深圳某公寓建筑能量系统方案的优化设计13／11／113／11／1工程概要■地点：深圳蛇口；■气候特点：日照强度大，日照时间长；■建筑类型：酒店式公寓。特点共25层，建筑面积21962.8m2，热、电、冷用能集中；用途复杂，咖啡厅、住宅和复式结构并存；围护结构方案采用大面积的玻璃幕墙，在东南西三个立面上开窗率75％，且无较好的遮阳措施；13／11／1为酒店式公寓，舒适度要求高。优化设计的内容围护结构方案围护结构方案■大面积玻璃幕墙采用何种玻璃方案？其技术经大面积玻璃幕墙采用何种玻璃方案？其技术经济性如何？济性如何？■采用何种遮阳措施？遮阳效果如何？采用何种遮阳措施？遮阳效果如何？■通风效果如何？通风效果如何？空调系统方案空调系统方案■采用何种空调系统方案？其经济性如何？采用何种空调系统方案？其经济性如何？13／11／1整个优化设计的分析思路围护结构材料模通风冷建模拟分析分析换气负软空调系统分析效果荷件遮阳构造/天面造型13／11／1建筑围护结构方案模拟分析基准围护结构设计方案参数表项目?热工参数1.水泥砂浆20mm热阻/m2·℃/W1.006?2.多孔混凝土200mm外墙3.水泥砂浆砂浆热惰性指标3.08120mm传热系数6.4外窗玻璃6mm单层普通玻璃遮阳系数0.85首层2.4??南向阳台外挑长度遮阳标准层1.2（m）东西朝向遮阳无通风次/小时8～1213／11／1建模－－建筑模型的简化?楼层的简化全楼用五层建筑取代，首层保留，标准层取两层，顶层保留，天面造型简化成楼层。?阳台的简化所有阳台均采用水平遮阳板取代，采用修正窗体的遮阳系数来研究遮阳板的光影遮挡效果。?二～九层洞体的简化洞体用房间取代，加大其通风换气次数，使其温度分布同室外气温分布接近。?天面造型的简化天面造型简化成楼层，屋顶开天窗以模拟遮阳板效果，同时加大房间的通风换气次数，使其温度分布同室外气温分布接近。13／11／1图公寓的简化建筑模型13／11／1分析对象的选取13／11／1围护结构优化设计之待分析方案－－玻璃幕墙方案各方案玻璃的热工参数表Low-E中空玻热反射膜玻璃玻璃名称璃CEB24-CTS140S60F+12A+6C传热系数5.721.99（W/m2.℃）遮阳系数0.550.3313／11／1围护结构优化设计之待分析方案－－东西遮阳构造方案东西朝遮阳一遮阳二遮阳三遮阳四向遮阳?构造????示意图?水平板（mm750750500500）垂直挡板750500750500（mm13／11／1）围护结构优化设计之待分析方案－－自然通风方案时段划8:00～13:00～19:00～次?自分12:0018:00日7:00然通五层以下8420换气次风数五层～十10522.5模次/层式小时一十层以上12625时段划?8:00～13:00～19:00～次自分12:0018:00日7:00然通五层以下202020风换气次数五层～十模22.522.522.5层式次/小时二十层以上25252513／11／1围护结构优化设计之模拟结果与分析－－玻璃幕墙方案特种玻璃的节能效果对比70.00%60.00%50.00%40.00%热反射镀膜玻璃30.00%Low-E中空玻璃?20.00%10.00%0.00%东向南向中西向北向13／11／1围护结构优化设计之模拟结果与分析－－玻璃幕墙方案三种玻璃方案技术经济比较25032002.521501.51001500.500白玻镀膜玻璃中空玻璃镀膜玻璃中空玻璃全年电费（万元/年）静态投资回收期玻璃初投资（万（年）元）围护结构优化设计之模拟结果与分析－－东西构造遮阳方案180160140120100西向80东向6040200遮阳一遮阳二遮阳三遮阳四无遮阳标准层空调负荷（W/m2）－－热反射镀13／11／1膜玻璃围护结构优化设计之模拟结果与分析－－东西构造遮阳方案1201008060西向东向40200遮阳一遮阳二遮阳三遮阳四无遮阳标准层空调负荷（W/m2）－－Low-E中13／11／1空玻璃玻璃围护结构优化设计之模拟结果与分析－－自然通风方案东向户型3232顶层35773054自然通风模式2标准层23495自然通风模式12163咖啡厅269102000400029℃的小时数围护结构优化设计之模拟结果与分析－－自然通风方案西向户型2722顶层31552916标准层23491自然通风模式23115标准层13882自然通风模式11861首层1965020004000600029℃的小时数围护结构优化设计－－结论■虎山虎山公寓在东、南、西立面上采用公寓在东、南、西立面上采用7575％的大％的大开窗率，开窗率，因此因此，玻璃的热工性能，玻璃的热工性能至关重至关重要。如要。