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主题:建筑设计论文写作 时间:2024-01-26

基于实际案例分析超低能耗建筑设计方法,本文是一篇关于建筑设计论文范文,可作为相关选题参考,和写作参考文献。

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摘 要:建筑能耗占据了社会总能耗的50%左右,尤其是伴随着城市化进程的加快,建筑工程的数量不断增加,这个比例也在持续上涨,在能源危机越发严峻的现在,做好建筑能耗的控制意义重大.本文结合实际案例,对超低能耗建筑的设计方法进行了简要分析,希望能够为建筑的节能降耗提供一些参考.

关键词:超低能耗建筑;设计方法;案例分析

前言

自2000年开始,在全球范围内,超低能耗建筑逐渐兴起,并且迅速受到了世界各国的重视.不过,在相关研究中,超低能耗建筑设计针对的多是某个具体案例或者某个方面的研究,缺乏通用性、系统性的超低能耗建筑设计方法.从降低建筑能耗,构建绿色节能建筑的角度着眼,需要明确超低能耗建筑的具体设计方法,确保其能够更好的适应我国的具体国情,推动建筑行业的可持续健康发展.

1超低能耗建筑的设计方法

单纯从技术方面分析,通过被动式节能设计,在提升建筑运行效率的同时,降低其能耗水平,以可再生能源满足建筑对于能耗的需求,能够建设超低能耗乃至零能耗建筑.但是从实际出发,受各种因素的影响,超低能耗建筑的实现存在着许多的阻碍,如成本过高、建筑能耗指标难以降低等.这里结合当前超低能耗建筑的研究和实践,对其通用设计方法进行分析和讨论.

1.1关键参数限额法

以降低建筑能耗为目标,结合建筑所处区域的自然条件和气候特征,对建筑中的关键性指标进行严格控制,然后配合高效新风热回收技术,基本上能够满足用户对于居住舒适性的要求.关键参数限额法不需要进行大量的模拟计算,也不需要过度依赖可再生能源资源,从实质分析,主要是通过提升现有的节能标准控制指标,达到超低能耗建筑的各种要求.该设计方法存在三个比较关键的技术特征,一是提升建筑整体气密性以及围护结构的热工性能,包括墙体、屋面、门窗等,确保其传热系数及密闭性能够满足相关规范的要求:二是被动式节能技术,包括太阳辐射、自然通风等,以降低建筑在运行过程中对于能源的需求:三是高效的新风热回收系统,可以充分保障室内的热环境及空气质量.

1.2经济环境决策法

经济环境决策法的导向包括了能耗、舒适度及经济性三个指标,在对建筑围护结构进行优化的同时,合理利用可再生能源,在考虑经济性的前提下,对建筑进行优化设计,以找出满足各项指标需求的设计条件.由于需要同时考虑三个指标,可以采用定量分析结合循环迭代的方法,获取最优化目标函数,以同时满足业主和用户的需求.该方法的三个主要技术特征为:一是必须同时满足三相指标,不能出现偏向或者先后:二是应该稽核循环迭代优化,获取单一参数的最优值以及系统的设计运行方案:三是必须正确处理节能和成本的关系,对设计方案进行合理选择.

1.3双向交叉平衡法

这种方法是将能耗指标和舒适度指标作为导向,在设置高校新风热回收系统、优化围护结构的同时,运用可再生清洁能源来满足建筑运行过程中的能源需求,实现能量供需的平衡.在进行设计的过程中,可以通过建筑朝向及窗墙比等的变化,将其围护结构和可再生能源等实现优化组合.双向交叉平衡法想要满足超低能耗的需求,同样有三个技术特征,一是被动设计手段的优化,通过对建筑形体系数、自然通风采光、内外遮阳等的合理调节,控制围护结构的参数限制,以尽可能减少建筑对于能源的需求:二是系统性能的主动优化,即运用先进的技术和设备,提升能源利用效率,如变频风机、变频水泵、节能灯具等:三是可再生能源的利用,包括太阳能、风能、地热能等,以满足建筑对于能源的需求.

