赤峰金钰大都会商场•建筑物理分析•室内外照明分析•机电优化设计•低能耗设计科技亮点•自然通风应用,降低人工制冷,减少能耗,提供使用人员舒适度,节能环保•CFD模拟,准确预计室内空气温度分布及流场分布,确保暖通设计合理有效•天棚玻璃物料热工性能分析,确保夏季中庭强烈阳光下的热舒适性,减少能耗•能耗模拟及节能计算,超过国家节能标准要求建筑物理分析赤峰市全年逐时干球温度-30-20-100102030401月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月摄氏度赤峰市全年逐时相对湿度0204060801001月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月%赤峰市全年逐时太阳辐射强度02004006008001000120014001月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月W/m2赤峰气候条件(1)夏季的主导风向和风速春季的主导风向和风速秋季的主导风向和风速冬季的主导风向和风速赤峰不同季节的主导风向和风速赤峰气候条件(2)•一期中庭冬季室外风影响•一期中庭自然通风效果验证•二期中庭自然通风和机械通风效果•二期典型商场区域温度场、速度场模拟CFD模拟自然通风舒适度ASHRAESTANDARD55-2004自然通风舒适度图在室外月平均最高气温为20.0℃时,在人员热舒适度达到80%的情况下,自然通风条件下,最高室内温度不可超过27.5℃。在人员热舒适度达到90%的情况下,自然通风条件下,最高室内温度不可超过26.5℃。一期冬季室外风影响水平y=6.6m速度矢量分布云图水平y=6.6m温度分布云图冬季盛行风向西南风,平均风速2.4m/s,发生频率为24%。赤峰地区冬季室外空气温度-20℃竖向z=80m温度分布云图模型透视图中庭采光顶棚可开启天窗天窗面积为中庭顶棚投影面积的5%中庭顶棚剖面轮廓线0.85m0.85m1m在过渡季节,通过自然通风满足中庭区域的热舒适性,减少空调开机时间,达到节能降耗的目的。一期中庭自然通风验证(1)模拟三种工况:A室外气温18℃,天窗关闭B室外气温18℃,天窗开启C室外气温24℃,天窗开启剖面天窗附近截面剖面位置示意模拟结果及分析——AB工况中庭空气速度工况A空气速度矢量图空气速度方向指向室外从速度分布图看,工况A天窗附近的室内空气速度非常小,对流换热能力很差,且无法与外界进行交换。工况B显示,随着天窗的开启,室内空气与外界冷空气发生交换,室内热空气通过天窗被带走,冷空气通过天窗贯入。而且中庭内冷空气下沉,热空气浮升,形成了良好的对流换热,中庭气温能得到改善工况B空气速度矢量图在天窗关闭(A)的情况下,由于室内热扰和太阳照射的影响,烟囱效应和温室效应直接导致在中庭顶棚附近形成了明显的热堆积,温度达到了24℃-25℃。在天窗开启(B)的情况下,由于室内外空气发生交换,中庭顶棚附近的气温大幅度下降,约20℃左右。模拟结果及分析——C工况中庭空气温度2层1.5米高度横截面中庭顶棚附近纵剖面图B1层1.5米高度横截面在天窗开启时,中庭区域的气温普遍在26-27℃左右,满足热舒适性条件。一期中庭自然通风验证(2)A、B工况计算结果的对比,证明了可开启天窗对室内空气的温度影响非常显著。根据C工况计算结果,在过渡季节室外气温低于24℃的条件下,开启天窗时,中庭区域的气温将满足人体舒适度要求,因此中庭区域的空调系统可以关闭,达到节能降耗的目的。二期CFD模拟•二期中庭自然通风和机械通风效果•二期典型商场区域温度场、速度场模拟进行中中庭天棚玻璃热工性能分析中庭是大型商场的公众活动空间。它对于活跃空间气氛,组织和丰富空间层次,调节空气流通,提升整个商场的空间质量和档次,具有非常积极的意义。而大面积玻璃天棚中庭在炎热夏天的热舒适性往往许多商场不能保证舒适性。因此对有必要对玻璃天棚的热工性能进行分析。