办公建筑节能的智能化设计研究_唐洋平.docx
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1、 中图分类号 _ 学校代码 10533 UDC _ 密级 公开 硕士学位论文 办公建筑节能的智能化设计研究 Energy-efficient office building intelligent design research 作 者 姓 名 : 唐 洋 平 学 科 专 业 :建筑学 研究方向:建筑设计及其理论 学院(系、所 ): 建筑与艺术学院 指 导 教 师 : 黄 杏 玲 中南大学 2014 年 5 月 学位备文康却牲 用 本人郑重声明,所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研 究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了论文中特别加以标注和致 谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写
2、过的研究成果,也 不包含为获得中南大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材 料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确 的说明。 申请学位论文与资料若有不实之处,本人承担一切相关责任。 学隹袼文狀权使用提权书 本学位论文作者和指导教师完全了解中南大学有关保留、使用学 位论文的规定:即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论 文的复印件和电子版;本人允许本学位论文被查阅和借阅;学校可以 将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用 复印、缩印或其它手段保存和汇编本学位论文。 保密论文待解密后适应本声明。 办公建筑节能的智能化设计研究 摘要 : 21 世纪之
3、初,随着石油与能源问题的再次爆发,建筑节能继 续成为当今世界各国普遍关注的热点问题,也是建筑技术进步的一个 重大标志,是 21 世纪世界建筑发展的大潮流大趋势。建筑产业是全 世界能源消耗最大的三大产业之一,办公建筑是重要的耗能建筑类 型,对办公建筑进行节能设计具有重要意义,运用智能化技术对建筑 节能设施进行优化设计是办公建筑节能设计的一个方向,但目前办公 建筑节能的智能化设计还存在很多问题。 办公建筑节能的智能化设计涉及可持续建筑设计理论,集成化设 计建筑理论及建筑智能化设计理论。办公建筑节能的智能化设计 主要 依据三个原则来进行:资源节约的设计原则;高效集成的设计原则; 环境舒适的设计原则。
4、论文根据办公建筑节能的智能化设计相关理论 及原则,对办公建筑遮阳节能的智能化设计、办公建筑通风节能的智 能化设计和办公建筑采光节能的智能化设计模式进行了研究,并对各 种模式的适应范围及优劣进行了比较。 随着时代和科技的进步,办公建筑节能的智能化设计内涵越来越 丰富,这对智能化技术与建筑节能技术的结合提出了更高的要求。本 文的不足之处是仅对办公建筑遮阳、通风和采光节能的智能化设计进 行了研究,没有涉及其它节能技术的智能化设 计,如:设备使用节能 模块系统、水处理控制系统、节能电梯监控系统、太阳光热监控系统、 风力发电监控系统、水 /地源热泵监控系统、绿色数据系统等等,对 各种节能技术进行智能化设
5、计,并使之与建筑有机结合将是下一个研 究方向。本文有 93 张图, 8 张表。 关键词办公建筑节能 ,遮阳智能化设计;通风智能化设计;采 光智能化设计 分类号: TU984 Energy-efficient office building intelligent design research Abstract: At the beginning of the 21st century, as the oil and energy problems erupted again, energy-efficient building become a hot issue of common con
6、tinue to be concerned by all countries in the world today, which is a significant symbol of architectural technology progress, it is also a trend of world architecture development in the 21st century. Construction industry is one of the largest energy consumption of the three major industries in wor
7、ld. Office building is an important building type with energy consumption, study of office building energy efficiency design has great significance. Applying intelligent technology to achieve office building energy conservation is a design direction. But now, many problems of intelligent office buil
8、ding about the utilization of energy still exist. Intelligent design of office building energy efficiency involves theory of sustainable building design, integrated design theory and construction theory of intelligent design. Intelligent design of office building energy efficiency mainly carried out
9、 on the basis of three principles: the design principle of resource saving; Efficient integration of design principles; The design principle of environment comfortable. Based on the relevant theory and principle of energy-efficient office buildings intelligent design, the paper trying to study the o
10、ffice building shading energy-saving intelligent design, the intelligent office building ventilation and energy saving design and the design of the intelligent office building lighting energy saving mode, and try to compare the advantagesanddisadvantagesaboutpattemsofadaptiverange. Along with the pr