2实例分析

2.1概况

某展示中心总体占地面积1.1万㎡,建筑面积4782.3㎡,包括地上两层和地下一层,采用钢框架结构,建筑高度为15m,体形系数0.22,总窗墙比0.2.采用超低能耗建筑的标准进行设计,要求场地范围内运行能耗趋于零.

2.2设计方法

经分析研究,最终选择经济环境决策法的设计方法,一方面,通过被动技术措施,降低建筑在使用过程中对于能源的需求,另一方面,通过主动技术措施,提升建筑对于能源的利用效率,降低能源的浪费,同时以可再生能源取代传统化石能源,满足超低能耗的标准.

2.3技术措施

(1)被动式设计:首先,结合建筑所处区域,进行自然环境和气候条件的分析,重点考虑其冬季的保温性能,提升外墙、屋面、门窗的保温隔热性能,通过调整建筑布局的方式,使得出入口避开了冬季主导风向.经优化设计,建筑整体采用梭形结构,南北朝向,在避免冬季冷风入侵的同时,也可以充分利用夏季风实现自然通风.其次,在通风设计中,采用了坑道风,结合屋顶通风窗以及大厅地面送风口,对建筑的自然通风能力进行了强化,经测算,能够入口大厅的空调制冷时间缩短20%以上,减少能耗30%.同时,利用天窗、中庭等增强了热压通风效果,可以通过外窗实现直接通风.然后,采光的设计以自然采光为主,经测算,将窗墙比设置在0.26,能够在保证自然采光效果的同时,最大限度的降低能耗.在具体设计中,还对外窗阳台进行了优化,配合设置在屋顶的浅色发光板,对自然采光的效果进行了强化.同时,在屋顶设置了采光天窗,房间内部的隔断采用了透明玻璃,都可以强化室内采光效果,降低能耗.

(2)主动式设计:采用干燥新风,通过对风量的控制,实现室内环境相对湿度的调节,同时也高温冷水经独立末端调节室内的温度.空调系统的冷热源采用的是高温地源热泵耦合太阳能光热系统+溶液调湿系统+VRF的形式,搭配干式直流无刷电机风机盘管,可以将风机的效率提高约20%,年节约电耗1230kW.结合建筑本身的实际情况,选择地板辐射采暖的方式,在保证采暖效率的同时,也提升了舒适度.经模拟分析,建筑整体全年的能耗在61.2-62.2kWh/㎡.a,和基准建筑相比,节能率达到了54.2%.

(3)可再生能源利用:主要是对太阳能的利用,为了保证良好的立面效果,这里采用了一体化设计,在建筑屋顶设置弧形的光伏板支架,以增加光伏板的整体面积.太阳能光伏板的設置保持和建筑主体风格一致,使得展示中心在外观上更加富有科技感和未来感.同时,利用计算机仿真模拟技术,对建筑南向的光伏板支架形状进行了调整,使得其能够和建筑外遮阳以及自然通风系统相互结合起来,实用性更强.建筑中采用了单晶硅光伏组件,对于太阳光的转换效率可以达到16.7%,总装机容量为315.78kWp,全年可发电326MWh,基 够满足建筑对于电能的全部需求.

3结语

总而言之,超低能耗建筑的作为一种比较新颖的概念,需要从设计方法、性能控制等方面进行逐步落实,在充分考虑区域气候条件及经济技术条件的基础上,实现建筑节能技术的优化组合,尽可能减少建筑在使用过程中的能源消耗.应该注意的是,在超低能耗建筑的设计中,应该在尽量降低建筑对于能源需求的同时,强调可再生能源的开发利用,减少建筑使用中的给自然环境带来的负担,促进可持续发展的顺利实施.

结论:适合建筑设计论文写作的大学硕士及相关本科毕业论文,相关建筑设计专业大学排名开题报告范文和学术职称论文参考文献下载。

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