Video在线视频

这一节我们将介绍

DeST在实际工程之中的应用

DeST目前已广泛应用于设计标准

辅助设计 节能评估

能耗标识与节能诊断等各个方面

关于建筑节能

我主要跟大家谈三点

首先的话就是建筑评估方法的

重要性和意义

第二个的话呢就是能耗模拟

在建筑评估当中的作用

第三的话

就谈一谈建筑节能评估方法

当中的关键技术问题

首先跟大家谈一下

建筑节能评估方法的

重要性和意义

民用建筑的能耗呢

通常是指建筑的运行能耗

既在住宅 办公 商场

学校 科教文卫 医院

体育场馆等非工业建筑内

为人们提供采暖 空调

通风 照明 生活热水

以及其他为实现建筑各项功能

所需要消耗的能源

建筑节能评估

是根据节能法规 标准

对所评估的建筑的

能源利用情况是否合理

进行相关的评估分析

主要的目的是为了使新建建筑

达到相应的节能标准

控制其能源的消耗

评估的主要内容分为三个部分

能耗总量的估算

节能方案的评估

以及相关的节能措施和建议

合理的节能评估方法

能够加强建筑节能管理

提高能源利用效率

从源头上杜绝建筑的能源浪费

二

能耗模拟在建筑节能评估方法

当中的作用

节能评估是一项基于建筑

暖通和电器等多专业的工作

应使用综合的评价方法来进行评估

经过长期的经验积累和研究分析

人们开始研究各类建筑的

能耗的主要性能指标

以确定不同建筑的优越程度

相应的各种评价方法也应运而生

当前国际上

做关于建筑评估的方法

按照评估的类型可以分为三类

基于专家知识的这个主观评价

基于统计数据的客观评价

以及基于模型

系统模型的综合评价

按照评价方式

可以分为列表清单法

生命周期评估方法

以及建筑能耗模拟法

列表清单法的话呢

是将不同的问题进行标记

并赋予权重

进行分项的评分

最终的结果

根据各项汇总计算得出

生命周期的评估方法

是对建筑的寿命周期内的

所有的物质和能源

进行输入输出的列表分析

建筑能耗模拟法

通常以建筑运行阶段的模拟能耗

如单位面积能耗指标

作为最终的评价指标

在此基础上

进行建筑能效的节能评价

要做好民用建筑的节能评估

应遵循特定的法规和标准规范

我们国家的建筑节能

经过30年的发展

已经形成了相对来说

比较完善的法律法规

和规范性文件

等不同层次的法规体系

对于民用建筑进行节能评估时

应首先对各项单项指标

进行相应的对照规范

这是进行节能评估的前提条件

只有在满足标准规范的前提下

才能进行下一步的评估

对于标准当中

所列出来的强制性条文

必须无条件符合

对于标准当中提及的

可以进行权衡的计算的指标

在不满足规定指标的时候的话

可以进行相应的权衡计算

来达到建筑节能的要求

节能评估的具体操作过程是

首先要基于整体性能的限值

和规定性指标的范围

进行规定性指标的评估

既建筑各个部分的规定性指标

和整体性能耗进行限定

其次当各个部分

指标不满足的时候

那么可以对其他的部分加以补充

或者说是通过其他的部分

进行弥补

这就是权衡计算

权衡计算的话呢

是一种对于建筑物节能性能的

一种性能性评价

就是通常所说的

拆东墙补西墙的这种方式

那么可以通过任何一项不满足

节能设计标准当中的指标

来进行权衡

来进行满足节能设计标准的要求

那么一般的话

是通过动态模拟的方式

利用模拟软件来进行

那个权衡计算的

那么由于建筑环境的变化

是一个多因素

共同作用的一个复杂的过程

那么传热过程是非稳态的

那么用人力

很难完成这项复杂的计算

需要通过计算机模拟来进行

通过这个复杂的计算 算法

来得出在建筑物

在环境变化的情况下

采暖空调的

逐时符合的变化的情况

最终得出建筑物的全年能耗

那么这是可以看出呢

建筑能耗模拟软件的

准确性和便捷性

是保证建筑节能评估的重要措施

那么我们国家现在的话

也有不少的能耗模拟软件

比方以国内清华开发的DeST

以及国外的像（英文）DOE-2

等模拟软件

那么都可以进行

相应的这个建筑节能的评估

那么三

建筑节能评估方法

