機(jī)場航站樓能耗模擬與節(jié)能設(shè)計(jì)研究

【摘要】：隨著我國各類建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的頒布、更新、實(shí)行，建筑節(jié)能設(shè)計(jì)已成為新建、改建、擴(kuò)建建筑時(shí)強(qiáng)制執(zhí)行的一項(xiàng)專業(yè)設(shè)計(jì)。然而由于設(shè)計(jì)人員只為滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，在設(shè)計(jì)末期才進(jìn)行簡單的節(jié)能核算，造成節(jié)能設(shè)計(jì)僅成為節(jié)能判定。另外節(jié)能設(shè)計(jì)所用的能耗模擬技術(shù)由于應(yīng)用時(shí)間不長，存在很多問題，急需標(biāo)準(zhǔn)化模擬方法。在進(jìn)行各類建筑節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，機(jī)場航站樓又因其空間高大，透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)比例大、運(yùn)行時(shí)間長等因素，造成單位面積用能強(qiáng)度高，因此需單獨(dú)研究。 本文首先根據(jù)生命周期內(nèi)各因素對運(yùn)行能耗的影響，并比較總結(jié)國內(nèi)外不同運(yùn)行能耗階段劃分，將其劃分為設(shè)計(jì)階段、檢測調(diào)試階段、運(yùn)行維護(hù)階段。從而引出節(jié)能設(shè)計(jì)概念，接著分析了節(jié)能設(shè)計(jì)現(xiàn)狀、原則、方法、工具等，并對節(jié)能設(shè)計(jì)的新技術(shù)能耗模擬單獨(dú)分析。從而綜合以上分析，再結(jié)合航站樓的特點(diǎn)，本文將航站樓節(jié)能設(shè)計(jì)劃分為方案設(shè)計(jì)階段、初步設(shè)計(jì)與詳細(xì)設(shè)計(jì)階段、標(biāo)準(zhǔn)判定與認(rèn)證評估階段等三個(gè)階段分別詳細(xì)研究。 方案階段首先分析了機(jī)場用能現(xiàn)狀，然后選取了本文研究用航站樓熱環(huán)境、光環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。接著分析了航站樓建筑本體與設(shè)備系統(tǒng)用能特征，最后應(yīng)用建筑氣候分析軟件Climate Consultant得出成都地區(qū)航站樓被動式、主動式策略適用性。最終制定出航站樓方案階段的節(jié)能設(shè)計(jì)導(dǎo)則。 初步設(shè)計(jì)與詳細(xì)設(shè)計(jì)階段對航站樓進(jìn)行節(jié)能分區(qū)，確定標(biāo)準(zhǔn)化模擬參數(shù)，以成都T2航站樓為例給出圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)造設(shè)計(jì)。接著從需求側(cè)出發(fā)，分析了高大空間室內(nèi)熱源不均勻分布等特征，并對成都T1航站樓溫度分布進(jìn)行測試。從而得出適合EnergyPlus軟件中室內(nèi)空氣模型(Room Air Model)用溫度分層模型。并以指廊為例，分析了建筑層高、內(nèi)外區(qū)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工參數(shù)對需熱量、需冷量的影響。 標(biāo)準(zhǔn)判定與綠建認(rèn)證階段分析該階段的節(jié)能設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，具體敘述了按節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)的方法，和現(xiàn)存問題。又比較了國內(nèi)外綠標(biāo)對節(jié)能率計(jì)算的差異，給出適合我國國情的節(jié)能率計(jì)算用基準(zhǔn)模型。最終結(jié)合成都T2航站樓的案例分別對設(shè)計(jì)模型、ASHRAE基準(zhǔn)模型、修改基準(zhǔn)模型進(jìn)行模擬計(jì)算，得出節(jié)能率。 【關(guān)鍵詞】：機(jī)場航站樓 節(jié)能設(shè)計(jì) 能耗模擬 高大空間
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TU201.5;TU248.6
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 1 緒論10-16
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 文獻(xiàn)綜述11-13
• 1.3 存在問題13
• 1.4 本課題研究目的與內(nèi)容13-14
• 1.4.1 建筑節(jié)能設(shè)計(jì)方法14
• 1.4.2 方案設(shè)計(jì)階段航站樓節(jié)能設(shè)計(jì)導(dǎo)則14
• 1.4.3 機(jī)場航站樓建筑與熱工參數(shù)分析優(yōu)化14
• 1.4.4 國內(nèi)外建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)與綠建評估比較14
• 1.5 本章小結(jié)14-16
• 2 機(jī)場航站樓分階段節(jié)能設(shè)計(jì)方法16-28
• 2.1 建筑物生命周期內(nèi)運(yùn)行能耗控制16-17
• 2.1.1 建筑物生命周期16