《公共建筑节能设计标准》(GB50189-2005)窗墙比(包括玻璃幕墙)朝向K限值SC限值0.13东≤3.2-0.22南≤2.9-0.19西≤3.2-0.23北≤2.9-0.14天窗≤2.60-玻璃类型传热系数KW/(m2K)遮阳系数SC1断热铝合金普通中空玻璃窗6++62.50.832塑钢低辐射中空玻璃窗(6++6高透型)20.57建议天棚玻璃物性模型图全年能耗计算精确的计算机模拟技术可以准确地预测建筑建成后的能耗性能,并且能够实现细致的能耗分析和评价以及为业主和设计人员提供能耗性能优化的决策支持。能源中心(直接)费用比较25413.55630.85030435.2415.7030528.40.9010.11557.60100200300400500600制冷机及锅炉空调循环水泵冷却塔及深井冷却水泵与井泵板式换热器井水再循环泵其他合计分项造价(万元)井水源热泵系统电制冷+锅炉系统50%节能计算计算结果设计建筑参照建筑全年能耗(kWh)1835176118505565建筑节能评估结果结论:该设计建筑的全年能耗小于参照建筑的全年能耗,节能率为50.42%,因此根据《公共建筑节能设计标准》(GB50189-2005)能耗分析图表室内外照明分析照明设计亮点室内:舒适,宜人的购物及娱乐照明环境。室外:丰富,新颖,极具吸引力的多场景外立面及景观照明效果。照明效果,环保和经济效益综合体现节能减排,绿色环保、和谐发展是当今我国大政方针,与赤峰市的发展相一致。本方案采用合适的新技术,为赤峰可持续发展、建设节约型社会做出贡献。与传统景观照明相比,本方案综合节能在15%以上,环保和经济效益突出。据估算(平均一天按4小时开灯计算):节电约:87600kWh/年节约标准煤约:35.0吨/年节省用水量约350吨/年减少碳粉尘约23.8吨/年减少二氧化碳排放约87.3吨/年减少二氧化硫排放约2.6吨/年减少氮氧化物排放约1.3吨/年。综合环保效益和经济效益一期建筑外立面和景观照明和技术措施采用LED绿色环保光源超长寿命光源无紫外线,无红外线光源无频闪光源不含水银采用高效金属卤化物灯高光效寿命长高显色性日光特性采用智能照明控制系统实现节假日、平时、午夜模式等照明控制人性化的开关灯模式,亮度或照度控制程序控制,按预先编制好的程序开关灯光合理的照度分析与计算亮度分析,舒适度分析,合适的亮度和配光让娱乐购物环境更加留恋往返RMB/流明-小时LED节能灯白炽灯卤素灯40032024016080RMB-2007200820092010201120122013201420152016各种光源的经济性比较曲线•照明成本分析包括:•寿命•光效•能耗•更换成本•人工费等等•在10年以上寿命期内LED是性价比最好的产品LED、卤数灯、节能灯、白炽灯的经济性对比光源类型(同光效)项目LED卤素灯类节能灯白炽灯一次性投资10.30.40.1每年运行成本15212后期维护成本(10年)19420重点照明系统分析—了解环境光在照明效果中的重要作用图1图2图3图4图5重点照明系数效果图片2:1明显的图15:1低戏剧性的图215:1戏剧性的图330:1生动的图450:1非常生动的图5重点照明系统=重点照明亮度/基础照明亮度一期建筑室内照明分析及标准建筑照明设计标准GB50034-2004色温以及室内场所运用建筑照明设计标准GB50034-2004赤峰建筑室内整体以暖色为主,局部冷暖色皆有。以此烘托商业气氛。相关色温(K)色表应用场所3300暖色客房、卧室、病房、酒吧、餐厅3300~5300中间色办公室、教室、阅览室、诊室、检验室、机加工车间、仪表装配5300冷色热加工车间、高照度场所中厅照明分析等照度图(照度)色温选择照度在100~200lx时色温宜控制在2700K~3000K色温选择照度在100~200lx时色温宜控制在2700K~3000K光源经济技术比较分析T5荧光灯与T8荧光灯是两种较为常见的照明光源,现以欧司朗光源及电子镇流器为例进行经济技术比较。下表为荧光灯T5及T8经济技术指标:结论1.单只T5荧光灯比1.3只T8荧光灯价格少1.75元。