可再生能源利用

• 矿山太阳能耦合充填体热泵系统性能研究

  赵玉娇;王梦瑶;张海龙;刘浪;鲁雪莹;卢大川;

  太阳能热泵和土壤源的结合应用不仅大大提高了清洁能源的利用率，还能很好地解决土壤因冬、夏季负荷不平衡而导致的温度场降低问题。介绍了太阳能热泵系统的分类和存在的问题，提出太阳能耦合土壤源热泵系统的必要性。针对矿井条件，进一步提出了太阳能耦合充填体热泵系统的学术理念，分析了两者结合的可能性，并以石家庄为例用TRNSYS软件进行模拟。阐述了其在夏季与过渡季蓄热、在冬季供暖的运行模式，分析了输出结果以及该系统的利用价值。结果表明：相较无太阳能蓄热充填体温度场变化率为11.56%的情况，有太阳能蓄热时温度场变化率仅为3.67%。太阳能耦合充填体热泵系统中充填体总吸热量为304 377.90 kW·h,充填体总释热量为222 461.89 kW·h。相当于节省标煤27.36 t,减少二氧化碳排放68.21 t。为后续充填体储热及矿区热利用提供了参考。

  2024年06期 v.52;No.400 1-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 1546K]
  

• 地热井砂岩热储回灌堵塞机理及解堵研究

  刘斌;王江峰;李红岩;王鹏涛;张杰;

  地热井回灌是制约水热型地热持续开发的“卡脖子”难题，特别是砂岩热储的回灌更为艰难。为揭示制约砂岩热储回灌过程中面临的堵塞难题，以陕西关中渭河盆地某“一采一灌”模式砂岩地热井为例开展试验研究，探究砂岩热储回灌过程中的4类堵塞机理，并提出相应解堵措施。结果表明：碳酸盐类、部分铝硅酸盐类和铁类矿物沉淀受温度影响较大，地层温度的升高会加速其化学堵塞的形成；随温度的上升，悬浮物堵塞和化学堵塞会构成协同效应。同时悬浮物颗粒布朗运动速度也因温度上升而增大，使堵塞更严重；回灌产生气体堵塞的原因主要是：大体积气泡进入储层内部难、气泡直径与底层喉道大小相当；腐生菌和铁细菌是成微生物堵塞的主要微生物。通过加入阻垢剂可有效防止化学堵塞，采取多级过滤可减缓物理堵塞，在回灌系统中加入自动排气装置可防止气体堵塞，对尾水进行灭菌处理降低微生物堵塞风险。经过现场回暖季试验，采取的解堵措施应用于目标地热井后的回灌率达100%,降低了回灌过程中可能发生的堵塞对回灌带来的不良影响。

  2024年06期 v.52;No.400 9-15页 [查看摘要][在线阅读][下载 2351K]
  

• 太阳能光热光电技术在高校宿舍的对比研究

  张春枝;吴宇红;李涛;雷赢昌;毛前军;

  针对夏热冬冷地区某高校宿舍用能特征，基于太阳能的两种利用方式分别设计了太阳能光热供能系统和太阳能光电供能系统。利用TRNSYS仿真软件模拟两种供能系统的运行特性，对比了两种系统的组件性能、经济性及减排量。结果表明：除假期时间外，太阳能集热单元的集热效率保持在40%左右，年太阳能保证率可达58%;并网光伏发电单元全年发电量为311 394 kW·h,发电量自用率达到70.5%。太阳能光电供能系统的年能耗费用较光热供能系统节省11万元，费用年值减少4.9万元，年碳排放量降低166 t。对光伏安装面积进行优化后可知，光伏安装面积每增加52 m~2,光伏供能系统费用年值减少2111元。研究结果可为高校宿舍建筑选择适宜的太阳能利用形式提供参考和依据。

  2024年06期 v.52;No.400 16-22+79页 [查看摘要][在线阅读][下载 2200K]
  

