天友绿色设计中心的运行性能研究

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3)采 光 反 射 与 聚 碳 酸 酯 幕 墙 采光方面,办 公 楼 的 南 向 开 大 窗,并 结 合 反 光
板,将光反射到屋 顶 再 折 射 至 工 作 区,来 增 强 自 然 采光,减少室内照明设备开启率(见 图 5)。同 时 建 筑设计有天窗和边 庭,采 用 轻 质 聚 碳 酸 酯 幕 墙 (见 图 6),既 提 供 半 透 明 的 漫 射 光 线,又 提 升 保 温 性
Keywords green building,office building,operational performance,indoor environment quality, natural ventilation,radiant floor cooling,ceiling fan ventilation
首先通过合理的平面功能布局与窗墙面积比相 结 合 来 减 少 能 源 消 耗 。 项 目 改 造 时 将 楼 梯 、卫 生 间 、 辅 助空 间 、会 议 室 等 非 经 常 使 用 的 功 能 空 间 布 置 在 北面,而将开敞办公空间布置在南面;同时增大南向 的 外 窗 面 积 ,使 窗 墙 面 积 比 达 到 0.4,冬 季 可 充 分 吸 收太阳光能和热能,减少供热负荷和照明负荷,而北 向的窗墙面 积 比 改 造 为 0.2,实 现 在 满 足 采 光 的 前 提下减小窗的面积,减少室内外的温差传热。 2)外 墙 保 温 蓄 热
暖通空调 HV&AC 2015年第45卷第4期
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天友绿色设计中心的 运行性能研究
清华大学 刘彦辰☆ 天友建筑设计股份有限公司 何 青 清华大学 裴祖峰 林波荣△ 天友建筑设计股份有限公司 李 淳
摘要 该建筑获得2013年绿色建筑三星级设计标识。介绍了其 创 新 设 计 理 念、设 计 创 新 方法和多项综合新技术,同时对该办公楼的控制策略、运行效果、实际能耗、室 内 环 境 质 量 和 用 户满意度进行了分析。综合分析结果表明,该办公楼能实现低能耗的主要原 因 除 创 新 设 计 外, 还在于建筑有效的控制策略,包括夏季积极利用自然通风、地板辐射供冷与吊扇 相 结 合 的 混 合 通风策略,大大减少了夏季制冷的时间,冬季利用水蓄热、地板预热等策略,从 而 实 现 了 冬 夏 季 空调与供暖超低能耗。此外,该建 筑 的 设 计 者 和 使 用 者 为 同 一 家 单 位,可 充 分 把 握 需 求,使 得 运行后环境品质提升和能耗降低能够兼得。
100084 清华大学建筑馆 (0)13693050689 E-mail:liuych_hvac@126.com 收 稿 日 期 :2015-01-06
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暖通空调 HV&AC 2015年第45卷第4期
技术交流
2012年荣获住 房 和 城 乡 建 设 部 “绿 色 建 筑 和 低 能 耗建筑示范工程”,2013年获得 绿 色 建 筑 三 星 级 设 计 标 识 。 图 1,2 分 别 为 改 造 前 后 的 建 筑 立 面 图 。
可以减少冬季西北风的冷风渗透。
2.2 空 调 系 统 的 创 新 设 计 1)冷 热 源 系 统 的 创 新 设 计
常规的地源热泵集中空调大多选用高性能热
泵主机。天友绿色设计中心则以达到全系统运行
状 态 下 的 高 能 效 比 为 原 则 ,因 而 空 调 系 统 冷 热 源 采
用地源热泵与水蓄能相结合的方式。其热泵机组
图 5 反 光 板
图6 边庭轻质聚碳酸酯幕墙
能,其传热系数为1.1 W/(m2·K),远低于玻璃窗 传热系数2.3 W/(m2·K),可有效阻止冬、夏季室 外 冷 、热 量 传 入 室 内 。 4)自 然 通 风 与 特 设 慢 速 吊 扇
通风方面,建 筑 内 部 南 北 通 透,大 部 分 均 为 开 放式办公,且南北 外 窗 均 可 开 启,在 过 渡 季 节 和 初
热 量 ,以 减 少 供 热 量 。 在 办 公 楼 3 层 的 边 庭 还 设 置 有活动的木质隔热门(见图 4),夏 季 夜 间 和 冬 季 夜 间通过人为开闭调节室内热量的得失。
图 1 改 造 前 建 筑 立 面 图
图 2 改 造 后 建 筑 立 面 图
2 天 友 绿 色 设 计 中 心 节 能 环 保 创 新 设 计 天友绿色设计中心办公楼采用被动节能优先、
议 室 、图 档 室 和 能 源 机 房 等 ,2~5 层 为 办 公 区 ,6 层 为 加 建 的 健 身 活 动 房 、餐 厅 等 ,建 筑 无 地 下 层 ,改 造
后的建 筑 面 积 为 5 700 m2,高 度 25 m。 该 项 目 于
☆ 刘彦辰,女,1988年8月生,在读博士研究生 △ 林波荣(通信作者)
风 换热 机 组 的 换 热 器 提 供 高 温 冷 水 和 低 温 冷 水 ,利
用高温水降温(消除室内显热)从而提高主机的能效
(COP 值);同时用低温水除湿(消除空气中的潜热)。
立式水蓄能罐设于办公楼前广场东北角,为半径
2m、高5m、体积60m3 的圆柱体钢制罐,设有进出水
阀门。充分利用削峰填谷的能源政策,低谷电价时蓄
办 公 楼 外 墙 除 增 设 外 墙 保 温 层 外 ,还 在 首 层 南 侧利用旧黑色石材结合玻璃形成被动式蓄冷蓄热 的特隆布墙(见图3),特隆布墙具有 蓄 放 热 能 的 特 点 ,在 冬 季 有 阳 光 时 通 过 热 压 作 用 免 费 向 室 内 提 供
图 3 南 侧 特 隆 布 墙
图 4 中 庭 活 动 木 质 隔 热 门
Abstract Presents the innovative design concept,design methods and several new synthesis techniques of Tenio office building,which is awarded a 3-star green building design logo in 2013.Also analyses the control strategies,operation effects,actual energy consumption,indoor environment quality and customer satisfaction.By comprehensive analysis,besides innovative design,the low energy consumption of the office building also results from effective control strategies including the active utilization of natural ventilation and combination of radiant floor cooling with ceiling fans in summer,which greatly reduces the time for cooling,and the utilization of water storage and floor preheating in winter,so as to realize the low energy consumption of heating in winter and cooling in summer.Besides,the designers of the project are also the users at the same time,which makes it possible to grasp the demand,improve environmental quality and reduce energy consumption.
