毕业设计总结系列2-设计要点

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模型建立

  • 完成建筑信息模型的绘制(主要导入建筑的热工性能参数)
  • 将建筑内不同功能区设计参数导入
  • 将各功能区使用计划表导入
  • 检查现有模型是否和设计相符

推荐平台:Revit 2018

建模插件:建模大师(机电)——红瓦科技 或 鸿业平台的机电建模插件

建筑性能

负荷模拟计算

全年动态负荷模拟

目前全年动态负荷的计算主要利用建筑能耗模拟软件,此类软件主要用于建筑和系统的动态模拟分析,国的软件以DOE-2,EnergyPlus和ESP-r等为代表,这类软件的主要模拟目标是建筑和系统长周期的动态热特性(往往以h为时间步长),采用的是完备的房间模型和较简单的系统模型及简化的或理想化的控制模型,适用于模拟分析建筑物围护结构的动态热特性,模拟出全年的空调动态负荷,进而模拟建筑物的全年运行能耗。国内的软件主要为由清华大学建筑技术科学系江亿院士主持的建筑环境设计模拟分析软件DeST,
它基于“分阶段模拟”的理念,实现了建筑物与系统的连接,使之既可用于详细分析建筑物的热特性,又可以模拟系统性能,较好地解决了建筑物和系统设计耦合的问题。

但是DeST也有很明显的缺点:界面简陋、上手操作体验差、用户交互有待提升、不能与现今主流的BIM模型相结合。因此DeST不作推荐。

对于基础较好的同学推荐使用EnergPlus,基础一般的推荐使用鸿业建筑性能分析平台中的全年动态负荷分析模块(以EnergPlus为内核进行二次开发的软件)

全年动态模拟中需要重点关注各功能区的使用特点(使用频率、设计参数、人员密度)

24小时逐时负荷计算

计算所得为最不利情况下的最大负荷,主要用来进行末端设备的选型计算。推荐使用鸿业负荷计算软件(谐波反应法),便于与前期建立的BIM信息模型建立连通关系。核心文件为Revit中导出的Gbxml文件。计算完成后,推荐使用冷负荷系数法手算个别功能区负荷,与电算结果相比较,已验证计算结果的可信度。

不同计算软件的对比分析,我推荐仔细阅读文献:建筑能耗模拟软件对比:DeST、EnergyPlus and DOE-2建筑全能耗分析软件Energy Plus及其应用

根据全楼的逐时冷 、热负荷数据 ,可以准确统计出全年的冷负荷与热负荷分布的累计时间规律, 从而可以制订出全楼全年冷 、热源设备优化控制的策略 。

负荷特点的分析

建筑负荷特点是决定后续设计中空气处理方案、冷热源方案等的重要因素,通过对建筑负荷的分析可以解决以下几类问题:

  1. 校核与确定该工程空调冷、热源设备的设计容量;
  2. 对空调水系统的划分与空调方式提出改进调整建议;
  3. 冬季是否有内外区,能否通过一些方法,来解决一部分冬季负荷;
  4. 根据单位新风量全年处理的累计供冷供热量与最高小时冷、热负荷的资料 ,不但便于划分新风处理系统和准确选择新风处理机组 ,而且能准确掌握处理新风全年所需的冷 、热量 ,以及采用相关节能措施后所能获得的节能效果;
  5. 根据工程的逐时冷 、热负荷数据 ,可以准确统计出全年的冷负荷与热负荷分布的累计时间规律, 从而可以制订出全楼全年冷 、热源设备优化控制的策略 。

对于如果进行建筑的负荷特性分析,推荐大家仔细阅读文献:空调全年逐时动态负荷计算能提供什么信息和回答什么问题?——一栋办公楼空调全年逐时动态负荷计算的结果及其分析办公楼空调冷热负荷的计算分析——关于北京地区办公楼外区冬季冷负荷的几点看法

气流组织模拟

很多特殊空间例如:高大中庭、大型体育场、大型报告厅、大型展厅等,需要借助数值模拟,来确定自己所布置的空调系统能满足当前功能区的设计需求。

结合BIM模型,鸿业的建筑性能分析平台中提供了建筑风环境的CFD模拟。该模拟采用Openform内核,可以导入Gbxml文件,完成计算后自动导出计算报告以及对应云图。

但要说明的是,该模块仅适用于大部分常规功能区建筑,较为特殊的区域无法进行模拟,仍需要自行建模,使用Fluent或者Openform进行求解。这就需要较强的学习能力以及对专业软件的熟练使用。

数值模拟结果的分析

通过软件对特殊空间进行数值模拟后,如何处理这些数据才是重中之重。我们要对数据进行分析,从中得出现在有方案是否能符合设计要求,或者是有无需要改进的地方。这一部分的分析与改进,才是数值模拟工作的精髓,而不是为了模拟而做这项工作。

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