• 2.1.2 運(yùn)行能耗16
• 2.1.3 建筑物運(yùn)行能耗生命周期內(nèi)控制階段劃分16-17
• 2.2 節(jié)能設(shè)計(jì)17-22
• 2.2.1 節(jié)能設(shè)計(jì)釋義與現(xiàn)狀17-19
• 2.2.2 建筑節(jié)能設(shè)計(jì)原則19-21
• 2.2.3 節(jié)能設(shè)計(jì)方法與工具21-22
• 2.3 能耗模擬22-25
• 2.3.1 能耗模擬技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀與問題23-25
• 2.3.2 模擬軟件選用25
• 2.4 航站樓分階段節(jié)能設(shè)計(jì)25-26
• 2.5 本章小結(jié)26-28
• 3 方案階段節(jié)能設(shè)計(jì)28-46
• 3.1 方案階段節(jié)能設(shè)計(jì)綜述28-29
• 3.2 機(jī)場用能現(xiàn)狀29-30
• 3.3 室內(nèi)環(huán)境設(shè)計(jì)參數(shù)30-31
• 3.4 建筑本體特征31-35
• 3.5 空調(diào)系統(tǒng)特征35-36
• 3.6 航站樓建筑氣候分析36-43
• 3.6.1 風(fēng)環(huán)境分析37
• 3.6.2 室外溫濕度與室內(nèi)外溫差分析37-39
• 3.6.3 太陽輻射分析39
• 3.6.4 被動式策略分析39-43
• 3.7 節(jié)能設(shè)計(jì)導(dǎo)則（Design Guidelines）43-44
• 3.8 本章小結(jié)44-46
• 4 初步設(shè)計(jì)與詳細(xì)設(shè)計(jì)階段節(jié)能設(shè)計(jì)46-68
• 4.1 階段特點(diǎn)46
• 4.2 能耗負(fù)荷辨析與熱工設(shè)計(jì)評價(jià)指標(biāo)46-47
• 4.3 節(jié)能分區(qū)47-51
• 4.3.1 模型的簡化問題47-48
• 4.3.2 按建筑形式劃分節(jié)能體塊(block)48-49
• 4.3.3 按照功能、空間、系統(tǒng)、運(yùn)行方式劃分節(jié)能區(qū)域（zone）49-51
• 4.4 模擬輸入?yún)?shù)分析（energy model input data）51-57
• 4.4.1 航站樓空調(diào)系統(tǒng)年運(yùn)行時(shí)間、日運(yùn)行時(shí)間52
• 4.4.2 建筑空氣調(diào)節(jié)和采暖區(qū)的溫度52
• 4.4.3 新風(fēng)量52-53
• 4.4.4 照明功率密度53-54
• 4.4.5 人員密度54-55
• 4.4.6 電器設(shè)備功率、電器設(shè)備的逐時(shí)使用率55-56
• 4.4.7 本項(xiàng)目輸入?yún)?shù)設(shè)置56-57
• 4.5 指廊部分圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型設(shè)定57-61
• 4.5.1 透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)57
• 4.5.2 屋面57-58
• 4.5.3 墻體58-59
• 4.5.4 地面、架空樓板、地下室外墻59-61
• 4.6 高大空間室內(nèi)環(huán)境與能耗控制方法與分層負(fù)荷61-65
• 4.6.1 運(yùn)行工況垂直溫度測試62-64
• 4.6.2 EnergyPlus 溫度分層模型64-65
• 4.7 指廊部分圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工參數(shù)優(yōu)化65
• 4.8 負(fù)荷特性與熱工參數(shù)優(yōu)化65-67
• 4.8.1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)對內(nèi)外區(qū)影響65-66
• 4.8.2 窗墻面積比影響66
• 4.8.3 透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)66
• 4.8.4 透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)遮陽系數(shù)66-67
• 4.8.5 外墻傳熱系數(shù)67
• 4.9 本章小結(jié)67-68
• 5 標(biāo)準(zhǔn)判定與綠建認(rèn)證階段節(jié)能設(shè)計(jì)(Compliance with Standards and RatingSystems)68-78
• 5.1 階段特點(diǎn)68
• 5.2 建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)68-69
• 5.3 綠色建筑評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)69-70
• 5.4 節(jié)能率確定70-77
• 5.4.1 氣候區(qū)71-73
• 5.4.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)73-74
• 5.4.3 空調(diào)系統(tǒng)設(shè)定74-76
• 5.4.4 照明76-77
• 5.5 本章小結(jié)77-78
• 6 結(jié)論78-81
• 致謝81-82
• 參考文獻(xiàn)82-85
• 附錄85-87

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