当前课程知识点：建筑室内热环境模拟及应用 > 第三章 住宅类建筑能耗模拟分析方法 > 03-02-住宅中的热点问题-1 > 03-02-住宅中的热点问题-1
随着我国住宅产业的飞速发展
其中也产生了一系列热点问题
其中包括被动房建筑
南方采暖以及北方热改等等问题
我们下面将分别对几个热点问题
进行深入的一些分析
从上世纪90年代开始
低能耗建筑 被动式建筑
已经在欧洲广泛受到关注
目前欧洲已有大概3万栋
近零能耗建筑
近年来随着建筑节能工作的
不断推进
近零能耗建筑的概念
已经在我国各地日益受到关注
例如秦皇岛的“在水一方”
和乌鲁木齐的幸福堡等
被动式建筑已经相继地落成
已经受到了广泛的关注
和热烈的讨论
那这种高性能的住宅建筑
普遍具有什么样的一个特点呢
其中他们一般都包括
高性能的外围护结构
和比较好的气密性
同时也有很多
防止热桥的措施
保证建筑物的热损失降到最低
同时也具有高效率的
新风热回收装置
通过增强外围护的保温
可以有效降低被动房建筑
在冬季通过围护结构的散热
同时对于渗风负荷的部分
增加气密性
可以有效使得通过门窗的
渗漏风和损失的热量
降到最少
但同时我们还要考虑
为了保证室内人员的卫生需求
需要配备机械通风设备
和排风设备
来持续为室内
进行有效的通风换气
夏季空调与冬季的采暖
有显著的不同是什么呢
在夏季空调需要从室内
排出的热量
绝大部分是来自于
室内的各种家用电器
照明、设备和人员
所产生的室内放热量
以及太阳光通过外窗
进入到室内的热量
还有少部分是来自于
通过外墙的传热
而这点是与冬季的采暖
有非常大的不同的
在夏季的夜间和过渡季节
往往室外的温度
会低于室内的温度
而这个时候如果我们通过
开窗通风的方式
可以有效的将室内热量
排除到室外去
而如果我们这个时候不开窗户
而且同时增加围护结构保温的话
反而会使得围护结构
向外传出去的热量大大减少
导致冷负荷的大幅增加
因此像被动房等
这种高性能围护结构建筑
在我国不同的气候区是否适用
是一个非常值得
深入分析的一个问题
那么在这里我们就可以采用
能耗模拟的方法
对这个问题进入深入的分析
通过对不同气候条件
围护结构性能参数
以及使用模式的住宅
进行能耗模拟
可以对高性能围护结构住宅
在我国不同气候区的这种适用性
进行全面的评估
进而可以明确我国居住建筑
今后的一个发展方向
因此我们可以结合
我国不同气候区的
居住建筑节能设计标准
以及高性能围护结构的设计标准
对建筑物的保温性能
换气次数进行合理的设定
同时也可以结合得到的采暖
和使用模式
对我国不同的住宅建筑物
进行能耗的模拟
通过模拟分析
各地的热负荷情况
可以看到在德国的柏林
我国的哈尔滨、秦皇岛、北京等
这种严寒和寒冷地区
那么高性能的围护结构住宅
相比于现有标准的住宅
其全年的热负荷数值
有了明显的下降
而在我国的夏热冬冷
和夏热冬暖地区的上海和广州
其热负荷的指标
下降得就没有那么显著
特别是在广州
无论是常规建筑
还是我们的高性能围护结构建筑
它的热负荷数值都接近于0
而我们如果对比
冷负荷的模拟结果
就可以看到高性能的围护结构
这种建筑物对冷负荷的下降
却不是非常地明显
通过综合对比全年的运行能耗
可以看到在北京
秦皇岛、哈尔滨
这些严寒地区和寒冷地区的城市
通过提高建筑物的
围护结构性能参数
可以使得围护结构的热负荷
大幅地下降
而冷负荷增加非常有限
这样综合而言
在我国的严寒地区和寒冷地区
做这种高性能的围护结构住宅
是非常有效的一种方式
而在我国的上海广州等
夏热冬暖和夏热冬冷地区
如果采用高性能围护结构
这种建筑物
它的总的耗能量下降
却不十分地明显
因此在这些地方做被动防护的
高性能围护结构的建筑物
就需要非常地谨慎
需要反复的论证
除被动房建筑物之外
南方采暖问题
也是近年来在住宅建筑中
非常热议的问题之一
随着近年来长江流域
居民生活水平的不断提高
对室内环境的需求
也在不断地提高
加之近年来
冬季经常出现一些极寒的天气
使得长江流域居民对于提高
冬季室内温度的呼声
日益地强烈