当中的一些关键技术

那么当然

建筑节能评估方法的话

这个有很多的一些技术问题

现在正在探讨当中

我个人认为的话

有以下三个方面的话

可能是比较重要的

首先就是建筑节能评估当中

如何将整个建筑的系统

来进行多层次的分解

那么将一个复杂的负荷问题

进行简化

比方说对一个大建筑的

大型建筑的一个复杂的系统

那么如何将原输配和末端

就系统的话和建筑进行偶合拆分

来使问题进行简单化进行评估

第二个的话

就是如何对于模拟的结果

进行校准

那么这也是一系列

比较复杂的一件事情

那么我们通常的话

是通过实测和模拟结果互相校准

这样的话来进行评估

第三就是如何运用一些

新型的技术

比方说大数据挖掘技术（beam）技术

那么使其这些新型的技术的话

在建筑节能评估当中

得到更好的合理的应用

那么这些的话都是我认为的话

在目前在建筑节能评估阶段

所一些涉及到的一些技术问题

很高兴有机会

能够和大家分享一下

关于建筑能效测评标识

和建筑能耗模拟软件的

一些这种实践与思考

那么我想分这么几个方面

来和大家做一个交流

首先第一个方面就是关于建筑

为什么要搞建筑能效测定标识

这件事情

那么这项工作

是中华和城乡建设部

在2006年开始启动的一项工作

在当时是在组织实施

民用建筑节能条例

作为条例的其中的一项制度

在2008年正式颁布实施

那么做的这个主要的意义呢

当时的时候主要有三个考虑吧

第一个方面

就是如何客观的反应建筑的能耗

那么当然这种客观的反映

不同的这种stakeholder

他可能会有不同的这种诉求

所以的话在客观反映方面

其实反映的信息可能会有所不同

那么另外一个方面就是

关于建筑节能的一个监管手段

作为政府部门

可以对我们建筑的

这种能源的这种消耗

我们实现一种监控

当然第三方面也可以把它作为

我们实施很多国家激励政策的

一些这个基础

所以建筑能效特定标识的

主要的作用或者是主要的意义

大约是这三个方面

那么第二方面的话

我们可以来简单的说一下

就是这二者之间的关系

也就说是咱们能耗模拟

和能效标识之间的关系

那么其实在能效测定标识

当时提出的时候

以及现在我们在整个测定标识的

这个标准当中也谈到说

我们这个标识是分两个阶段

第一个阶段叫理论值阶段

第二阶段叫实测值阶段

那么理论值阶段的话

实际上就是以我们工程竣工以后

建筑的围护结构的这些参数

然后以及我们系统设备的

一些参数为基础

然后来进行能耗的这个模拟

那么在这一个阶段

会用到能耗模拟的

这个相关的这个软件

所以的话二者发生关系

主要是在这个理论值标识阶段

当然这个其实通过

这八 九年的实践来看的话

其实关于整个建筑能耗的

这个模拟过程当中

也还是有存在很多的这种问题

那么主要突出的问题

我想是这两个方面

第一就是计算与实际

之间的这种差异

因为我们现在能耗的模拟

我们是通过算

我们有很多的假设的条件

尤其是这种人的行为也好

使用的工况也好

都是属于一种假定的一种工况

那么和大家实际使用

会有千差万别

这也会造成在后续的

能耗模拟当中会有

与我们的实际的需求存在一定

甚至是比较大的差异

那么第二个突出的问题

是计算与计算之间的差异

也就是说我们用不同的

这个软件来进行计算

或者是由不同的人来进行计算

等等都会造成

我们在能耗模拟阶段的时候

产生很大的差异

所以在这样的条件下呢

其实我们国家很多的省市

甚至现在在地方标准当中

已经禁止或者说不推荐采用

说是这种性能计算的这种方式

那么在这样的条件下

那么我们反思一下

对于这个能耗计算究竟要不要

我觉得这个可能会

应该说是各位同学

我们大家共同来思考一个问题

那么其实对于软件本身来讲

能耗模拟软件本身来讲

之前包括和这个燕老师

以及这个周博士

我们也反复的讨论了很多次

其实我觉得在这里面

主要的核心问题就是两个问题

第一个问题就是核

核是什么

就是内核是什么东西

第二是壳

壳就是有包装的问题

那么对于核心来讲的话内核来说

