孙雪莹 姚义婷 孙辰

摘 要：为响应国家"绿色建筑"的号召，绿色节能建筑行业在近年来得到了极大地发展。本项目以郑州某一大型办公楼为研究对象，充分采用BIM技术，通过Revit模型建立，Ecotect Analysis室内自然采光模拟和室内冷负荷的计算、汇总和模拟，对日照和室内冷负荷进行分析，从而提出了一套以百叶窗智能调节系统、空调自动控制系统和人体红外感应相结合的空调智能调节系统的方案，从而达到减少能耗的目的。关键词：BIM技术 自然采光分析 室内冷负荷分析 空调智能控制系统 一.空调系统的研究现状1.1室内空调系统的发展与研究现状随着我国经济的发展，人们对室内环境的要求也不断提高。为满足人们对室内环境的要求，空调经历了从手动控制到智能控制的改善过程。据调查，夏季炎热地区的人口占世界人口的半数以上。若充分满足人们对室内环境的需求，空调的使用则会造成很大程度的能耗损失。因此，空调设备不仅限于满足人们对室内热湿环境的需求，更应将绿色建筑与节约能源放在首位。二.基于Ecotect Analysis的郑州某办公楼光环境模拟2.1郑州某办公楼的Revit模型建立项目介绍：本项目的研究对象为郑州某一大型7层办公建筑，总建筑面积32778平方米，建筑高度为26.40米，内采用集中式空调系统进行室内环境调节。建模过程：在郑州市某医院实验楼进行实地考察，先运用Revit创建实验楼模型，实现三维设计；然后将实验楼建筑模型导入Revit MEP软件，完成其室内设备的三维设计。2.2基于Ecotect Analysis的光环境模拟 为验证日照方向对建筑物获得太阳辐射量的影响，将revit三维模型导入Ecotect进行最佳朝向分析，并将各月的辐射量整合在一起。在最热的三个月内，获得的太阳辐射量最大的朝向用红色表示；在最冷的三个月，获得太阳辐射最多的朝向用蓝色表示；而获总太阳辐射量最大的朝向用黄色表示。由分析结果显示，南偏西5度为此办公楼的最佳朝向，此时室内获得的日照辐射量最大。 三.对日照與夏季冷负荷关系的分析夏季建筑维护结构的冷负荷是指由于室内外温差和太阳辐射作用，通过建筑维护结构传入室内的热量形成的冷负荷，本项目主要研究外窗玻璃非稳态传热和透过玻璃窗日射得热所形成的冷负荷与空调总冷负荷之间的关系。 对办公楼一层所有办公室得各个冷负荷进行计算、汇总和模拟，最终可得到郑州夏季平均一天从8：00-24：00外窗玻璃非稳态传热所形成的冷负荷与日射得热所形成的冷负荷占总冷负荷的百分比堆积面积图。其中蓝色为外窗玻璃非稳态传热所形成的冷负荷，橘色为日射得热所形成的冷负荷，灰色为其余条件下下形成的冷负荷。由面积图可知，非稳态传热所形成的冷负荷与日射得热所形成的冷负荷占总冷负荷的12%-20%，其中14：00冷负荷受日射影响最大，24：00冷负荷受日射影响最小。 3.1 8：00 ---24：00冷负荷百分比面积堆积图四.空调智能调节的节能方案设计与实现4.1百叶窗的智能调节百叶窗的智能调节可以改变日射得热量和室内所需冷负荷，是该系统智能调节的重要一步。系统的工作原理是：人体红外感应器感应到没有人员活动时，百叶窗的叶片自动调节，使窗户完全处于遮阳状态，使室内所需冷负荷减少到最小值；当人体红外感应器感应到有人员活动时，百叶窗自动调节系统开启，使房间在刚好满足人们工作照度需求的情况下将室内所需冷负荷减少至最低值。这样，在某种程度上减少了照明设备的功率损耗和夏季空调的工作能耗，达到了利用自然采光在不改变工作人员舒适感的同时又充分节能的目的。4.2室内空调系统的智能调节空调系统的新风、回风和送风均设有温度、湿度传感器，可以捕获室内的温度和湿度信息，再通过数字式控制器对室内所需冷负荷运算模拟，进行风量控制，通过改变送风管内风速传感频速器的输出频率来调节风机的转速，最终实现对室内温湿度的控制。三.总结为了既满足人们工作生活的室内环境舒适度，又达到节约能耗的目的，本项目以郑州某一大型办公楼为研究对象，将BIM技术与专业知识相结合，致力于研究出一种将百叶窗智能调节系统、暖通空调自动控制系统和人体红外感应相结合的空调智能调节的系统方案。该方案充分响应了国家“绿色建筑”的号召，对建筑节能具有重要意义，同时也为基于BIM技术的室内环境节能与改善提供调了新想法。参考文献：[1]Autodesk，Ink.《Autodesk Ecotect Analysis 绿色建筑分析应用》，电子工业出版社[2]廖小烽.《Revit建筑设计火星课堂》，人民邮电出版社[3]陆亚俊.《暖通空调》.中国建筑工业出版社