下面我们请同济大学的周翔老师
对夏热冬冷地区
冬季采暖问题进行一个介绍
下面我给大家简单的介绍一下
长江流域采暖的特点
那我们说在长江流域
不属于我们国家的
集中采暖地区
那根据我们2010年
调研下来的结果在这个地区
大约有90%以上的居民
目前是采用这种
分体式的这种空气源热泵
作为冬季的采暖设备
剩下的有一部分居民
由于他的经济状况比较好
对这种采暖的需求比较高
所以他采用地板采暖的方式
那地板采暖的方式
它的特点有两种
一种是壁挂式的燃气炉
还有一种是
空气源热泵的热水机组
那这样的居民
在我们2009年调研下来的
比例里不到1%
近年来这个比例有所上升
应该目前的数量超过1%了
另外就是这个地区的居民
广泛使用电热毯
分体式的这种电热油汀
小太阳等等
这样的分散式的采暖的设备
来进行采暖
作为这个地区采暖方式的
一个补充
那在这个地区
因为绝大部分的居民
他使用的还是
可以随时开关的
空气源热泵
或者说分体式空调
来进行采暖
那居民在离开房间
或者说离开家的时候
它会选择把空调关闭
另外在他不觉得冷
或者说在他晚上睡觉以后
他也会选择定时关闭
那这种使用方式
带有典型的“部分时间
部分空间”的
使用的模式
那这样的模式下
就会使得这个地区的采暖能耗
目前处在一个很低的水平
那根据我们对于
这个地区居民的电费单的
这样一个调查
我们发现在采暖能耗上
这个地区的居民
每年每平米大约是4度电
也就是说一个100平米左右的
这样的一个房子
一年的采暖能耗
大约是400度电
折合下来就应该是200多
到300块钱
这样的一个采暖费用
所以相比北方地区的
集中供热下的
这样的一个采暖费而言
是一个非常低的水平
另外就是对于一些
使用了燃气炉
加地暖的这样一个住户
我们也调查了整个小区的
一个使用的情况
我们发现
每平米燃气的消耗量
算钱以后大约是15块钱每平米
这是一个平均水平
那也就是说100平米的居民
他冬季时候的采暖费用
平均可以到1500块钱
高的话甚至可以到3000块钱
甚至更高
那这样也就创造了一个
室内更宜居
而且每个房间都很暖和的
这样一个环境
那它的代价就是费用
和能耗的整体提升
那针对这个地方的居民
使用的这种采暖方式的特点
在建筑的能耗模拟里面
我们就要采用
或者说我们就要考虑
人的行为
对于建筑能耗的整体影响
因为这里面人的这种“部分时间
部分空间”的间歇式操作
对于空调采暖能耗来讲
影响是非常大的
那我们根据调查
可以得到这个地区的居民
在什么样的温度下
它开空调的概率是多少
从而获得他的行为模式
进而我们可以分析
采用这种
空气源热泵采暖的居民
它的能耗大概是多少
采用地暖的居民
它的能耗大概是多少
这样通过模拟的手段
就能够有效地把这个问题
计算出来
好 谢谢大家
通过周老师的介绍
我们可以看到
我国夏热冬冷地区
冬季采暖问题
有它自己的显著特征
下面我们将通过
实际调研的数据和案例分析
对这个问题进行深入的剖析
通过大量调研测试数据可以看到
像上海、武汉、重庆等
夏热冬冷地区
冬季采暖的单位面积的电耗
仅为3到4度电每平米
而这个采暖能耗是大大低于
我国北方城镇采暖的能耗
也显著低于发达国家
同样气候区的采暖能耗
另外一个非常显著的能耗特征是
户间的这种
采暖能耗水平差异非常地显著
通过室内温度的测试可以看到
在采暖时间段内
室内的平均温度
是15到18摄氏度
而不采暖的时间段内
房间温度是8到15摄氏度
整体上室内外的温差
相对北方而言非常地小
室内外的衣着量
差异不是非常显著
这是我国北方和南方采暖
一个巨大的差别
那在采暖设备上
南方地区大多是以这种分体空调
和加一些局部的
电热设备为主
其中包括小太阳
和电热毯等等
而在采用相同设备的家庭
采暖的方式
使用的频次上
也具有巨大的差别
而这种冬季采暖的方式
一般普遍采用的
间歇式采暖方式
即“部分时间
部分空间”这种方式
一般都是觉得冷了才开
或者是人在房间的时候开
或者固定的时间开启
而人一般离开之后
都会把空调关闭
和我国北方地区相对比
