深圳某公寓建筑能量系統(tǒng)方桉的優(yōu)化設(shè)計(jì)講義

深圳某公寓建筑能量系統(tǒng)方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)4/29/20234/29/2023地點(diǎn)：深圳蛇口；氣候特點(diǎn)：日照強(qiáng)度大，日照時(shí)間長(zhǎng)；建筑類型：酒店式公寓。工程概要特點(diǎn)共25層，建筑面積21962.8m2，熱、電、冷用能集中；用途復(fù)雜，咖啡廳、住宅和復(fù)式結(jié)構(gòu)并存；圍護(hù)結(jié)構(gòu)方案采用大面積的玻璃幕墻，在東南西三個(gè)立面上開窗率75％，且無較好的遮陽措施；為酒店式公寓，舒適度要求高。4/29/2023空調(diào)系統(tǒng)方案優(yōu)化設(shè)計(jì)4/29/2023空調(diào)系統(tǒng)方案優(yōu)化設(shè)計(jì)

－－待分析方案方案A：選用三臺(tái)250RT螺桿冷水機(jī)組，機(jī)組的額定制冷量為870×3kW。輸入電功率為182×3kW，冷卻水流量為179×3m3/h，冷卻水進(jìn)出口溫度30/35℃；方案B:選用三臺(tái)75萬大卡直燃機(jī)，機(jī)組的額定制冷量為872×3kW。配電功率為4.0×3kW，額定燃耗56.9×3萬大卡，冷卻水流量為182×3m3/h，冷卻水進(jìn)出口溫度30/37℃；方案C：選用三臺(tái)250RT風(fēng)冷螺桿熱泵機(jī)組，機(jī)組的額定制冷量為879.2×3kW。輸入電功率為279×3kW（含空氣側(cè)風(fēng)機(jī)）。

空調(diào)系統(tǒng)方案優(yōu)化設(shè)計(jì)

－－不同方案初投資分析

方案A方案B方案C制冷機(jī)投資（萬元）204.0162.0356.0冷卻水泵投資（萬元）4.624.620冷卻塔投資（萬元）56.0056.000需配電量（kW）618.084.0837.0配電設(shè)備投資（萬元）9.271.2612.56設(shè)備總投資（萬元）273.89223.88368.56運(yùn)輸施工費(fèi)用（萬元）54.7844.7873.71項(xiàng)目初投資（萬元）328.67268.66442.27空調(diào)系統(tǒng)方案優(yōu)化設(shè)計(jì)

－－不同方案初投資分析空調(diào)系統(tǒng)方案優(yōu)化設(shè)計(jì)

－－不同方案運(yùn)行能耗分析空調(diào)系統(tǒng)方案優(yōu)化設(shè)計(jì)

－－不同方案壽命周期年費(fèi)用比較

費(fèi)用名稱（含施工）方案A（萬元）方案B（萬元）方案C（萬元）初投資主機(jī)側(cè)投資329269442用戶末端投資100100100冷凍水泵與管網(wǎng)投資150150150初投資合計(jì)579519692年運(yùn)行費(fèi)主機(jī)運(yùn)行費(fèi)（前5年）144191191主機(jī)運(yùn)行費(fèi)（5年后）144136191輸配及末端年費(fèi)用404040維護(hù)管理費(fèi)用101010年費(fèi)用合計(jì)194241241壽命周期費(fèi)用年值249.8291.0307.7空調(diào)系統(tǒng)方案優(yōu)化設(shè)計(jì)

－－不同方案壽命周期年費(fèi)用比較

從初投資分析，直燃機(jī)方案較佳，其初投資最省，水冷電制冷機(jī)組次之，風(fēng)冷熱泵費(fèi)用最高；從年運(yùn)行費(fèi)用分析，在目前的電氣價(jià)格比下，采用電制冷是相對(duì)經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行方式，其年運(yùn)行費(fèi)用最低。如果天然氣能按預(yù)期時(shí)間和價(jià)格進(jìn)入深圳，采用直燃機(jī)年運(yùn)行費(fèi)用將略低于電制冷方案，但是應(yīng)充分考慮天然氣的價(jià)格波動(dòng)對(duì)空調(diào)方案經(jīng)濟(jì)性的影響；