封面故事

• 耦合气候效应的建筑碳排放控制路径

  <正>《建筑节能(中英文)》2024年第6期封面设计，聚焦建筑业的“能”“碳”双控主题，提出在气候效应耦合视角下的研究思路与框架。建筑碳排放与城市气候存在复杂的互馈机制，一方面，城市冠层内不同区域的人为热通量、CO2等温室气体的排放强度不同，使局地微气候环境产生了明显的空间分异;另一方面，城市气候环境的空间分布差异，使不同环境中建筑的采暖、制冷、通风与采光能耗差异显著，从而影响了直接或间接的碳排放总量。

  2024年06期 v.52;No.400 8页 [查看摘要][在线阅读][下载 79K]
  

绿色建筑

• 绿色办公建筑主被动式设计实际运行效果评价——以广东某办公楼为例

  葛鑫;

  广东某办公楼基于气候特征，利用自身资源条件，因地制宜地集成了多种被动式设计，即将建筑朝向优化、金属穿孔板遮阳罩结合形体自遮阳以及中庭、天井、下沉庭院设计强化自然通风、自然采光等被动技术结合，同时辅以温湿度独立控制、湖水源热泵空调系统的主动式技术，以期最大化地降低建筑能耗。建筑运行后，依据实际运行及检测数据，有针对性地对室内外风环境、热湿环境、光环境及空气品质进行分析，验证了被动式、主动式节能技术应用效果良好，项目最终能耗较《民用建筑能耗标准》(GB/T 51161—2016)引导值降低了27.4%。但同时结合运行效果，提示今后设计可以在以下方面改进：考虑用能习惯设计供暖热源；适当减少半室外地下车库排风设备数量；温湿度独立控制空调系统在运行时，湿热天气需要提前开启空调除湿功能以防止结露。

  2024年06期 v.52;No.400 23-29页 [查看摘要][在线阅读][下载 2722K]
  

• 寒冷地区新建农宅能耗测试及节能优化研究

  李朋朋;李永;罗景辉;刘彪;刘伟斌;施翰林;

  通过对沧州地区某新建农宅进行室内热环境和围护结构采暖能耗的测试，研究新建农宅建筑采暖能耗现状和节能降耗策略，并利用DesignBuilder软件建立计算模型，根据当地农宅建筑特性选取了外墙构造、屋顶保温层材料、建筑层高、南向窗墙比、北向窗墙比等5个与采暖能耗相关的因素进行模拟优化分析。运用正交试验和极差分析，研究其对建筑能耗的影响趋势及显著性程度，最后得到新建农宅最佳优化方案为外墙选用250 mm厚EPS板层间浇筑混凝土外墙、屋顶保温层材料选用100 mm厚聚氨酯板、楼层高度选用3.2 m、南北窗墙比分别选择0.45和0.10,该组合单位面积采暖能耗为12.98 W/m~2,对比实验建筑初始能耗节能率为40.81%。研究结果对于寒冷地区农宅节能设计及建造具有参考意义。

  2024年06期 v.52;No.400 30-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 1114K]
  

• 上海地区商场建筑能耗影响因素调研与分析

  孔繁伟;

  通过分析上海市30家大型商场建筑2017-2019年能耗数据，对商业建筑能耗的影响因素进行研究，特别是能源消耗量与商业建筑内部的功能区域划分之间的联系。运用Spearman相关系数法和Pearson偏相关系数法对影响商场能耗的基本因素进行分析，发现建筑规模是对商业建筑能耗影响最大的因素。同时发现，商场不同业态面积，特别是业态面积占比，与商场能耗存在明显相关关系。与建筑总能耗相关性最高的为公共区域面积，其余为百货区等位置的面积。与单位面积能耗相关性最高的为餐饮区面积占比，其次为公共区域面积占比。当控制空调面积比时，单位面积能耗与餐饮区面积占比呈明显相关性。

  2024年06期 v.52;No.400 36-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 1810K]
  

• 面向木结构建筑的绿色性能评价指标体系研究

  刘祎健;王衍争;常臣贵;王嘉斌;张新瑜;谢康;

  木结构建筑因其卓越的绿色性能备受关注，然而我国现有的评价标准对这种特殊建筑的评价方面不够系统完善。在综合分析木结构建筑研究概况及现有评价体系的基础上，采取扎根理论建立评价指标体系，通过运用德尔菲法对指标进行优化；采用主客观组合赋权法对各个指标在整体模型中的权重赋权，确保指标权重的科学性、合理性。通过运用扎根理论和德尔菲法的深入分析和专家反馈，细化和优化评价指标，形成木结构建筑绿色性能评价指标体系，包括6个一级指标、31个二级指标，并根据权重分析得到了指标体系对木结构建筑发展的启示，提出了针对性的发展建议，为未来木结构建筑评价提供了一套可靠的评价指标体系。

