高松涛
上海邮电设计咨询研究院有限公司 上海 200433
摘要：本文基于Ecotect软件，对revit软件导出的某小型办公楼的建筑能耗进行了模拟分析，根据规范内容对整个建筑进行参数设置，得出建筑逐时冷热负荷及冷热负荷的主要构成，并从建筑围护结构、朝向、太阳能得热等方面降低建筑能耗。
关键词：Ecotect；冷热负荷；围护结构；能耗分析
1 建筑概况
该办公楼的位于辽宁省大连市，建筑面积为158m2，建筑层数为3层，建筑为南北朝向，建筑总高度为6.5m，建筑体型系数为0.426。
2 建筑模型及属性设置
2.1 建筑模型
本次模拟分析首先在revit软件中绘制建筑模型，导出gbXML格式并导入Ecotect软件，对建筑进行能耗模拟分析，导入Ecotect软件的模型见图1。
图1 Ecotect软件中建筑模型图
2.2 建筑围护结构
建筑主要围护结构组成见表1 ，各围护结构综合传热系数数见表2。
表1 建筑围护结构组成
2.3 建筑区域属性设置
2.3.1 室内条件设计
室内条件设计主要包括着衣量、相对湿度、风速、室内照度，着衣量为简单上午套装1clo，相对湿度为60%，风速为0.5m/s，室内照度为300lux。
2.3.2 人员和设备运行的设置
1）人员情况
标准中规定，普通办公室人均占有使用面积4m2，人体的活动量设置为“静坐—70W”，人员时间表分为标准工作日和标准休息日，其设置分别见图2、图3。
图2 标准工作日时间表 图3 标准休息日时间表
2）室内得热情况
主要设置由灯具与小型电器产热而带给建筑的显热得热和潜热得热。一般情况下普通办公室照明功率密度值是11W/m2，电气设备功率密度值是20W/m2，因此显热得热和潜热得热的总数约为10W/m2，其时间表设置也分为标准工作日和标准休息日，具体设置与1）中人员设置相同。
3）渗透率
渗透率设计主要包括空气交换率、环境附加换气率，该两项指标分别设置为0.5和0.25次 /h。
2.3.3 热环境属性设置
（1）HVAC系统：系统类型为“仅供冷”，效率为95%
舒适温度区间：18~26℃
（2）运行时间：9:00-17:00
3 建筑能耗模拟分析
3.1 逐时得热/失热分析
在逐时得热分析图中，包含了采暖空调负荷、围护结构导热的得失热、综合温度产生的热量、阳直射辐射得热、冷风渗透得失热、内部人员与设备得热、区域间得失热7项内容。以7月1日为例，分析逐时冷负荷及负荷构成，见图4。夏季围护结构导热及冷风渗透得失热量较小，既不产生冷负荷，也不产生热负荷，而太阳直射辐射及内部得热是建筑得热的主要方式，区域间传热是各区域在工作时间内散热的主要方式。
图4 大连某办公楼7月1日逐时负荷图
3.2 被动组分得热分析
表3表明建筑围护结构及冷风渗透失热量是建筑一年主要失热方式，而内部人员与设备、太阳能直射辐射及综合温度产生的得热量为建筑一年内主要得热方式，其中以内部人员与设备得热为主。
表3 被动组分得失热表
4.2 遮阳构件分析
在民用建筑中，阳光透入窗户进入房间，会造成室内过热，影响人体舒适。夏季外窗应采取遮阳措施，防止过多直射阳光直接照射房间。设置遮阳构件主要有两个目的：一是避免光线直射入室内而造成眩光等，二是避免夏季阳光直射入室内造成室内温度升高影响室内热舒适。
以一楼南向最东侧第一个窗户为例进行遮阳构件分析，遮阳方式选择Surrounding Shade（环绕式遮阳），遮阳构件与窗户顶边与窗户侧边的距离分别为100mm、100mm，遮阳构件翘起的角度为0°，日期/时间设为夏天/8:00—18:00。
4.4 建筑能耗优化设计与分析
根据本章其他小节内容，对建筑能耗优化设计，将建筑朝向设置为最佳朝向177.5°，南向所有外窗的遮阳结构设置为环绕式遮阳，遮阳构件与窗户顶边与窗户侧边的距离分别为100mm、100mm，遮阳构件翘起的角度为0°，日期/时间设为夏天/8:00—18:00，同时改善建筑围护结构传热系数见表4。
表5为改善后各被动组分得失热，可以看出，围护结构全年失热量和综合温度全年产生得热量变化较明显，分别由原来的51.2%减小到20.6%，13.4%减小到0.2%，减小围护结构传热系数可以从很大程度上减小建筑热负荷。太阳直射辐射全年得热量由原来的23.9%减小到20.1%，改善前后相差不大，由于大连地区的最佳朝向为177.5°，与正南正北朝向相近，所以太阳直射辐射得热量变化较小。
表5 改善后各被动组分得失热表
5 结论
本文利用Ecotect软件，对建筑进行能耗模拟分析，得到逐时冷热负荷曲线，冷热负荷主要构成。夏季，围护结构导热及冷风渗透得失热量较小，既不产生冷负荷，也不产生热负荷，而太阳能直射辐射及内部得热是建筑得热的主要方式，区域间传热是各区域在工作时间内散热的主要方式。建筑冬季失热以围护结构导热和冷风渗透为主，内部人员与设备得热在全年保持相对稳定状态，太阳直射辐射得热在夏季对建筑有相对较小的影响。
论文作者:高松涛
论文发表刊物:《防护工程》2018年第10期
论文发表时间:2018/9/21
标签：建筑论文; 遮阳论文; 负荷论文; 结构论文; 热量论文; 得失论文; 构件论文; 《防护工程》2018年第10期论文;