ti le bong da wap

  • Sự đóng góp
  • Thời gian cập nhật 17/10/2021
  • 3 readings
  • Rating 0
  • great
  • Step on

Giới thiệu về ti le bong da wap

du doan bong da anh

Việc phát triển bền vững môi trường định cư của con người cần giải quyết đồng thời các vấn đề về chất lượng môi trường tòa nhà, bảo tồn năng lượng và giảm phát thải, kế thừa văn hóa khu vực. và môi trường tài nguyên là để thực hiện sự phát triển bền vững của môi trường định cư của con người. Cách tiếp cận cơ bản. Bắt đầu từ nguyên tắc thiết kế thụ động, bài viết này lọc các vấn đề kỹ thuật chính để đạt được thiết kế tòa nhà năng lượng cực thấp và sử dụng toàn diện các lý thuyết cơ bản của kiến ​​trúc , khí hậu xây dựng và kỹ thuật môi trường xây dựng, thông qua phân tích lý thuyết, thử nghiệm thực nghiệm, thiết kế sơ đồ và trình diễn kỹ thuật, các yêu cầu về tiện nghi nhiệt cho con người trong nhà được thiết lập một cách có hệ thống và các phương pháp biểu diễn tinh tế của khí hậu ngoài trời điển hình, công nghệ phân tích khí hậu được đề xuất và các phương pháp phân vùng khí hậu cho năng lượng thấp Thiết kế tòa nhà, công nghệ thông gió và làm mát bằng năng lượng mặt trời thụ động và tích trữ nhiệt Phương pháp tính toán thiết kế nhiệt đã hình thành một hệ thống lý thuyết thiết kế tòa nhà năng lượng cực thấp thụ động, được thúc đẩy và áp dụng ở khu vực phía Tây, cung cấp hỗ trợ lý thuyết và giải pháp cho sự bền vững sự phát triển của các tòa nhà trong khu vực.


Từ khóa: các khu định cư của con người; thiết kế thụ động; các tòa nhà năng lượng cực thấp; xây dựng hiệu quả năng lượng; miền tây Trung Quốc; phát triển bền vững;


Về tác giả: Yang Liu


Việc phát triển bền vững môi trường định cư của con người không chỉ đòi hỏi phải không ngừng nâng cao chất lượng môi trường tòa nhà trong quá trình đô thị hóa nhanh chóng, mà còn phải tiết kiệm năng lượng tiêu thụ của tòa nhà và giảm phát thải ô nhiễm, kế thừa và tiếp nối nền văn minh kiến ​​trúc truyền thống của khu vực. Tuy nhiên, dựa trên nền tảng công nghiệp, hệ thống công trình hiện đại dựa trên nền tảng văn minh phải trả giá bằng mức tiêu thụ năng lượng cao, ô nhiễm cao và tiêu diệt nền văn minh kiến ​​trúc truyền thống của khu vực đồng thời đáp ứng nhu cầu của người dân về không gian và môi trường xây dựng.


Nước ta tuy có lãnh thổ rộng lớn, dân số đông, trên cơ sở này năng lượng và tài nguyên vô cùng khan hiếm, môi trường sinh thái mong manh, kinh tế phát triển lạc hậu, trong quá trình đô thị hóa nhanh chóng, đơn giản là kế thừa các phương pháp xây dựng truyền thống. hoặc sử dụng những cái hiện có. Các đặc điểm kỹ thuật và phương pháp thiết kế kiến ​​trúc đô thị của Hoa Kỳ không thể giải quyết hiệu quả các nhu cầu toàn diện về xây dựng chất lượng môi trường, xây dựng bảo tồn năng lượng và giảm phát thải, cũng như kế thừa văn hóa xây dựng. Hiện tại, các công trình đô thị hoặc là "cùng một thứ" , "một nghìn thành phố", hoặc "tham lam cho người nước ngoài" "," Người lạ vào bếp ". Vì vậy, việc nghiên cứu và phát triển các hệ thống phương pháp thiết kế tòa nhà tiêu thụ năng lượng thấp (cực thấp) bền vững dựa trên điều kiện khí hậu khu vực và xã hội là rất cấp thiết. - nền tảng kinh tế và văn hóa để đảm bảo sự thoải mái của môi trường trong nhà của tòa nhà và phong cách kiến ​​trúc khu vực Kế thừa kinh nghiệm sinh thái truyền thống và sử dụng năng lượng tự nhiên như năng lượng mặt trời và năng lượng gió càng nhiều càng tốt để bảo tồn năng lượng. Phương pháp này được gọi là " thiết kế tòa nhà tiêu thụ năng lượng thấp (cực thấp) thụ động "của giới học thuật.


