建筑节能技术-计算机辅助设计

1、Building energy efficiency建筑节能技术福州大学建筑学院主要教材、参考书目福州大学建筑学院2建筑节能技术龙惟定、武涌建筑创作中的节能设计刘加平福建省居住建筑节能设计标准实施细则福建省建筑科学研究院公共建筑节能设计标准中国建筑科学研究院Autodesk Ecotect Analysis 2011 绿色建筑分析实例详解柏慕培训内 容福州大学建筑学院3一建筑节能概述二建筑节能标准三被动式节能技术四主动式节能技术五建筑节能计算机辅助设计五、建筑节能计算机辅助设计5.1 建筑能耗模拟计算5.2 CFD在建筑设计中的应用福州大学建筑学院4福州大学建筑学院5五、计算机辅助节能设计5.

2、1 建筑能耗模拟计算主要用于建筑物能耗分析与优化和空调系统性能分析和优化。主要采用的软件如下：DeSTDOE-2EnergyPlusTRNSYSESP-rBLASTPKPM-CHEC清华斯维尔DeST软件介绍福州大学建筑学院6福州大学建筑学院7开发DeST的目的1、贯穿整个设计过程之中，在各个设计阶段对设计进行辅助2、帮助设计者完成复杂的计算，预测各种设计方案在运行时的效果和能耗，并揭示有可能出现的问题，从而实现设计方案的节能舒适。模拟计算比较分析提出方案DeST开发现状 基于AutoCAD平台（目前支持20002006版本） 按软件功能分为DeST-c、DeST-h版本 底层采用Access

3、数据库 主要模块全部采用C+开发 支持在数据库统一接口基础上的二次开发DeST特点全工况模拟分析建筑物全年四季处于不同的热状态全年逐时性能的动态模拟分析给出设计对象全年总体评价分阶段辅助设计建筑方案模拟系统方案模拟详细的系统设备模拟图形化界面AutoCAD用户界面Windows各版本操作系统完善的数据后处理各种常用的数据统计分项逐时数据报表DeST模块组成CABD建筑描述模块DeST的图形化用户界面，基于AutoCAD开发计算的结果以Excel报表的形式输出大量预装构件库和材料库，供设计者选用直接通过界面进行建筑物的描述、修改和统计方便地调用相关模拟模块进行计算CABD建筑描述模块Medpha

4、气象数据生成模块原始逐日气象数据典型气象年的选择模拟逐时气象数据干球温度绝对湿度太阳辐射（直射和散射）天空有效温度风向风速全国270个气象台站约50年逐日测量气象数据BShadow建筑阴影计算模块太阳辐射量对建筑环境的影响VentPlus自然通风模块在模拟建筑环境时，自然通风的准确模拟是影响模拟结果的关键因素之一。据分析由自然通风造成的能耗占建筑空调总能耗的30左右，是建筑能耗的重要组成部分。BAS建筑热特性计算模块对建筑物的温度和负荷进行详细的逐时模拟。BAS的核心算法采用基于建筑热平衡的状态空间法，该方法由江亿教授于1981年从现代控制理论引入到建筑热过程动态模拟当中。DeST中的多房间模

5、型考虑了建筑物内多房间的整体热平衡，细致地考虑了各房间的热状况受其邻室热状况的影响情况。福州大学建筑学院20步骤一：建立模型。别墅的建筑模型图DeST模拟分析实例福州大学建筑学院21步骤二：输入参数。1. 建筑地理位置模拟地点：北京市；经度：东经116.3度；纬度：北纬39.8度；2. 室外气象参数室外气象计算参数采用了北京地区典型气象年的室外气象参数。福州大学建筑学院223. 室内计算参数设置房间功能卧室起居室灯光（W/m2)55设备(W/m2)010人员总数（最大值）23人员产热53W/人人员产湿61g/h.人室内热源设定福州大学建筑学院23房间功能卧室起居室灯光19：0022：00，0.