★ Tsinghua University,Beijing,China
1 案 例 概 况 天友绿色设计中心办公楼位于天津市华苑新
技 术 产 业 园 区 开 华 道 17 号 ,为 既 有 建 筑 改 造 项 目 。 改 造 前 为 普 通 5 层 电 子 厂 房 ,围 护 结 构 无 保 温 措 施 并 且 建 筑 进 深 大 导 致 通 风 不 畅 ,暖 通 空 调 系 统 为 市 政 热 网 与 局 部 分 体 空 调 相 结 合 。 经 2012 年 改 造 后 为局部 6 层 的 办 公 建 筑,1 层 为 绿 色 建 筑 展 厅、会
主动节能为辅的设计方针。低能耗运行主要得益 于空调供暖系统 设 计、不 同 季 节 控 制 策 略、部 分 时 间部分空间控制 模 式 优 化、自 然 通 风、吊 扇 及 空 调 系 统 联 合 运 行 ,以 及 行 为 节 能 。 2.1 被 动 式 节 能 设 计 理 念 与 实 施
建筑物被动式节能优先的理念是采取措施大力 降 低围 护 结 构 传 热 对 室 内 的 不 利 影 响 ,以 减 少 室 内 冷、热负荷,因此在设计初期首先针对具体情况进行 建筑物的窗墙面积比、外遮阳、围护结构保温等一系 列改造,实现被动式节能优先的改造理念。
并非单一追 求 高 性 能,而 是 采 用 模 块 化 高、低 温 2
种 热 泵 机 组 ,以 求 根 据 季 节 变 化 合 理 调 配 。 热 泵 主
机的 A 机组为低温热泵型,B 机组为高温热泵 型,
利用创新设计的2套热泵机组在夏季能分别制取
高、低温水的特点,分 别 向 地 板 辐 射 供 冷 末 端 和 新
通过平面布 局 结 合 窗 墙 面 积 比、外 墙 保 温、采 光 反 射 及 自 然 通 风 等 多 项 设 施 ,以 及 采 用 无 甲 醛 麦 秸板、聚碳酸酯幕 墙 等 材 料,起 到 了 降 低 建 筑 物 传 热 系 数 的 效 果 ,从 而 大 大 降 低 了 室 内 夏 、冬 季 冷 、热 负荷指标。 1)平 面 布 局 与 窗 墙 面 积 比
电 价/(元/ (kW·h))
0.976 8
21:00—23:00 0.888 0
0.602 5
0.333 0
2)空 调 末 端 的 创 新 设 计
常规的办公楼集中空调多选用风机盘管+新
风 系 统 。 而 天 友 绿 建 中 心 的 空 调 末 端 多 种 多 样 ,除
常规风机盘管+新 风 系 统 外,还 将 毛 细 管、主 (被)
关键词 绿色建筑 办公楼 运行性能 室内环境质量 自Baidu Nhomakorabea通风 地板辐射供冷 吊 扇通风
Operational performance research of Tenio office building
By Liu Yanchen★ ,He Qing,Pei Zufeng,Lin Borong and Li Chun
能(夏季蓄冷、冬季蓄热),高峰电价时放能,以减少空
调运行费用,天津市现行峰谷电价见表1。
表 1 天 津 市 现 行 峰 谷 电 价
高峰
平价
低谷
夏季
其他季节
时段 10:00—11:00 08:00—10:00 07:00—08:00 23:00—07:00
19:00—21:00 16:00—19:00 11:00—21:00
动梁、VAV、地板 送 风、工 位 个 性 化 送 风 等 设 置 在
不 同 的 小 区 域 。 特 别 具 有 创 新 意 义 的 是 ,将 常 规 的
地板辐射供热末端设计成既能冬季供热又能夏季
供 冷 的 地 板 辐 射 供 冷 末 端 ,改 变 了 人 们 在 办 公 场 所
不能使用地 板 辐 射 供 冷 装 置 的 观 念。2 个 夏 季 的
2015(4)
刘 彦 辰 ,等 :天 友 绿 色 设 计 中 心 的 运 行 性 能 研 究
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夏时开窗有非常好的自然通风效果。在各层敞开
办公区特设均布 的 慢 速 吊 扇,在 夏 初、夏 末 可 起 到
辅 助 降 低 人 体 表 面 温 度 的 作 用 。 此 外 ,办 公 楼 首 层
的主出入口设置 挡 风 墙,以 改 变 室 外 的 入 口 方 向,
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