近零能耗建筑的规划与方案设计(四)

发布于 2022-06-01 16:54



近零能耗建筑具有高性能的围护结构、高气密性设计建造工艺和新风热回收应用,能够有效降低建筑的冷热负荷需求,给建筑功能系统带来新的机遇与挑战。


方案比选优化方法


由于近零能耗建筑的负荷特点,且能源系统的选择对近零能耗建筑的能耗和投资有显著影响。近零能耗建筑能源系统应用应根据建筑所处气候类型及特点、建筑类型、当地资源条件、建筑使用者的习惯及需求等,结合可再生资源条件进行方案比选及优化设计。


能源系统方案比选是一个多变量的非线性规划问题,具有多目标,多准则的特性,需要对冷热源类型和与其搭配的末端组合进行综合评判。因此要充分考虑各类适用系统的性能和投资的相互制约关系,依据所选取的判断准则,综合分析各影响因素间的相对关系,进行供暖供冷系统方案比选。可供的优选方法包括方案比较法、灰色物元法、层次分析法等。


层次分析法


层次分析法首先将问题分解为不同的组成因素,按照因素之间的相互影响和隶属关系,将多层次、多因素聚类组合,形成一个递阶的、有序的层次结构模型。然后对模型中的每一层次、每一因素的相对重要性,依据人们对客观现实的判断予以定量分析,利用数学方法确定每一层次全部因素相对重要性次序的权值。最后通过综合计算各层因素相对重要性的权值,得到最低层相对于较高层和最高层的相对重要性次序的组合权值。由此进行方案排序,作为评价和选择方案的依据。


以空调系统为例:



空调系统冷热源设备选择能够直接关系到系统运行的经济效益和社会效益。建筑冷热源方案的选择是系统设计过程中一个重要的决策环节,方案的选择需要考虑到初投资、运营费用、环境影响和系统的操作管理等四个原则。根据备选冷热源方案所要考虑的因素以及他们之间的隶属关系,可以把各个因素自上而下划分为三个层次,建立层次结构。提供构造两两比较判断矩阵,按照各因素的重要程度对比的内在规律,判断矩阵是否满足完全一致性条件,如不符合,则须对因素重新两两对比,修正赋值,指导检验通过为止。


利用层次分析法,将冷热源方案优选问题分为三个层次,最高层是目标层:模型的最终目标是得到最佳的冷热源方案;中间层准则层,选择四个主导因素作为模型的准则层:初投资、运行费用、环境影响、系统的操作管理;最底层为方案层:列举可能实施的冷热源备选方案。



优选冷热源方案的递阶层次结构,结合个方案的特点构造判断矩阵来确定各因素的权重系数,得到准则层和方案层的总排序。



通过分析和计算,从顶层目标层开始,逐步合并到最下层的方案层,求得方案关于总目标各有关因素多层合并的总有限次序,冷热源方案排名前三的推荐顺序为:第一,方案二——空气源热泵;第二,方案五——地源热泵;第三,方案六——多联机 。


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卧牛山近零能耗建筑系统具有健康(Healthy)、节能(Energy-efficiency)、环保(Environmentally-friendly)、舒适(Comfortability)的特点,简称"HEEC"。系统可应用于新建、扩建居住和公共建筑以及既有建筑的节能改造。从建筑体型系数的控制、建筑光环境/风环境模拟、建筑整体能耗计算、建筑部品选型、无热桥设计等方面提供设计、采购、供应、施工、试运行等覆盖全过程的整合式EPC供应方案。



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