  2024年06期 v.52;No.400 41-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 621K]
  

• 基于风热耦合的亚热带地区中型体育馆开口模式研究

  梁胜;郭卫宏;

  大空间建筑室内的温度环境通常是分层且不均匀的，亚热带地区变化的室内外环境温差影响着体育馆室内气流的可及性与稳定性。采用EnergyPlus的建筑能耗建模(BEM)与CFD相结合的模拟计算方法，对亚热带地区中型体育馆的温度边界条件进行分析与提取，并比较了4种开口组合模式在风热耦合环境下的自然通风效率。结果表明，亚热带地区中型体育馆的室内外温度环境在正温差、负温差之间相互交替，而自然通风效率与室内气流走向在不同的环境温差下都存在较大的差异；低侧窗与天窗组合而成的纵向开口模式在通风效率与气流稳定性上均有较好的表现，是更能适应亚热带地区风热耦合环境的一种开口组合模式。

  2024年06期 v.52;No.400 48-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 4797K]
  

生态·建筑·环境

• 局地微气候差异对居住建筑夏季制冷能耗的影响分析

  侯凯怡;李绥;孙嘉祎;

  微气候与建筑能耗关系密切，通过改善微气候环境降低建筑能耗已经成为建筑节能设计领域的一个重要方向。以沈阳市尚盈丽景小区为例，依托微气候模拟软件ENVI-met和建筑能耗模拟软件EnergyPlus建立了微气候影响下的建筑能耗耦合模型，对夏季典型气象日的建筑逐层制冷能耗进行精准分析。实验结果表明：随着建筑高度的增加，局地微气候与城市气候对建筑制冷能耗影响的差异逐渐减小，微气候主要通过影响空气渗透得热量来影响建筑制冷能耗。微气候影响下全天建筑总制冷能耗相对于城市气候下建筑制冷能耗增加了9.63 kW·h,增长了4.28%。针对局地微气候差异对建筑制冷能耗的影响规律，提出优化住区规划布局、分区域提升围护结构热工性能、优化立面开窗等策略，从而实现居住区节能设计。

  2024年06期 v.52;No.400 55-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 5250K]
  

• 成都市社区微型养老设施过渡季室内热舒适研究

  胡家僖;吕宬熺;朱能;刘凯瑞;侯莹珍;

  近年来，随着嵌入式养老模式的兴起，社区微型养老设施在国内的建设数量与日俱增。为研究成都市过渡季社区微型养老设施室内老年人的人体热舒适情况，并为后续的建设提供数据支撑和参考，于2021年10月-11月对成都市该设施内的老年人进行了热舒适状况调研，选取了具有代表性的案例开展了热环境测量。通过对105位老年人的问卷填写结果和现场测量数据进行分析得出：(1)该地区老年人对于社区微型养老设施过渡季室内热环境接受度较为良好，但认为需要进一步提高温度、降低湿度及控制风速的老年人占比在10%～20%之间。(2)运用回归分析法建立过渡季热舒适评价模型后，通过计算得出实测热中性温度为20.56℃,且实测热中性温度与可接受温度范围均大于预测的热中性温度与可接受温度范围，说明老年人在过渡季喜好偏暖的室内环境以及对温度变化的实际敏感度较预测的更低。(3)现场实测结果表明，成都市社区微型养老设施过渡季室内热环境整体略微偏冷，同时相对湿度偏高，建议适当提升透明围护结构的太阳辐射得热能力并采用除湿手段。(4)热环境实测参数与热舒适模型的结合分析结果显示，南向老人起居室内过渡季热舒适情况相对北向更好；采用阳光房有利于在日间营造舒适的室内热环境；彩钢夹芯板房白天开窗可提升室内热环境状况；种植过多的植被会阻碍太阳辐射得热，降低过渡季老年人在室的热舒适度。

  2024年06期 v.52;No.400 65-79页 [查看摘要][在线阅读][下载 5316K]
  