在我国夏热冬冷地区的居民
普遍都有冬季开窗通风这种习惯
通过调研可以看到
大部分居民认为
需要通过开窗的方式
才能有效地保证
室内空气的品质
因此在我国夏热冬冷地区
城镇住宅的采暖特点
和北方城镇采暖的特点
有非常显著的不同
目前我国夏热冬冷地区的居民
大多都是这种自采暖
而且采暖形式非常的多样
而居民采用的这种采暖方式
具有非常显著的多样性
分散性和局部性特点
不同采暖形式的室内热环境
能耗和费用
都有非常显著的差异
通过以上的调研问卷
和测试案例的结果
可以初步归纳出
11种较为典型的采暖模式
通过模拟计算的结果
我们可以看到
采用这种“全时间 全空间”的
集中供热方式
它的能耗是我们
分体空调的
“部分时间 部分空间”方式
能耗的六到十倍
通过以上计算得到
不同采暖模式下对应的能耗
并结合调研得到的
城镇家庭的户数
采暖模式的分布状况
系统的能效水平
以及围护结构性能的分布
可以综合计算得到
我国夏热冬冷地区
城镇住宅冬季采暖的总能耗
例如在2013年
我国夏热冬冷地区
冬季采暖的总用量
大概是960万吨标准煤
而其中分体空调和局部采暖
这两种方式
占到全部的方式里的
将近80%左右
在我国夏热冬冷地区
冬季采暖问题之中
有以下几个技术关键点
一是应该适当提高
围护结构的保温性能
加强围护结构的气密性
第二是充分保证
末端调节的灵活性
和使用者调节的自主性
第三需要合理的优化
地水源热泵系统的设计方法
避免设备容量的冗余
这个在很多实际案例中可以看到
很多地源水源热泵的系统
设计容量普遍偏大
而实际的使用的量
往往只到设计容量的50%左右
另外需要改善分体空调的
结霜和气流组织问题
由于我们大部分分体空调的设计
都是按照夏季空调
来进行设计的
因此大多采用
上送风的方式
在冬季的时候
很容易会产生
气流组织的问题
使得大量的热风下不来
因此为了解决
我国夏热冬冷地区
冬季采暖的问题
需要对我们分体空调
冬季供热的气流组织方式
进行进一步的优化
另外在我国夏热冬冷地区
越来越多的居民
都采用了燃气的
地板采暖系统
而这种系统往往具有调节慢
而且启动慢的这种特征
导致我们在实际的运行之中
居民往往会抱怨
调节上头会有很大的问题
因此非常需要采用
新的一种技术
去实现燃气地板采暖的
快速启停和快速调节
另外在局部采暖设备方面
需要提高使用者的舒适度
同时控制设备的辐射温度
减少安全的隐患
通过前面的模拟计算
我们可以看到
通过围护结构的性能提升
和能效等级的提高
以及阶梯电价等等方式
可以大幅降低
采暖空调的能耗
因此通过前面的分析
我们可以看到在我国长江流域
居民大多采用这种自采暖的方式
而这种采暖普遍具有
显著多样性 间歇性
和局部性的特点
不同的采暖形式的室内热环境
能耗费用都有很显著的差别
而该地区居民采暖
有着向高服务水平
高能耗方向发展的趋势
如果任其自由发展
而不加以积极的引导
将会带来巨大的
能耗增长的压力
因此应该积极地通过
各种政策技术措施
在避免该地区冬季采暖
能耗大幅增长的前提下
积极改善和提高
夏热冬冷地区
居民室内环境的质量
-01-01-建筑设计与运行中存在的问题与挑战
-01-02-建筑模拟是解决上述问题的重要手段
-01-03-建筑模拟的历史与分类
-01-04-DeST的介绍与特点
-01-05-DEST的应用
--Video
-01-06-准确性问题
--Video
-01-07-建筑模拟过程中常见的几个问题
--01-07
-01-08-课程目标与安排
--Video
-01-09-录屏-DEST简介
--01-09
-01-10-录屏 DEST建模
--1-10
--1-11
-第一章 绪论--第一次作业
-02-01-建筑热环境的三大传热过程
--Video
-02-02-非透明围护结构的热平衡过程
--Video
-02-03-透明围护结构的热平衡过程
--Video
-02-04-室内空气的热平衡
-02-05-建筑热过程的动态求解方法简介
--Video
-02-06-室外气象参数的取值方法