6、522：0024：00，1.019：0023：00，1.023：0024：00，0.5设备全天为00：008：00，019：0022：00，1.022：0024：00，0.5其他时段为周一周五为0，周六、周日0.3人员0：008：00，1.019：0022：00，0.522：0024：00，1.0其他时段为周一周五为0，周六、周日0.50：008：00，019：0022：00，1.022：0024：00，0.5其他时段为周一周五为0，周六、周日0.3空调作息周一周五，8：0019：00关闭，其余时段开启；周六、周日，全天开启周一周五，0：0019：00关闭，其余时段开启；周六、周日，0：008

7、：00关闭，其他时段开启人员灯光设备以及空调作息福州大学建筑学院24 室内空调控制温度26，室内采暖控制温度18。 室内容忍温度上限29（即判断是否开启空调温度），室内容忍温度下限16(判断是否供暖温度)。 房间通风换气次数设置为可调，最小换气次数1次/小时，最大换气次数10次/小时。类别构件名称传热系数K值外墙200mm钢筋混凝土10mm石膏板60mm聚苯乙烯塑料保温0.62内墙20mm水泥砂浆180mm陶粒混凝土20mm水泥砂浆1.52屋顶20mm水泥砂浆200mm多孔混凝土130mm钢筋混凝土水泥砂浆15mm0.81楼地混凝土楼地楼板25mm水泥砂浆钢筋混凝土80mm厚20mm水泥砂浆3

8、.05外窗普通中空玻璃窗3.1（SC0.67）围护结构的热物理参数表福州大学建筑学院25计算结果见附表load_report_Example_2：数据统计报表；room_load_Example_2：房间分项数据报表。福州大学建筑学院26福州大学建筑学院27五、计算机辅助节能设计5.2 CFD在建筑设计中的应用CFD是英文Computational Fluid ynamics（计算流体动力学）的简称。它是伴随着计算机技术、数值计算技术的发展而发展的。主要应用于建筑外环境的模拟设计和建筑内环境的模拟设计。常用CFD软件，有如下几种： PHOENICS FLUENT AIRPAK CFX STAR

9、CD FIDAPPHOENICS软件介绍福州大学建筑学院28福州大学建筑学院29通过建立三维微气候模型，模拟建筑建成后的微气候环境，为具体建筑设计提供技术参考。温度分布图福州大学建筑学院30小区规划图风速图空气龄图风压图福州大学建筑学院31空气质点的空气龄简称空气龄(Age of air),是指空气质点自进入房间至到达室内某点所经历的时间。福州大学建筑学院32建筑区域模型图步骤一：建立模型。某小区室外自然通风分析实例 福州大学建筑学院33计算区域网格图（俯视） 步骤二：选择外场尺寸，划分空间网格。福州大学建筑学院34步骤三：确定边界条件。选择控制方程。边界条件：2.0 m/s的西南偏南风。在大

10、气边界层中，平均风速随高度发生变化，其变化规律称为风剪切或风速廓线。风速廓线的指数律分布可以表示为： 式中: u1为已知高度z1处的平均风速，m/s；u为推算高度z处的平均风速，m/s；m 为稳定度参数。控制方程：标准k-模型对于限制流(有壁面约束)具有较好的效果，并且标准k模型计算成本低、预测较为准确。福州大学建筑学院35夏季风速矢量图（1.5米高度处） 计算结果福州大学建筑学院36夏季风速云图（1.5米高度处） 风速评价建筑室外绝大部分区域在人行高度1.5米处的风速环境，没有超过节能评估评价标准所规定的5.0m/s。福州大学建筑学院37风速放大系数（1.5米高度处） 风速评价建筑室外绝大部分区域在人行高度1.5米处的风速放大系数没有超过节能评估评价标准所规定的2。风速放大系数建筑物周围离地面高1.5m处风速与开阔地面同高度风速之比。福州大学建筑学院38夏季风压云图（1.5米高度处） 风压评价建筑西南部及东北部表面的风压情况为该区域在夏季非空调时段利用自然通风创造