节能改造

• 基于光环境仿真模拟的高校实验室竖向遮阳构件优化研究

  王扬;黄锐聪;

  以中国石油大学古镇口校区实验楼为例，以该校区实验楼的物理实验室为基础模型，将实验室外立面作为装饰构件的竖向外遮阳构件形体尺寸作为变量，结合相关建筑设计规范、绿色建筑设计规范和实际工程需求，设置试验的边界条件，试验方案设计采用正交试验法，以采光系数、空间天然采光百分比作为主要室内光照评价指标，结合其他相关光环境评价指标，使用三维建模软件Rhino建立基础实验模型，运用Grasshopper+Ladybug Tools设置变量并对实验室进行室内光环境定量模拟。优化结果使高校实验室的光环境得到改善。研究方法和思路有助于提高建筑项目落地实施的质量，同时为碳中和目标下的高校建筑设计提供参考。

  2024年06期 v.52;No.400 80-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 3120K]
  

• 内蒙古西部地区民居被动式节能改造研究——以鄂尔多斯为例

  王蒙;任玉成;张宝庆;高小聪;徐昊;吉国华;马强;

  目前，严寒地区的农村民居存在着能耗高、舒适度低的问题，相关研究较多集中在东北地区和内蒙古东部，而有关内蒙古西部的草原民居研究相对较少。针对这一现状，提出了一种针对内蒙古西部气候特征和民居问题的优化改造框架，该框架以能源使用强度(EUI)、热舒适度不满意者的百分数(PPD)、改造后全生命周期的成本(LCC)为性能目标，利用深度神经网络(DNN)和遗传算法(NSGA-II)对民居的围护结构进行优化。选取鄂尔多斯地区的一户草原民居进行案例研究，利用Grasshopper平台进行性能模拟并获取数据集，使用Python语言训练深度神经网络模型，最终得到R~2评价指标较为理想的预测模型，之后利用遗传算法对该模型进行优化得到多个帕累托前沿解，使用Kmeans聚类算法对帕累托前沿解进行分析选出自己理想的方案。最后将选出的方案和改造前的方案进行对比，结果表明：LCC、EUI、PPD分别降低35%、33%和17.75%。

  2024年06期 v.52;No.400 87-93页 [查看摘要][在线阅读][下载 2043K]
  

国际文摘

• Energy and Buildings

  侯恩哲;

  <正>https://www. sciencedirect. com/journal/energy-and-buildings/vol/312/suppl/C Volume 312,1 June 2024[OA](1) Optimizing coordinated spatio-temporal control of electric vehicles for enhanced energy sharing and performance across building communities

  2024年06期 v.52;No.400 93页 [查看摘要][在线阅读][下载 118K]
  

保温隔热

• 严寒地区装配式钢结构ALC板围护体系试验房热工性能研究

  张相勇;王洪兴;高占祥;张鹏飞;李静姝;周华樟;

  针对一栋位于严寒地区的主体结构采用装配式钢管混凝土框架结构、墙面采用蒸压加气混凝土板(ALC)自承重墙结合外保温围护体系的单层居住功能试验房，在冬季采暖期采用原位测量非破坏性方法进行周期为119 d的连续测试，完成围护结构热工缺陷检测、室内湿热环境测试、围护结构热工性能测试。结果表明：ALC墙板竖向拼接板缝、钢管混凝土柱墙角、墙脚、窗体均存在热桥。试验房构造做法的墙体传热系数平均值为0.239 W/(m~2·K)。试验房蓄热性能良好，停暖后室内气温缓慢降低，历时7 d达到最低温度，基本保持恒定。恢复供暖后，室内气温快速回升。测试期内试验房平均气温为22.4℃,平均相对湿度为53.8%,舒适性良好。为严寒地区推广应用装配式钢结构和选择保温体系提供了实测数据支持。

  2024年06期 v.52;No.400 94-99+135页 [查看摘要][在线阅读][下载 4501K]
  

• 磷石膏改性与地暖模块的制备

  李南;陈晨;耿志涛;姜葱葱;