那么包括DeST DOE-2（energy+）来讲

然后清华也做过很多方面的对比

那么现在其实从结果来看

是会有一些差异

但是这些差异来讲

与壳之间的差异来比

它会小了很多

那么反过头来讲第二个问题

壳上的这种差异就会很大

那么壳上的差异

包括我们的这种输入

输出的这种条件

然后这个参数

然后甚至包括

这个适用范围与特点

这个周博士都做了

很多的这些对比

那么在这样的条件下

如何规范壳实际上就是

规范我们的输入输出

这样的话

我们大家模拟完的这个结果

就能够使它相对准确

那么当然其实对于软件本身

还有一个最重要的问题

就是我们使用者

那么使用者的话

不同的人可能对软件本身的理解

会存在差异

所以我们计算的结果

也是存在千差万别

这也是我们为什么

说是要学习这门课程

那么燕达老师

作为这个DeST的传人之一

能够也许在教大家的过程当中

我们在座的某一位同学

会成为将来这个DeST的传人

那么其实对于DeST来讲

我觉得还有很长的路要走

包括人的行为方式的问题

包括我们的使用的工况的问题

也就说我实际使用的工况

到底是一个什么工况

我们不能总拿这种假想的工况

去推演我们的这种能耗

所以应该来说

那么现在整体上来讲

我们还处在这种发展的

一个过程当中

有些事情要用发展的眼光

去看很多问题

当然美国现在其实也在做

很多类似这方面的这种研究工作

大家可以在后续取长补短

相互学习 共同进步

好 谢谢

在设计标准方面

目前DeST已经成为标准制定

和分析的重要研究工具

例如公共建筑节能设计标准

夏热冬冷地区居住建筑

节能设计标准等

重要的国家建筑节能设计标准

大多采用DeST作为

其标准制定的研究工具

或实施的应用工具

在辅助设计方面

DeST已经应用于很多大型的

具有复杂几何形体的

建筑节能的分析工作之中

例如国家大剧院

这是我国首个非常著名的

具有复杂形体的大型建筑

在国家大剧院之中

它有一个非常复杂的中庭

这个大中庭之中的

室内热环境的模拟和计算

相对来讲很难采用目前已有的

常规设计手段进行分析

因此在2001年

在国家大剧院的设计之中

采用DeST作为其建筑设计的工具

进行了能耗的计算

通过计算得到

全年逐时的冷热负荷需求

我们可以对不同的

冷热源形式和搭配

进行优化和对比

另外一个案例是北京的T3航站楼

由于航站楼具有非常不一样的

建筑物的特质

由于航站楼

和一般的常规建筑对比

它具有占地比较大

而且相对来讲

建筑物的总高度

不是非常高的这么一种特点

而人在这个大的

这种交通枢纽之中往往需要

比较好的这种视觉的感受

一般来讲这种交通枢纽

都会采用比较大的

这种玻璃幕墙作为外围护结构

因为这种大玻璃幕墙

会受到太阳辐射的影响

因此我们会需要

有个比较好的这种挑檐遮阳

对这种建筑物

进行遮阳的一个设计

而T3航站楼在设计之初

就做了非常多的节能方面的考虑

设计了一个非常有特点的挑檐

而这种挑檐遮阳

具体对这种建筑物的能耗

有什么样的影响呢

我们就需要通过DeST来进行

设计的优化和分析

这个例子就是我们在DeST中

进行了T3航站楼的建模

通过计算分析可以看到

我们考虑了遮阳之后

比常规的这种冷负荷计算方法

下降三千个千瓦的冷量的尖峰值

具有非常大的实际的

降低设备容量的这种效果

另外在水立方的设计之中

他们有个非常特殊的

一个设计要点

就是在冬季的时候需要加热除湿

一般在北方的冬季

室内都需要加热加湿的

因此我们一般有热盘管

和加湿这两部分

而在游泳池的设计之中

特别在冬季因为池内需要热负荷

同时室内因为有大量的散湿

会造成很大的这种湿负荷

因此在冬季的

在游泳馆的设计之中

往往非常难的一点

就是需要同时加热和除湿

而进行加热除湿的过程之中

常规我们采用的方法

是用制冷首先除湿

把室内的湿度降下来

从我们左边这个图

里边的M点处理到O点

然后再加热到送风状态点

再送到室内这么一个过程

大家都很了解由于一个致冷

