北京地区混合式运行办公建筑被动式技术研究

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为了在保证建筑室内热环境的舒适性与降低建筑能耗两者之间求得共赢,对建筑进行空调系统设置的同时,又会尽可能地利用自然通风技术,从而出现了一类数量众多的处于空调建筑与自由运行建筑中间状态的建筑——混合式运行(mixed-mode)建筑。论文选择北京地区混合式运行办公建筑作为研究对象,以解决“混合式运行办公建筑室内热环境如何评价?”、“保证室内热环境舒适性前提下的混合式运行办公建筑被动式技术如何应用?”两个问题为目的展开。论文首先对目前热舒适评价标准尚未涉及的混合式运行建筑室内人员的热舒适适应性进行了探讨,通过对相关调研结果的整合、分析,指出混合式运行建筑内人员对室内热环境具有适应性,对于混合式运行建筑,可以将其看作自由运行建筑进行空调设定温度的选择,基于我国《民用建筑室内热湿环境评价标准》(送审稿)划定的自由运行建筑室内热湿环境的舒适区间,提出了北京地区混合式运行办公建筑空调设定温度的选择方案。选用建筑全能耗分析软件EnergyPlus对被动式技术的应用策略进行模拟研究。在对两间实验小室空调运行能耗实际测量并使用EnergyPlus软件对其空调运行能耗进行模拟的基础之上,运用单样本K-S检验、配对样本T检验等统计分析方法对EnergyPlus软件模拟的可靠性进行了验证。另外,模拟研究对建筑能耗模拟过程中照明负荷及自然通风量的计算方法进行了改进。在此基础上,对某一办公建筑模型进行了全空调、混合式、自由运行三种运行模式对应的四个工况下的建筑能耗、室内热环境舒适性的对比分析,结果表明混合式运行模式是最为合理的建筑运行模式。基于敏感性分析用基准模型的选取原则,建立了多层板式办公楼、高层筒式写字楼两个基准建筑模型。引入敏感性分析的思想,以EnergyPlus建筑能耗模拟为手段,对北京地区的典型办公建筑进行了朝向、建筑体形、墙体保温、窗墙比、建筑遮阳、自然通风等被动式技术的敏感性分析,从而形成了相应的被动式设计策略。最后,选取北京地区某节能示范工程——Future House,对该建筑进行了运行模式、窗墙比、建筑遮阳以及外墙保温等方面的调整,以此验证论文提出的混合式运行办公建筑被动式设计策略的实际应用效果。
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