  磷石膏是湿法生产磷酸时排放的固体废弃物，其中夹杂的少量磷和氟等杂质会严重危害周围的大气、土壤和地下水等生态环境。地暖模块是利用保温板沟槽固定保护发热管并能均热的集成地暖板块，可大幅简化地暖安装程序并降低地暖厚度，让地暖更节能。以磷石膏为原料，首先进行煅烧与陈化预处理；通过掺加有机乳液和水硬性胶凝材料改性处理磷石膏并分析其改性机理；对改性后的磷石膏进行发泡处理，制备磷石膏地暖模块并对其密度、导热系数、体积吸水率、强度和燃烧等级等性能进行测试与分析。利用改性后的磷石膏制备发泡板模块，不仅拓宽了地暖模块保温材料的选择，而且为磷石膏综合探索利用提供了新思路。

  2024年06期 v.52;No.400 100-103页 [查看摘要][在线阅读][下载 1327K]
  

• 极端热湿条件下含盐加气混凝土热湿传递特性

  王佳才;陈夏飞;朱艳华;何建;

  多孔建筑材料的湿物理性质是计算墙体传导负荷的重要输入项。盐分的存在会极大地影响多孔建筑材料的湿物理性质。然而，关于盐分对墙体传导负荷的影响却鲜有研究。因此以加气混凝土为例分析了盐分对导热系数的影响，通过COMSOL数值求解分析了稳态下的(含盐)加气混凝土墙体的热湿传递，并根据真实的室外气象数据分析了南海区域墙体的传导负荷。结果表明：在初始条件一样时，含盐墙体内的湿分更难散发出去。当含盐量为0.87%时，含盐墙体内部湿平衡所需时间延长了一倍；盐分的存在使得墙体的潜热和显热负荷明显增加。当含盐量为0.87%,潜热负荷的增加量为5.3%～21.0%,显热负荷的增量为4.2%～5.3%时，总传导负荷增量为4.1%～6.4%。

  2024年06期 v.52;No.400 104-108页 [查看摘要][在线阅读][下载 708K]
  

暖通空调

• 基于CRITIC-TOPSIS法的极端热湿气候区溶液再生器运行优化研究

  张广凯;谢静超;杜伯尧;王禹晗;刘加平;

  再生器是溶液除湿系统中的关键部件之一，提高再生器综合性能是解决极端热湿气候区高湿问题的有效手段。将指标相关法(CRITIC, Criteria Importance Through Intercriteria Correlation)和优劣解距离法(TOPSIS, Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution)联合，建立CRITIC-TOPSIS模型，用于再生器运行入口参数(空气质量流量、溶液质量流量、温度)的选择评价。以永暑岛礁地区为例，通过再生器处理模型得到基础数据以及4个指标的评价体系，采用CRITIC法求得权重后使用TOPSIS法对220种运行入口参数的组合方案进行评价得到最优解。结果表明，空气质量流量为0.1 kg/s、溶液质量流量为0.3 kg/s、溶液温度为56℃时得分0.885,为永暑地区再生器综合性能最优解；再生量指标的权重为0.4,可作为永暑地区再生器综合性能的代表性指标。

  2024年06期 v.52;No.400 109-115+142页 [查看摘要][在线阅读][下载 1032K]
  

• 基于室外温度变化的建筑供热节能控制算法效果分析

  马晨钰;任杰;杨毅;曹志刚;

  对青岛市某购物中心间接连接供热系统的运行数据进行节能诊断分析。针对系统存在的供热量与所需热负荷不匹配的问题，建立系统热平衡数学模型及TRNSYS仿真模型。仿真模型TRNSYS与计算数学模型的计算室温与耗热量误差控制在1.5%以内，优化控制算法为水泵根据气候补偿变频。所提出的基于室外温度变化的建筑供热节能控制算法是采用气候补偿实现动态变频调节的，通过调节系统一次侧循环水泵的流量，改变二次侧供水温度，更好地适应由于室外温度不同造成的建筑热负荷不同。结果表明一周内优化控制带来的用能减少量为7.2%,供暖季内优化控制策略带来总用能量减少16.2%,其中营业期节能量减少26.0%,非营业期减少5.4%。

  2024年06期 v.52;No.400 116-121页 [查看摘要][在线阅读][下载 1629K]
  