然后再加热这么一个过程

造成了非常大的这种冷热抵消

也会造成非常大的

这种能源的消耗

然后另外一种方式呢

我们可能可以换一种思路

在冬季的时候

增加室外的新风的供给

首先通过新风

和室内鼓风的这种混合

混到送风状态点相同的含湿量

然后再直接把混风

加热到送风状态点上去

这种方法就避免了

这种制冷载热的

这种冷热抵消的问题

但是呢由于增加了

比较多的室外新风

这样的话

也会大幅的增加新风负荷

那怎么去解决这个问题呢

我们可以考虑用一个

这种全热回收装置

和一个显热回收装置

进行新风的余热的这种回收

那可以通过DeST这种计算

可以看得到

通过采用这种变新风

显热回收的这种方式呢

会比变新风全热回收的方式要好

当然整体上整个的能耗

是我们常规方法的二分之一左右

所以通过DeST优化设计

可以为水立方的

节能设计提供很大的

这种数据上的这种支持

另外在国家主体育馆的设计之中

由于建筑物具有非常复杂的

这种几何形体

就是我们常说的这种鸟巢

它几何形体非常复杂

所以我们通过DeST进行建模

可以对国家主体育场的全年的

供冷季冷负荷的分布进行计算

而基于这种冷负荷的分布呢

我们可以选择几台

不一样大的这种冷机

进行合理的搭配

从而使整个冷站的

整体的运行的效率最高

另外同时也是

在这个广州火车站 天津枢纽站

以及北京南站的系统中

由于有不同的

这种室内中庭环境的设计

温湿度独立控制系统

热电冷三联供系统

这都是非常规系统的这种设计

大多都采用了DeST

作为其中分析的重要工具

进行设计的优化

另外一个案例

是深圳的这种平安大厦

这个大厦是一个超高层

整个建筑物的高度

大概是600多米

而随着高度的增加

室外的这种大气的温度

空气的风速以及大气压强

室外含湿量

都会发生相应的一个变化

同时因为温度风速

和含湿量的变化

也会相应的引起

室内的围护结构的传热量

相对湿度

表面的对流换热系数

以及新风负荷的大幅的变化

而对于北方来讲

可能这个问题不是特别凸显

因为你夏季要空调冬季要供热

但对深圳而言

这个地区是以冷负荷为主

一般不会采用供热系统

这么一个设计

但是如果到楼层高度

达到600多米后

可能我们就要评估

是否在这栋楼里面

需要做加热系统

那这是一个对深圳地区建筑来讲

特别对超高层建筑而言

非常重要的一个问题

因此我们可以在DeST中

将整个大楼分成若干个区

在每个区内采用不同的

室外气象参数进行

对整个大楼的能耗进行分析

这个就是我们的

一个分析计算的一个结果

我们可以看到

随着楼层数的增加

越高的区

它的冷负荷相对来讲越低

而对那个热负荷而言

我们可以看到

在顶层开始有这种热负荷

这种需求

另外呢我们也可以采用DeST

对一些新建的建筑物

进行节能的评估

例如DeST在2008年奥运会期间

对所有新建的奥运场馆

都进行了节能评估

另外在对北京市的中央部委的

这种政府办公建筑

进行了节能的一个评估

已经完成160万平米的

公共建筑节能评审的工作

提出近两百多条

可实际操作的具体评估建议

每年的节能用电量

大概是1600万度

此外通过DeST

也可以对建筑物的

实际用能进行标识

建筑能耗标识系统

是希望通过能耗模拟分析方法

获取建筑物的热负荷性能指标

并将其标识于这种销售材料之中

供购房者参考

这是一种通过市场经济手段

促进住宅建筑节能发展的

一种新的一种思路

通过这种标识

我们可以看到在购房书中

我们会附上这种建筑物的户型

以及全年耗热量耗冷量

以及那个全年室内环境

高于舒适度的那种小时数

和低于舒适度这种小时数

那这样的话呢

大家在购买房屋的时候

除了了解它的价格之外

同时也可以对建筑物的热性能

进行一个公示

另外利用DeST

也可以对既有建筑物的

节能状况进行诊断

提出有效可行的节能建议

并对节能措施的效果进行评估

例如我们在美国宾夕法尼亚大学

已经完成了两栋建筑物的

节能诊断过程中