11、ogress of The Times,science and technology,Office building energy-saving intelligent design has more and more rich content, higher requirements are put forward about how to combine of the intelligent technology and building energy efficiency technology .The shortcomings of this article are only stud
12、ied the office building shading, ventilation and lighting energy saving of intelligent design , not involving other energy saving technology of intelligent design, such as: equipment energy-efficient module system, water treatment control system, energy saving elevator monitoring system, monitoring
13、system of sunlight, wind power monitoring system, water, ground source heat pump monitor system, green data system etc., The intelligent design of aboveenergy saving technologies and organic combination of architecture will be the next research direction, Keywords : office building energy efficiency
14、; shade intelligent design; ventilation intelligent design; lighting intelligent design Classification: TU984 目录 学位论文原创性声明 . I 摘要: . II 1 雜 . 1 1.1研究背景 . 1 1.2研究内容及意义 . 2 1.2. 1研究内容 . .2 1.2. 2研究意义 . . . 3 1. 3办公建筑节能的智能化设计实践 . 4 1. 3. 1国外相关实践 . 4 1.3. 2国内相关实践 . . .6 1.4研究方法及论文框架 . 9 2办公建 M能的智能化设计相关理
15、论及设计原则 . 11 2.1办公建筑节能的智能化设计相关理论 . 11 2.1.1可持续建筑设计理论 . 11 2. 1. 2集成化建筑设计理论 . 12 2. 1. 3建筑智能化设计理论 . 13 2. 2办公建筑节能的智能化设计原则 . 14 2. 2.1资源节约的设计原则 . : . 14 2. 2. 2高效集成的设计原则 . 16 2. 2. 3环境舒适的设计原则 . : . . . 16 3办公建 阳节能的智能化设计 . 21 3. 1办公建筑光伏系统遮阳节能的智能化设计模式 . 22 3.1.1百叶式光伏幕墙系统遮阳节能的智能化设计 . . 23 3.1. 2双通道光伏玻璃幕墙系
16、统遮阳节能的智能化设计 . 25 3.1. 3采光屋顶太阳能遮阳节能的智能化设计 . 27 3.1. 4热反射百叶遮阳节能的智能化设计 . 30 3.1. 5光伏遮阳阵列遮阳节能的智能化设计 . . 32 3. 2不同遮阳节能智能化设计模式的性能比较 . 32 4办公建筑通风节能的智能化设计 35 4. 1办公建筑呼吸式玻璃幕墙通风节能的智能化设计模式 . 35 4. 1. 1办公建筑呼吸式玻璃幕墙自然通风节能的智能化设计 . 36 4. 1. 2办公建筑呼吸式玻璃幕墙机械通风节能的智能化设计 . 36 4.1. 3办公建筑呼吸式玻璃幕墙混合通风节能的智能化设计 . 37 4. 1. 4办公建
17、筑呼吸式玻璃幕墙节能的空气循环方式 . . 37 4.1. . 5办公建筑呼吸式玻璃幕墙节能的监控系统 . . 38 4. 2不同呼吸式玻璃幕墙通风节能智能化设计模式适应的气候条件 . 42 4. 3办公建筑内部环境自然通风节能的智能化设计模式 . . 43 4. 3. 1利用风压自然通风节能的智能化设计 . .45 4. 3. 2利用热压自然通风节能的智能化设计 . 46 4. 3. 3风压与热压相结合的混合型自然通风节能智能化设计 . 48 4. 4不同内部环境自然通风节能的智能化设计模式适应的办公建筑形式 . 49 5办公光节能的智能化设计 . 51 5. 1办公建筑采光节能的智能化设计
18、模式 . 51 5. 2.1办公建筑自然采光节能的智能化设计 . 51 5. 2. 2办公建筑人工照明节能的智能化设计 . 64 5. 2不同采光节能智能化设计模式适合的办公建筑空间 . 66 6结语 . 67 辨嫌 . 70 读学位期间主要的研究成果 0录 . 74 致谢 . 75 1 绪论 1.1 研究背景 1. 办公建筑节能提出的时代背景 1970年代,第一次石油危机爆发开始,各种类型建筑物陆续提出了建筑节 能的概念,融合了建筑技术、环境能源等多个领域。二十一世纪初期,石油与 能源的问题再次被提上桌面,建筑节能继续被大家关注着,是新世纪建筑发展的 新趋势。全世界的能源消耗最大的来源主要集
19、中于三大行业 工业、交通与建 筑(见图 1 一 1)。从建筑全生命周期层面分析,建筑在从投入建设之初到使用运 营到废弃的过程中消耗了大量的 能源,排放出大量的有毒排放物, 对自然环境存在污染和影响。所 以,要从本质上改善环境、平衡生 态、解决能源的危机,建筑行业应 担负起一部分责任。在全球节能减 排行动中,建筑节能作为建筑行业 的一个分支应以不可再生的资源 和能源为核心理念,倡导和谐的环 境,建立 高效、健康的建筑空间的 利用。在应对全球社会发展的必然趋势中,坚持可持续发展,大力推进节能建筑 和先进的设计思想和理念,以和谐,节能,环保建筑取代传统建筑的高污染。 随着社会和经济的发展,在城市的建
20、筑类型中,办公建筑占有很大的面积, 近十几年来,以大型办公建筑为代表的中国建筑业实现了持续的高速发展,据不 完全统计,本世纪前 10年,我国每年有约 3-4亿平方米的办公建筑竣工,世界 排行第一。大型办公建筑每平方米面积耗电量约为住宅建筑的 5-10倍,为建筑 高耗能领域。这个速度还会随着我国城市化的进程,继续维持下去。因此,关于 探讨办公建筑的节能设计意义重大。 2. 建筑智能化提出的时代背景 人们的生洁与工作环境随着国家经济的发展有所的改善,人们的生活中越来 越多的运用到高新技术,为智能型建筑的发展提供了沃土。随着科技的不断进步、 建筑市场的扩大、城镇建设的不断发展,智能建筑行业发展快速,
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