--Video
-02-07-录屏：DeST围护结构的设定
-02-08-录屏：DeST建筑全局设定
--Video
-第二章 建筑热过程与负荷计算--第二次作业
-03-01-中国城镇住宅建筑现状
-03-02-住宅中的热点问题-1
-03-03-住宅中的热点问题-2
-03-04-住宅特点及模拟要点
-03-05-住宅模拟案例-1
-03-06-住宅模拟案例-2
-3-7-房间功能设置1
--Video
-3-8-房间功能设置2
--3-8
-3-9-房间功能设置3
--3-9
-3-10-房间功能设置4
--3-10
-第三章 住宅类建筑能耗模拟分析方法--第三次作业
-04-01-公共建筑用能现状
-04-02-公共建筑的用能特征
-04-03-公共建筑模拟中的关键点
-04-04-模拟分析的实例
-04-05-录屏：建筑参数设定（1）
-04-06-录屏：建筑参数设定（2）
-04-07-录屏：建筑参数设定（3）
-04-08-录屏：建筑参数设定（4）
-04-09-录屏-报表解读（1）
-04-10-录屏-报表解读（2）
-04-11--录屏-报表解读（3）
-04-12--录屏-报表解读（4）
-第四章 公共建筑能耗模拟分析方法--第四次作业
-5-1 环境控制方案模拟的工程背景和影响因素
-5-2-环境控制系统模拟的实际工程应用
-5-3-空气处理设备方案的影响因素
-5-4-空气处理设备的模拟分析方法
-5-5-录屏：DeST中Scheme模拟计算的操作方法
-5-6-录屏：DeST中AHU模拟计算的操作方法
-第五章 环境控制模拟分析方法--第五次作业
-06-01 冷热源与水系统的工程背景与实际意义
-06-02 冷热源与水系统的模拟设计方案
-06-03 特约采访：空调水系统常见工程问题介绍-张野
-06-04 建筑能耗系统的背景和主要内容
-06-05 建筑能耗系统模拟的基本方法
-06-06 特约采访：分项计量系统与模拟的关系-沈启
-06-07 经济性分析的基本方法
-06-08 经济性分析的实际工程应用
-06-09 特约采访：经济性模拟分析的必要性与特点-王福林
--06-09 特约采访：经济性模拟分析的必要性与特点-王福林
-06-10 录屏：冷热源与泵站分析的具体操作
-06-11 录屏：其他能耗系统模拟计算模块操作
-06-12 录屏：经济性分析模块模拟操作
-第六章 冷热源方案设计与经济性分析--第六次作业
-07-01 建筑光环境：窗和遮阳
-07-02 DeST中的遮阳计算与日影分析
-07-03 外檐的遮阳与建模技巧
-07-04 DeST中的采光模拟分析方法
-07-05 DeST软件使用的实用专题
-07-06 批处理功能介绍
-07-07 多联式空调系统VRF的主要特征
-07-08 VRF系统的设计关键点
-07-09 录屏：VRF多联式空调系统模拟计算方法
-07-10 录屏：DeST中的遮阳模拟计算方法
-07-11 录屏：DeST中的阴影和采光计算
-07-12 录屏：阳光遮挡对负荷影响的模拟分析
-07-13 录屏：遮阳板对负荷影响模拟分析
-07-14 The Interview of Sun Kaiyu from Lawrence Berkeley National Laboratory about the practical eng
--Video
-第七章 VRF系统与建筑采光模拟及批处理操作--第七次作业
-08-01 人行为对建筑能耗的影响
-08-02 人行为的定义、分类与特征
-08-03 人行为的模拟分析方法
-08-04 人行为建模与实际应用（1）
-08-05 人行为建模与实际应用（2）
-08-06 录屏：DeST软件中人行为模拟模块的计算
-08-07 访谈：IEA能源分析师Brian Dean谈建筑人行为
--08-07 访谈：IEA能源分析师Brian Dean谈建筑人行为
-第八章 人行为模拟分析方法与DeST应用案例介绍--第八次作业
