科技成果

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成果名称: 西北地区小型公共建筑零能耗模式研究

成果登记号: 9612020R0022

第一完成单位: 中联西北工程设计研究院有限公司

联 系 人: 吕辉生

成果类型: 软科学

成果体现形式 : 其他

技术领域: 其他

应用行业: 建筑业

成果简介:

本课题为陕西省软科学研究计划项目"西北地区小型公共建筑零能耗模式研究,(项目编号:2016KRM072)。

本课题主要研究西北地区小型公共建筑的耗能如何能够在因地制宜的基础上达到零能耗。

研究内容主要包括:建筑设计(特别是维护结构的设计),建筑耗能是为了维持舒适的人居环境,能源利用效率越高就越节约能源,这对建筑热工性能指标要求也更严格,所以维护结构的设计显得特别重要。

建筑基本耗能计算,按规范标准正确计算出建筑的一年耗能总和,用以分析可再生能源的负荷。

替代能源的利用,合理分析适合西北地区的可再生能源,利用优化的设计方案保证可再生能源能够替代现有能源。

本课题旨在通过分析关中地区的气候状况、建筑能耗现状,利用较好的建筑节能设计、寻求合适的可再生替代能源,达到建筑照明、采暖、制冷等方面的零能耗。

将理论研究与计算机模拟结合,构建小型公共建筑的零能耗运行模式,并将部分成果逐步结合到实际项目中去,在零能耗模式研究课题完成后,将结合项目进入示范工程的实际应用推广研究阶段。

本课题不仅是设计建造零能耗建筑示范工程,更有助于促进全社会对绿色建筑深层含义的理解,加快全社会可持续发展观念的转变,从而加速我国绿色建筑发展的步伐。

研究成果支撑了我国西北地区零能耗建筑的理论推广,促进了我国西北地区零能耗建筑的应用推广,对我国西北地区建筑节能行业的发展起到重要的引领作用,对整体提升我国建筑节能领域国际竞争力具有重要意义 课题以"可持续发展理论"及"零能耗建筑理论"为研究的理论基础,总结经验,通过国内外大量文献资料中关于零能耗建筑的论述,充分了解前人的研究成果,总结零能耗建筑常用的设计方法及适用情况。

理论分析,根据西北地区特殊的气候条件,地理环境以及可再生能源的分布状况,利用现有的比较成熟的建筑节能技术手段,分析西北地区零能耗建筑的可行性。

借助于计算机软件模拟分析技术,建立建筑模型,模拟西北地区的全年气候状况进行逐日分析,得出比较合理的数据以供参考。

本课题的技术关键在于如何将国内外先进绿色建筑设计策略与西北地区的气候特征有机的结合,最终探寻出一套适合西北地区气候特点的零能耗建筑设计理念。

零能耗建筑不是简单的将各种先进材料及技术堆积到建筑上,而是将绿色节能设计融入建筑本体内。

如何将这些技术结合起来,既不影响破坏建筑立面效果,各种技术本身也互不影响,这些都是本项目研究的技术关键和技术难点,同时,这些问题也正是本项目的技术创新点。

本课题研究的创新点如下: (1)就绿色建筑评估系统、国内外零能耗建筑研究及应用状况等进行系统梳理,为后续设计模式研究打下扎实基础; (2)对西北地区零能耗建筑实现的途径进行了研究,构建了"被动优先、主动优化、合理统筹"的西北地区小型公共建筑零能耗设计模式; (3)全面推进西北地区零能耗小型公共建筑应用及示范。

本项目对西北地区零能耗小型公共建筑进行系统研究,不仅在零能耗建筑实现途径、围护结构零能耗、被动式太阳能设计等几个问题上取得了关键性突破,而且就西北地区小型公共建筑零能耗设计模式进行了深入研究,并将这些成果服务于建筑节能与绿色建筑等项目中,最终形成了两项授权实用新型专利和两个示范项目。

本项目成果以授权实用新型专利和应用及示范项目呈现,共获得授权实用新型专利2项,完成零能耗小型公共建筑应用及示范项目2项。

由于地区气候及自然条件的差异、不同建筑设计的使用功能与需求的差异、社会经济背景和地域文化传承的差异,本项目的研究成果不可避免的存在一些局限性,主要表现在: (1)研究成果适用范围的局限性:本项目提出的设计技术和理论仅适用于西北地区常规气候条件下的小型公共建筑,不适用于特殊气候区域和有特殊要求的工业厂房等建筑。

(2)研究成果应用和示范的局限性:对于设计人员来讲,零能耗建筑的设计还缺乏相关成熟理论和定性数据,现有的资料只能从技术堆砌做起,相关节能技术的集成和优化仍需深入研究和实践。

(3)很多挑战性问题依然没有解决:零能耗小型公共建筑模式的适宜性尚未得到全面解决。

其一,本项目虽然构建了西北地区小型公共建筑零能耗模式,然而西北地区不同区域零能耗建筑设计还是有所偏重有所差异的,零能耗建筑设计中不能以偏概全,不同的区域不同的零能耗建筑均要深入研究,优化其绿色可持续性;其二,本项目虽然完成了多项零能耗建筑节能技术研究,但建筑节能技术何其多,并且多种技术融合运用时的优化策略也是业内研究的重点。