【摘要】：為明確廣州地區(qū)中小型辦公建筑近零能耗指標(biāo),本文從年供冷需求、空調(diào)照明能耗以及可再生能源比例三個(gè)方面對(duì)其進(jìn)行限定,主要研究工作如下:(1)本文建立基準(zhǔn)建筑,以降低建筑年供冷需求為目標(biāo),從圍護(hù)結(jié)構(gòu)、Qg部熱擾以及自然通風(fēng)三個(gè)方面利用EnergyPlus和GenOpt兩個(gè)軟件相結(jié)合進(jìn)行優(yōu)化。首先,基于基準(zhǔn)建筑對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),優(yōu)化結(jié)果為建筑年供冷需求為85.57kWh/(m~2·a),節(jié)能率為12.64%;然后,利用自然采光替代部分人工照明,并設(shè)置兩種照明控制模式,“On/Off”和“連續(xù)調(diào)光”控制模式下優(yōu)化圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工參數(shù)后空調(diào)冷負(fù)荷分別為83.85kWh/(m~2·a)和79.64kWh/(m~2·a),節(jié)能率分別為14.39%和18.69%;其次,考慮使用自然通風(fēng)減少室內(nèi)冷負(fù)荷,優(yōu)化結(jié)果為83.34kWh/(m~2·a),節(jié)能率為14.92%;最后,綜合考慮三者作用,優(yōu)化結(jié)果為70.65kWh/(m~2·a),節(jié)能率可達(dá)28%;(2)基于基準(zhǔn)建筑,對(duì)建筑光伏系統(tǒng)發(fā)電量進(jìn)行分析;分理想無(wú)遮擋狀態(tài)和遮擋狀態(tài),計(jì)算出有效發(fā)電面積后,利用PVsyst進(jìn)行發(fā)電量計(jì)算,得出在理想無(wú)遮擋狀態(tài)下基準(zhǔn)建筑年發(fā)電總量為177674kWh,單位建筑面積年發(fā)電量為23.93kWh/m~2;在遮擋狀態(tài)下,年發(fā)電總量為102501.8kWh,單位建筑面積發(fā)電量為13.80kWh/m~2;(3)根據(jù)冷負(fù)荷及照明優(yōu)化策略,選取7棟中小型辦公建筑作為樣本進(jìn)行冷負(fù)荷和照明能耗模擬,利用Origin 8.5軟件對(duì)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行了正態(tài)性檢驗(yàn),并求出在冷負(fù)荷和照明優(yōu)化策略下,中小型辦公建筑冷負(fù)荷均值為73.98kWh/(m~2·a),照明能耗均值為4.70kWh/(m~2·a);考慮空調(diào)系統(tǒng)能效比3.8,得空調(diào)照明能耗限值為25.29kWh/(m~2·a);(4)本文分析得廣州地區(qū)中小型辦公建筑總能耗中空調(diào)能耗占比40%,照明能耗占比20%,基于此對(duì)《民用建筑能耗標(biāo)準(zhǔn)》GBT/T 51161-2016中辦公建筑能耗引導(dǎo)值折減50%后進(jìn)行拆分,確定空調(diào)照明能耗限值為19.5kWh/(m~2·a);(5)最后,結(jié)合模擬數(shù)據(jù)與能耗標(biāo)準(zhǔn)分析結(jié)果得出近零能耗指標(biāo)如下:1)年單位面積供冷需求不大于74kWh/(m~2·a);2)年空調(diào)照明能耗(扣除可再生能源供能部分)不大于20kWh/(m~2·a);3)可再生能源比例不小于20%(供空調(diào)照明使用)。
【圖文】：

圖 1-1Aldo Leopold Legacy Center（資料來(lái)源：http://www.aiatopten.org/node/135）于法國(guó)留尼旺島上，是一棟零能耗辦公建筑，建筑面積為 地區(qū)屬于熱帶地區(qū)，因此建筑一方面通過自然通風(fēng)進(jìn)行供能光伏板對(duì)建筑建筑物進(jìn)行遮陽(yáng)和發(fā)電。根據(jù) Franco 等人[011 年 4 月，建筑一體化的 PV 板發(fā)電量為 72020kWh，而建h，建筑發(fā)光伏板發(fā)電量遠(yuǎn)大于建筑總體能耗，其中電腦等專用房的分散式系統(tǒng)占 15%、內(nèi)部照明 14%、風(fēng)扇 11%、外達(dá)到了零能耗。Enerpos 建筑外立面如圖 1-2 所示。

采用多種被動(dòng)式設(shè)計(jì)手法，在圍護(hù)結(jié)構(gòu)方面窗戶采用雙層中空 Low-E 玻璃并設(shè)置遮板、外墻采用了巖棉隔熱層并設(shè)置垂直綠墻，屋頂設(shè)置了屋頂花園減少得熱量，同時(shí)用多種導(dǎo)光技術(shù)如水平光導(dǎo)管、導(dǎo)光管和導(dǎo)光板充分利用自然采光；在主動(dòng)式設(shè)計(jì)方主要從照明、空調(diào)以及相應(yīng)的智能控制著手，如置換高效的節(jié)能燈（T5 節(jié)能燈管和 L節(jié)能燈）并采用了人工照明自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，改造之后照明節(jié)能率超過 60%；采用了高的空調(diào)系統(tǒng)，如個(gè)體送風(fēng)系統(tǒng)、地板送風(fēng)系統(tǒng)、單盤管雙風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，三者結(jié)合使用之節(jié)能率高達(dá) 29%，利用太陽(yáng)能煙囪有效改善了建筑內(nèi)部的自然通風(fēng)情況，室內(nèi)風(fēng)速均從 0.0574m/s 上升到 0.4774m/s；設(shè)置了樓宇監(jiān)控系統(tǒng)，，對(duì)建筑運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)最后充分利用太陽(yáng)能，在建筑本體（如屋頂、遮陽(yáng)板）和周邊（路標(biāo)、自行車棚等）置大量太陽(yáng)能光伏板，利用高效的太陽(yáng)能光伏板為建筑提供能源，包括照明和空調(diào)系供能，據(jù)統(tǒng)計(jì)改造之后太陽(yáng)能年產(chǎn)量約為 200MWh，滿足建筑年用能需求[15]。新加坡能耗建筑光伏板設(shè)置形式多樣，如圖 1-3 所示，而室內(nèi)環(huán)境控制系統(tǒng)也采取了多種形如圖 1-4 所示。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TU243;TU111.195

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2599936