如果要保果要保持持大的开窗率，大的开窗率，则则建建议议全全部或至少部或至少在东在东、西立面上采用、西立面上采用隔隔热性能好的热反射镀膜玻璃热性能好的热反射镀膜玻璃或或Low-ELow-E中空玻璃，中空玻璃，否则降低否则降低开窗率；开窗率；■补偿补偿大开窗率的大开窗率的另另一措施一措施是是在东西立面的窗在东西立面的窗户户做做外遮阳，水平遮阳板的遮阳效果外遮阳，水平遮阳板的遮阳效果不明显不明显，建，建议议在在考虑考虑风风载安载安全、立面全、立面美观美观和经济性的和经济性的前提前提下，采用水平遮阳板加垂直挡板的遮阳构造，下，采用水平遮阳板加垂直挡板的遮阳构造，其节能效果其节能效果可可以以提提高高1010～～2020％；％；围护结构优化设计－－结论■对对于珠于珠三三角角的的炎炎热气候，热气候，增增大通风换气次数大通风换气次数可可以有效地以有效地改善各户改善各户型的热型的热环境环境，建，建议议在白天的在白天的高温时段采用较小的通风换气次数（高温时段采用较小的通风换气次数（11～～22次次//小时），小时），而夜而夜间间增增大通风换气次数（大通风换气次数（2020～～2525次次//小时），小时），达到达到自然自然降降温的效果温的效果。。空调系统方案优化设计13／11／1空调系统方案优化设计－－待分析方案方案方案AA：：选用三台选用三台250250RTRT螺杆螺杆冷水冷水机组机组，，机组机组的的额定制额定制冷量为冷量为870870××33kWkW。。输入输入电电功功率为率为182182××33kWkW，冷，冷却却水水流流量为量为179179××33mm33/h/h，冷，冷却却水水进出进出口温度口温度3030//35℃35℃；；方案方案B:B:选用三台选用三台7575万万大大卡卡直直燃机燃机，，机组机组的的额定制额定制冷量为冷量为872872××33kWkW。。配配电电功功率为率为4.04.0××33kWkW，，额定燃耗额定燃耗56.956.9××33万万大大卡卡，冷，冷却却水水流流量为量为182182××33mm33/h/h，冷，冷却却水水进出进出口温度口温度3030//37℃37℃；；方案方案CC：：选用三台选用三台250250RTRT风冷风冷螺杆螺杆热热泵机组泵机组，，机组机组的的额定制额定制冷量为冷量为879.2879.2××33kWkW。。输入输入电电功功率为率为279279××33kWkW（（含含空气空气侧侧风风机机）。）。空调系统方案优化设计－－不同方案初投资分析?方案A方案B方案C制冷机投资（万元）204.0162.0356.0冷却水泵投资（万元）4.624.620冷却塔投资（万元）56.0056.000需配电量（kW）618.084.0837.0配电设备投资（万元）9.271.2612.56设备总投资（万元）273.89223.88368.56运输施工费用（万元）54.7844.7873.71项目初投资（万元）328.67268.66442.27空调系统方案优化设计－－不同方案初投资分析450442.27400350328.67300268.66250项目初投资（万200元）150100500方案A方案B方案C空调系统方案优化设计－－不同方案运行能耗分析200190.93190.67180160143.91140120100系统年运行费用806040200方案A方案B方案C空调系统方案优化设计－－不同方案寿命周期年费用比较费用名称（含施工）方案A（万方案B（万方案C（万元）元）元）主机侧投资329269442初用户末端投资100100100投资冷冻水泵与管网投资150150150初投资合计579519692主机运行费（前5144191191年）5年主机运行费（年144136191运后）输配及末端年费用404040行费维护管理费用101010年费用合计194241241寿命周期费用年值249.8291.0307.7空调系统方案优化设计－－不同方案寿命周期年费用比较350307.7300291250249.8200寿命周期费用年150值100500方案A方案B方案C空调系统方案优化设计－－结论■从初投资从初投资分析，直分析，直燃机燃机方案较方案较佳佳，其，其初投资最初投资最省省，水冷电，水冷电制制冷冷机组机组次之，风冷热次之，风冷热泵费泵费用用最最高高；；■从年运行费从年运行费用分析，在目用分析，在目前前的电气的电气价格价格比下，比下，采用电采用电制制冷冷是相是相对经济的对经济的运行运行方式，其方式，其年运行年运行费费用用最低最低。如果天然气能。如果天然气能按预期按预期时间和时间和价格进价格进入入深圳，采用直深圳，采用直燃机年运行费燃机年运行费用用将略低于将略低于电电制制冷方案，冷方案，但是应充但是应充分分考虑考虑天然气的天然气的价格波动价格波动对对空调方案经济性的影空调方案经济性的影响响；；空调系统方案优化