• 夏热冬冷地区住宅建筑新风热回收系统节能性能测试与应用研究

  鲍全;庞旭;

  为了分析新风热回收系统在夏热冬冷地区住宅建筑中应用时的节能性能，对该系统在各季节的实际节能效果作出判断。通过现场测试计算出新风热回收系统的热交换效率、热回收量以及室内的新风负荷，运用PKPM能耗模拟软件建立两种建筑模型，计算分析某住宅建筑使用新风热回收系统前后的用电能耗和相对节能率。研究结果显示，使用新风热回收系统后，建筑相对节能率由2.60%提高到6.09%,建筑冬季供暖用电节能3948.35 kW·h,夏季空调用电节能2036.22 kW·h,总用电能耗降低了5984.57 kW·h,实现能源节约3.57%。上述研究内容为新风热回收系统的设计、运用及研究工作提供了借鉴帮助。

  2024年06期 v.52;No.400 122-127+142页 [查看摘要][在线阅读][下载 677K]
  

• 体育场馆建筑空调系统运行评价与优化

  刘兆辉;唐林峰;

  在“双碳”目标背景下，建筑能效提升工作备受关注。基于上海某体育场馆建筑空调系统实际运行监测数据，对空调系统运行进行分析、评价、诊断及优化。结果表明，空调系统运行中风冷热泵机组能耗占90%,水泵占10%。风冷热泵机组平均COP为3.01,水泵输送系数平均值为23.9。热泵机组进出水平均温差为3.2℃,系统平均温差仅为1.5℃,远低于设计温差。系统的循环水量远大于实际需求，通过水泵优化控制可实现水泵能耗降低64%。风冷热泵机组负荷分配与台数优化控制可使能耗降低6.7%,水冷变频离心机组负荷分配优化与台数优化控制可使能耗降低8.9%。相比风冷热泵机组，优先运行水冷变频离心机组可减少空调系统能耗36.9%。

  2024年06期 v.52;No.400 128-135页 [查看摘要][在线阅读][下载 3422K]
  

• 夏季住宅厨房空调优化实验研究

  肖雅轩;郭俊杰;郭兴国;陈文华;罗茂辉;

  为改善夏季住宅厨房烹饪人员热舒适度，需对厨房空调进行优化。通过一系列实验评估了补风方式、补风温度、空调送风角度位置、送风口形式对厨房空调效果的影响。研究结果表明：补风温度越高，空调效果越差，当室外气温高于室内气温时，应选择门补风，在室外气温和室内气温接近时，窗补风表现更佳；空调在采用双风口送风时，人员腹部皮肤温度上升4.62～6.05℃,空调在采用长条风口送风时，人员腹部皮肤温度上升5.85～9.42℃,而相同条件下，无空调时人员腹部皮肤温度可上升11℃;在双风口送风且送风角度为60°时，空调效果最好，此时人员前方高度1.1 m处空气温度在30.43～33.15℃之间，预测热感觉投票TSV值在0.39～0.51之间，油烟机相对捕集效率达到96.51%。

  2024年06期 v.52;No.400 136-142页 [查看摘要][在线阅读][下载 2709K]
  

• 纳米溶液用于间接蒸发冷却器亲水改性的实验研究

  徐绍芳;朱祥辉;王翌初;陈奕;

  针对目前高分子间接蒸发冷却器湿通道壁面润湿率较差从而引起换热效果不佳的问题，提出一种纳米镀膜聚丙烯(PP)间接蒸发冷却器，旨在改善其亲水性能，从而强化其传热传质过程。实验重点研究了纳米镀膜PP板的亲水性和耐久性，并探寻其布水效果。结果表明：镀膜后的PP板显示出优良的亲水性，水的静态接触角可减小到10°以下，同时该膜层具有较好的耐水性能，在经过长期水刷冲下，表面接触角稳定在30°左右。此外，在实验条件下，纳米镀膜芯体在1 min左右可达到80%以上的润湿率；实验中还发现，镀膜PP板会在表面形成多孔结构并具有保水性，可实现间接蒸发冷却器的间歇布水，在湿球效率保持稳定的情况下，其性能系数比传统的连续布水提高了54%。

  2024年06期 v.52;No.400 143-148页 [查看摘要][在线阅读][下载 1490K]
  
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