采光效果与建筑的通透性等，但可能可以有效的降低建筑物的空调能耗，这样在建筑美观与节能之间存在着一个矛盾，那么设计者需耍对此方案进行权衡，而权衡的依据应该是窗墙比对此建筑能耗的总体影响，这可以通过対建筑物的全年逐时负荷模拟分析山来实现。下面分别模拟计算两种窗墙比方案的建筑负荷情况： 原方案，窗墙比0.7： 对比方案，窗墙比取0.4。图3给出了上述两种窗墙比方案下外区房间的耗冷鼠、耗热最对比:403020舌囱北令耒自oOoO3兀00宙增比0.7*4士軽fl00050004000图3不同窗墙比外区房间的冷热负荷对比由图3
9、可见，窗墙比为0.4时，相比原方案，各个朝向的外区房间的全年耗冷量均有犬幅度的降低，南向降低幅度最大,达到了36%,东向和西向房间降低幅度也超过了30%,北向最小，但也达到了16%：同时东、西、北朝向的耗热量也有所降低。这样通过模拟分析可以看出，窗墙比为0.4的设计方案的空调供暖负荷要大大低窗墙比为0.7的设计方案。4CCCODO33COOOO3X000023COOOO3X000013COOOO1CCOOOO30ODCO/赢莎窗埼比Q4P尸窗给比07图4不同窗墙比建筑的冷热负荷对比图4给出了调整窗墙比后，建筑总体的耗热量耗冷量及最大负荷变化情况。结杲显示,窗墙比为0.4时，建筑总的耗冷虽减少了
10、25%，而耗热量减少了8%,同时建筑的最大冷热负荷分别降低了11%和13%。这一比例在空调能耗很大的办公建筑中，是很可观的，意味着当窗墙比减小为0.4时，不仅运彳J：能耗会大幅度减少，同时因为峰值负荷的减小，包括冷热源和各个末端在内的各个设备可以选择更小的型号，相应减少初投资。通过模拟计算，可以直观的给出了设计者在确定方案时所需要的建筑能耗参考数据，根据模拟结果，设计者可以确定合理可行的设计方案。本文从节能的角度考虑采用了窗墙比为0.4的方案。2.3空调系统方案设计此建筑的空调系统型式全部采用全空气变风鼠空调系统，各房间的送风鼠范围初步确定为48次/小时。现就设计中空调系统分区问题进行研究，首
11、先考虑图5所示的分区形式。图5分区方式1通过空调系统方案模拟计算，可以计算得到各系统全年不满意的小时数（即全年系统无法达到设计耍求的小时数）如表4所示：表4分区方式1的各区不满意小时数系统西向分区北向分区东向分区南向分区不满意小时数794225640546查看夏季某一系统不满意时刻的各个房间室温和送风量情况，见图6、图7,此时系统供冷，有些房间虽然风量已调整为最小风量，但室内温度已经达到室温设定的下限，而有些房间风量即使调整到最大，但温度仍然高出室温要求上限，所以此时系统无法同时满足各个房间要求。造成这种现象的原因是受外界影响较大的外区和受室内发热駅影响较大的内区划分在一个分区之中，由r二者对
12、冷热的需求差异较大，可以看到有很多时刻都出现了这种室内温度无法满足的情况。2228272625242-1-12-1-22-1-32-1-4图6西区某不满意时刻各个房间温度状况2-1-22-1-32-1-4图7西区某不满意时刻各个房间换气次数图8分区形式2基丁上述分析，为了减少由丁将内外区划分在一个分区之中而造成的室内温度无法满足的情况，考虑按照内外分区的方式进行系统划分，如图8所示，対此分区形式进彳J：空调系统方案模拟，计算结果见表5：表5分区方式2的各区不满意小时数系统编号内区外区不满意小时数0771通过计算结果可以看到，改变分区方式之后，内区空调系统能够很好的满足设计耍求,然而外区系统的不
13、满意率仍较高，取外区不满意的某一时刻查看各个房间的温度，见图9,可知由J：各朝向外区房间的热状况的不同，虽然采用了变风量系统，但仍然无法保证各房间控制在设定温度范围内，说明外区的分区方案仍然存在一定问题。图9外区某不满意时刻各个房间温度图10分区方式3如图所示，由J：在四个朝向的外区房间中，东、北朝向的热状况接近，而西.南朝向的热状况接近，因而考虑在原分区方案基础上，将外区房间按照东北和西南朝向划分为两个分区，如图10所示：表6分区方式3的各区不满意小时数系统编号内区东、北外区西、南外区不满意小时数03505修改分区方案后的计算结果如表6所示，改变外区的分区方式之后，内区和外区东北朝向的空调系
14、统能够很好的满足需要，然U外区西南朝向的不满意率仍然较高，如图11所示,由J西南朝向外区的房间冷热状况差异过大，仍然无法通过改变分区的方法满足需要。2625p2322拥2120191802-3-124图11外区某不满意时刻各个房间温度此时，为了进一步降低外区西南朝向分区的不满意率，在原分区方案的基础上，将外区西南朝向分区房间的送风量范围加大为410次/小时。表7分区方式3调整西南区送风量范围后不满意小时数系统编号内区东.北外区西、南外区不满意小时数03294通过计算结果（表7）可以看到，通过加大外区西南朝向分区的送风量范际西南外区的系统不满意时刻明显减少。经过上述模拟分析，确定采用分区方式3,并将西南外区的房间风量范围调整为410次/小时。2.4空气处理设备方案设计根据上述空调系统方案的设计分析，确定采用每层三个分区的方式，并确定了各个空调系统的逐时送风量和送风温度，见图12、图13。现以南、西外区的空调系统为例，介绍空气处理室设计情况。PSS6030252021图I2系统I2月的逐时送风温度60图13系统12月的逐时送风量曲线2.4.1表冷器选型对此分区的空气处理设备初步方案如下：空气处理段由混风室、表冷器（冷热两用）、加湿器组成，定新风最、无热回收设备。根据此系统的逐时送风量耍求，初步选用JW10