2.从维护角度上看,20000h的T5荧光灯要比12000h的T8荧光灯寿命长8000h,更换光源次数减少40%。3.由于T5管的管径仅16mm,而T8管的管径为26mm,汞含量相对较少,更环保。4.从节约电费上,1盏T5荧光灯在20000h寿命时间内比1.3盏T8荧光灯节约电费239.4元。因此,无论在环保、节能还是在经济效益上讲,T5荧光灯比T8荧光灯更具有优越性直管荧光灯(三基色)直管荧光灯紧凑型荧光灯金卤灯白炽灯不同种类的光源性能比较309070100130lm*h/Wh800010000150003000水源热泵井水源热泵系统与电制冷+燃气锅炉系统经济比较051015202530354012345678910111213月份运行费(万元)井水源空调系统电制冷+燃气热水锅炉空调系统井水源热泵系统比普通电制冷+燃气锅炉系统全年节省运行费用115万元。(电价按0.80元/kw,天然气价格按3元/Nm3)。井水源热泵系统与普通电制冷+燃气锅炉系统之所以节省运行费用,主要有以下几个方面:1、制冷机的COP值的差别,夏季井水源热泵系统使用的井水温度要比冷却塔的温度低15℃,其制冷效率COP值相差18%。2、部分负荷时井水源热泵机组停机,利用井水直接降温就可以达到空调要求,在有冷负荷的5~10月份节能效果最为明显。3、大温差的使用:空调系统采用8℃温差,其流量比普通5℃温差的系统减少37.5%,其节能电费也在37.5%以上。•高效节能•运行稳定可靠•一机多用•节能环保•可持续发展•投资回收率短变新风量运行由于本项目主要为商业建筑,而商业建筑空调冷热负荷主要与室内的人员数量有关,由于商业建筑的特点,人员流动性很强,在不同时间段室内人员数量差别很大,而空调设备的选择是按室内人员最多时计算,在人员比较少时如果还采用相同的新风量势必会增加空调系统的新风负荷(过渡季节的全新风运行除外)。因此,在每个空调系统所负担的空调区域内,设置CO2浓度传感器,自动控制该区域的空调机组新风量,在满足人员舒适的前提下最大限度的节省运行费用(20~30%)•新风按需供给•控制CO2浓度•过渡季节全新风•提高舒适度,不会有闷热感觉•节约能耗排风热回收本工程主要为商业建筑,其冬季空调热负荷中新风负荷占84%,如果热回收机组综合效率按60%计算,利用排风中的热量来加热室外冷空气可节能50.4%。变频水泵单位功耗(kw/kw)0.000.100.200.300.400.500.600.700.800.901.001.1010%负荷20%负荷30%负荷40%负荷50%负荷60%负荷70%负荷80%负荷90%负荷100%负荷变频水泵空调水系统采用一次泵变流量系统,空调循环水泵根据设置在最不利环路末端的压差传感器控制变频;地下水井潜水泵根据回灌水温度进行变频控制。功率P与转速N的立方成正比,采用变频水泵在部分负荷时可大大降低运行费用。给排水节水措施采用节水型卫生洁具–坐便器采用不大于6L的冲洗水箱。–蹲便器采用气压式延时阀冲洗水箱。–小便斗采用延时阀冲洗。–洗手盆可采用感应式冲洗。每层每个区域的卫生间安装远传式水表计量合理设计配电系统部分负荷随季节变化明显,负荷等级不高。当这部份负荷稳定在一个较低范围时,可以通过低压配电系统的切换,卸载一台变压器,减少变压器损耗,同时提高使用中变压器的负载率,使变压器工作在较高效率范围,降低能耗损失比率。结合负荷特性,合理设计配电系统。使系统设备尽可能工作在效率较高的负荷范围,减少不必要的系统损耗,达到节能的目的。将空调主要机组设备及部分动力设备与其他负荷分开,单独由二台变压器供电。无论建筑结构形式如何,都有合适的安装方式,系统自清洁,免维护。在二期设计考虑设置阳光导入系统。将自然光引入地下室、一层等部分区域代替人工照明。室外主机导光光缆-传送阳光,三级阻挡紫外线-入射部连接主机-出射部连接室内照具室内照具-安全输出太阳光传感器-太阳定位机械装置-跟踪太阳筒座太阳与地球自公转程序控制系统光罩-紫外线一级过滤聚光组件-采