每平米可节约的能耗为12美元

总计近40万美元每年的节能效果

在常规设计之中

我们往往采用能耗分析软件

进行性能化检验

复杂结构系统的负荷计算

方案对比

以及复杂设备系统的分析

以及系统运行风险估计等应用

它整个的一个思路

是首先我们建立

这种被评建筑物的能耗模型

计算出其建筑能耗

同时根据我们

建筑节能设计标准的标准限值

对建筑物进行重新构建

然后形成这种叫做参考建筑

然后对参考建筑能耗也进行计算

然后对比被评建筑和参考建筑的能耗

如果被评建筑的能耗

低于参考建筑的能耗的话

这样的话你的设计呢

是复合性能化评价的要求

如果你被评建筑的能耗

高于参考建筑能耗

那就要对建筑物的

实际围护结构的设计

进行一系列的新的优化

来达到设计标准的要求

下面这个就是在北京的一个

大型商业办公建筑物的

性能化检验的案例

因为这个楼具有

非常复杂的几何形体

以及非常多的挑檐遮阳

以降低建筑物的耗冷量

因此需要对这个建筑物

进行几何建模

同时对遮阳系统进行设计

然后同时对比这个建筑物

全年累计的热负荷和冷负荷

与参考建筑物的

冷热负荷进行对比

最终评价这种建筑物

是否能够满足

节能设计的这种要求

另外在一些

复杂围护结构的负荷计算之中

也非常需要采用

能耗分析软件进行辅助

随着建筑技术不断的发展

现在新的建筑结构形式

也不断的复杂

像水立方采用的这种

ETFE的这种膜的结构

以及很多新型建筑物的采用的

这种双层屏幕墙这种结构

这都无法采用我们现在目前

常规的设计进行分析

因此很多时候

都求助于能耗分析软件

进行能耗计算

同时对一些复杂中庭大的空间

像这种建筑物的形式

也很多都采用能耗软件

进行全年的负荷计算

在工程设计之中

我们往往会遇到方案比选的问题

例如应该采用什么样的

围护结构方案冷热源方案等等

通过模拟分析的方法

可以获得不同方案的

实际运行状况和能耗

从而有利于分析

应该采用哪种方案

更加经济和可行

例如

在北京的某商业综合体制之中

由于它有非常大这种屋顶花园

和屋顶中庭等等这些空间

可能大家会比较了解

这种具有大玻璃顶的这种空间

会存在非常大的热环境的问题

在夏季的时候

因为太阳辐射和温室的效应

会造成比较大的冷负荷

和室内会比较偏热的这种状况

而在冬季特别对于夜晚而言

它会有比较多的这个热负荷

就说冬季会比较偏冷

但它也有一定的好处

就是这种大的屋顶

会降低照明的能耗

解决的方法呢

我们目前一般会采用

这种玻璃顶的这种彩釉点的

镀彩釉点的这种方式

来降低太阳辐射的获得量

然后从而优化整个冷热负荷

但是彩釉点的这种密度

会影响到这个整个的

太阳辐射的这种透过率

因此需要通过模拟分析的方法

对不同的这种彩釉点的负荷概率

其对冷负荷热负荷

以及照明负荷的变化影响

进行综合分析

然后评估最合适的

这种彩釉点覆盖率应该是多少

随着新技术和新产品的

不断的开发和应用

在建筑节能领域也往往会采用

很多新型的复杂设备系统

例如像冷热电三联供系统

温湿度独立控制系统

和蓄能系统等等

这时候往往就需要

通过模拟分析的手段

对不同系统的全年逐时的负荷

进行细致的校验和分析

以检验系统的

实际运行状况和运行效果

列入在天津枢纽站

和北京南站系统中

就要对温湿度独立控制系统

热电冷三联供系统的

全年运行状况

进行深入的分析和比较

由于系统的运行状况

受全年的气侯

室内发热和设定参数的影响

会不断发生变化

而系统运行时

往往会发生冷热不匀

过冷过热的这种情况

而通过模拟分析的方法

可以对这些系统运行之中

可能产生的风险进行预判

以及定量化评估

其中出现不满意的小时数

和可能出现的比例

例如在CCTV的新楼中

有室内的内区和外区

而内区外区

往往它设定温度和室内发热量

有发展显著的这种差异

如果不做准确的

这种校核和检验的话

往往会出现内区过热

外区过冷的这种现象

通过模拟分析可以看到

随着系统的增大

系统所出现不满足的时间

也会大幅的增加