空調(diào)系統(tǒng)方案優(yōu)化設(shè)計(jì)

－－結(jié)論從機(jī)組運(yùn)行特點(diǎn)和安全性能分析，電制冷機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定，維修率低，操作簡(jiǎn)單，使用壽命長(zhǎng)。但是電制冷機(jī)組耗電大，應(yīng)考慮夏季空調(diào)高峰期間可能發(fā)生拉閘限電對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的影響。直燃機(jī)使用壽命尚未經(jīng)歷時(shí)間的考驗(yàn)，從目前的運(yùn)行狀況來看，直燃機(jī)性能穩(wěn)定，可以大大緩解當(dāng)前高峰期的電力供需矛盾，但其機(jī)組運(yùn)行有煙氣排出，存在一定的環(huán)境污染和安全隱患。風(fēng)冷熱泵性能穩(wěn)定，不需要冷卻塔和相應(yīng)的水處理設(shè)備，可以節(jié)約大量的水資源，但是其能源利用效率低，尤其在不需采暖地區(qū)體現(xiàn)不出其一機(jī)兩用的優(yōu)越性；空調(diào)系統(tǒng)方案優(yōu)化設(shè)計(jì)

－－結(jié)論每一種方案都有其使用的場(chǎng)合和本身的特點(diǎn)，開發(fā)商應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐挠秒娂叭剂蟽r(jià)格情況，綜合考慮初投資、運(yùn)行費(fèi)用、機(jī)房面積和消防等因素，作出最佳選擇?？照{(diào)系統(tǒng)方案優(yōu)化設(shè)計(jì)

－－結(jié)論建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)方案模擬分析優(yōu)化設(shè)計(jì)的內(nèi)容圍護(hù)結(jié)構(gòu)方案大面積玻璃幕墻采用何種玻璃方案？其技術(shù)經(jīng)濟(jì)性如何？采用何種遮陽措施？遮陽效果如何？通風(fēng)效果如何？空調(diào)系統(tǒng)方案采用何種空調(diào)系統(tǒng)方案？其經(jīng)濟(jì)性如何？4/29/2023模擬軟件圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料遮陽構(gòu)造/天面造型通風(fēng)換氣效果冷負(fù)荷建模分析空調(diào)系統(tǒng)分析分析整個(gè)優(yōu)化設(shè)計(jì)的分析思路4/29/2023基準(zhǔn)圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案參數(shù)表項(xiàng)目

熱工參數(shù)

外墻1.水泥砂漿20mm2.多孔混凝土200mm3.水泥砂漿砂漿20mm熱阻/m2·℃/W1.006熱惰性指標(biāo)3.081外窗玻璃6mm單層普通玻璃傳熱系數(shù)6.4遮陽系數(shù)0.85

遮陽

南向陽臺(tái)外挑長(zhǎng)度（m）首層2.4標(biāo)準(zhǔn)層1.2東西朝向遮陽無通風(fēng)次/小時(shí)8～124/29/2023建模－－建筑模型的簡(jiǎn)化樓層的簡(jiǎn)化

全樓用五層建筑取代，首層保留，標(biāo)準(zhǔn)層取兩層，頂層保留，天面造型簡(jiǎn)化成樓層。陽臺(tái)的簡(jiǎn)化

所有陽臺(tái)均采用水平遮陽板取代，采用修正窗體的遮陽系數(shù)來研究遮陽板的光影遮擋效果。二～九層洞體的簡(jiǎn)化

洞體用房間取代，加大其通風(fēng)換氣次數(shù)，使其溫度分布同室外氣溫分布接近。天面造型的簡(jiǎn)化

天面造型簡(jiǎn)化成樓層，屋頂開天窗以模擬遮陽板效果，同時(shí)加大房間的通風(fēng)換氣次數(shù)，使其溫度分布同室外氣溫分布接近。4/29/2023圖公寓的簡(jiǎn)化建筑模型4/29/2023分析對(duì)象的選取4/29/2023圍護(hù)結(jié)構(gòu)俗優(yōu)化設(shè)計(jì)甘之待分析那方案－－玻璃倍幕墻方案玻璃名稱熱反射膜玻璃CTS140SLow-E中空玻璃CEB24-60F+12A+6C傳熱系數(shù)（W/m2.℃）5.721.99遮陽系數(shù)0.550.33各方案玻詢璃的熱工階參數(shù)表4/2址4/2淡023圍護(hù)結(jié)時(shí)構(gòu)優(yōu)化盲設(shè)計(jì)之講待分析互方案－－東西拌遮陽構(gòu)造癥方案東西朝向遮陽遮陽一遮陽二遮陽三遮陽四構(gòu)造示意圖

水平板（mm）750750500500垂直擋板（mm）7505007505004/24扇/202杯3圍護(hù)結(jié)構(gòu)仍優(yōu)化設(shè)計(jì)巴之待分析借方案－－自然匯通風(fēng)方案時(shí)段劃分

8:00～12:0013:00～18:0019:00～次日7:00換氣次數(shù)次/小時(shí)五層以下8420五層～十層10522.5十層以上12625時(shí)段劃分

8:00～12:0013:00～18:0019:00～次日7:00換氣次數(shù)次/小時(shí)五層以下202020五層～十層22.522.522.5十層以上252525自然通風(fēng)剃模式一自然通侍風(fēng)模式因二4/24椅/202泄3圍護(hù)結(jié)構(gòu)框優(yōu)化設(shè)計(jì)暖之模擬結(jié)事果與分析－－玻璃集幕墻方案特種玻璃擱的節(jié)能效甘果對(duì)比4/2替4/2縮慧023圍護(hù)結(jié)滾構(gòu)優(yōu)化恥設(shè)計(jì)之漠模擬結(jié)泊果與分琴析－－玻璃鐘幕墻方案三種玻姐璃方案融技術(shù)經(jīng)枝濟(jì)比較圍護(hù)結(jié)暈構(gòu)優(yōu)化萌設(shè)計(jì)之侵模擬結(jié)包果與分輛析－－東西皮構(gòu)造遮陽毀方案標(biāo)準(zhǔn)層空潤(rùn)調(diào)負(fù)荷（病W/m2）－－熱水反射鍍膜喂玻璃4/2少4/2鐘023圍護(hù)結(jié)構(gòu)終優(yōu)化設(shè)計(jì)垮之模擬結(jié)散果與分析－－東替西構(gòu)造煙遮陽方腹案標(biāo)準(zhǔn)層空愛調(diào)負(fù)荷（塞W/m2）－－訪Low妻-E中券空玻璃但玻璃4/24矛/202士3圍護(hù)結(jié)構(gòu)胡優(yōu)化設(shè)計(jì)個(gè)之模擬結(jié)伯果與分析－－自然驚通風(fēng)方案圍護(hù)結(jié)塘構(gòu)優(yōu)化碗設(shè)計(jì)之揮模擬結(jié)免果與分濟(jì)析－－自翁然通風(fēng)濁方案圍護(hù)結(jié)懷構(gòu)優(yōu)化材設(shè)計(jì)－－結(jié)論虎山公寓津在東、南脅、西立面凍上采用75％的大開戀窗率，因逢此，玻璃報(bào)的熱工性立能至關(guān)重遭要。如果搖要保持大曾的開窗率蔬，則建議納全部或至劑少在東、粱西立面上敢采用隔熱亞性能好的欲熱反射鍍飄膜玻璃或Low毫-E中空玻璃萄，否則降辱低開窗率侄；補(bǔ)償大開誤窗率的另膊一措施是番在東西立庸面的窗戶攪做外遮陽憐，水平遮娃陽板的遮劈燕陽效果不急明顯，建綿議在考慮擺風(fēng)載安全餡、立面美墳觀和經(jīng)濟(jì)通性的前提次下，采用凡水平遮陽亡板加垂直材擋板的遮詢陽構(gòu)造，勸其節(jié)能效絨果可以提附高10～20％；圍護(hù)結(jié)構(gòu)務(wù)優(yōu)化設(shè)計(jì)－－結(jié)披論對(duì)于珠炎三角的蝦