Lý thuyết và phương pháp thiết kế tòa nhà năng lượng thấp thụ động là nghiên cứu việc sử dụng thiết kế tòa nhà hơn là các phương pháp và công nghệ kiểm soát môi trường nhân tạo (chủ động) để tạo ra tiện nghi nhiệt trong nhà, đồng thời nó cũng là một ngành khoa học nghiên cứu sự tương tác của tòa nhà với ngoài trời khí hậu và vi khí hậu trong nhà. Kiến trúc hiện đại Việc thiết kế môi trường nhiệt trong nhà tuân theo lý thuyết cân bằng nhiệt ở trạng thái ổn định và hoàn toàn dựa vào các công nghệ kiểm soát môi trường chủ động như hệ thống sưởi, thông gió và điều hòa không khí để duy trì và điều chỉnh môi trường nhiệt trong nhà Một trạng thái tương đối ổn định, đồng đều và thoải mái. Vi khí hậu trong nhà hoàn toàn cách biệt với khí hậu tự nhiên ngoài trời. Tốn nhiều năng lượng và không tốt cho sức khỏe. Bởi vì sự thoải mái nhiệt mà cơ thể con người yêu cầu là ở nhiệt độ bình thường, thường là 18 ~ 26 ℃, Khí hậu ngoài trời ở hầu hết các khu vực hầu hết đều có điều kiện thoải mái như vậy. Vì vậy, nếu các phương pháp thiết kế kiến ​​trúc hợp lý như sưởi ấm bằng năng lượng mặt trời, các công nghệ thụ động như thông gió tự nhiên có thể tận dụng tối đa sức nóng / lạnh tự nhiên trong khoảng thời gian này để giảm đáng kể mức tiêu thụ năng lượng của các thiết bị trong tòa nhà và hiện thực hóa các tòa nhà sử dụng năng lượng cực thấp hoặc thậm chí bằng 0. Đây là nguyên tắc thiết kế thụ động của các tòa nhà.[1]Nói chung, các tòa nhà có mức tiêu thụ năng lượng của tòa nhà gần bằng không được gọi là tòa nhà năng lượng cực thấp hoặc tòa nhà năng lượng gần bằng không.


Thiết kế thụ động liên quan đến hai vấn đề chính và một mục tiêu thiết kế: Vấn đề đầu tiên là tính khả thi của việc sử dụng tài nguyên khí hậu, nghĩa là, khí hậu ngoài trời có thể được sử dụng để sưởi ấm và làm mát trong nhà trong những điều kiện nào? Câu hỏi thứ hai là câu hỏi về các phương pháp thiết kế kiến ​​trúc, nghĩa là loại biện pháp kỹ thuật xây dựng nào và làm thế nào để áp dụng các công nghệ này để thực hiện việc sử dụng các nguồn nhiệt và lạnh của khí hậu, tức là, phương pháp thiết kế thụ động. Sự khác biệt giữa các yêu cầu về tiện nghi nhiệt của cơ thể con người và khí hậu ngoài trời là mở rộng phạm vi khí hậu có thể được điều chỉnh và kiểm soát bằng công nghệ thụ động của tòa nhà càng nhiều càng tốt, vì vậy để giảm thiểu nhu cầu của tòa nhà đối với thiết bị môi trường nhân tạo (Hình 1).


Tập trung vào các vấn đề và mục tiêu trên, các vấn đề cơ bản sau đây đã được hoàn thiện. (1) Xây dựng công nghệ phân tích khí hậu và phương pháp mô tả các đặc điểm khí hậu ngoài trời. nguồn cho khí hậu ngoài trời trong giai đoạn đầu của thiết kế Phương pháp phân tích định lượng về tính sẵn có và việc thiếu dữ liệu khí hậu ngoài trời để phân tích mô phỏng tinh chỉnh. (2) Công nghệ dự đoán và đánh giá tiện nghi nhiệt trong nhà. Đối với chế độ thông gió tự nhiên (tiêu thụ năng lượng bằng không) hoặc điều chỉnh tự nhiên và thiết bị phổ biến ở Trung Quốc Mô hình hỗn hợp (tiêu thụ năng lượng thấp) thiếu mô hình dự báo tiện nghi nhiệt quy mô quốc gia. (3) Phương pháp thiết kế thụ động. Nghiên cứu bảo tồn năng lượng xây dựng của Trung Quốc luôn tập trung vào nghiên cứu và phát triển các công nghệ riêng lẻ và cải thiện hiệu quả sử dụng năng lượng của các hệ thống thiết bị, và các hệ thống đề xuất về tài nguyên và khí hậu khu vực Không có báo cáo hệ thống về phương pháp thiết kế tòa nhà năng lượng thấp thụ động toàn diện.


Việc áp dụng toàn diện các nguyên tắc kiến ​​trúc, khí hậu xây dựng và kỹ thuật môi trường xây dựng, dựa trên phân tích lý thuyết, thử nghiệm thực nghiệm và thống kê dữ liệu, cho thấy quy luật tiện nghi nhiệt của người dân Trung Quốc dưới các biến động khí hậu tự nhiên và xác định sự phù hợp của các công nghệ thụ động khác nhau. Trong miền khí hậu, một phương pháp phân tích khí hậu dựa trên nhu cầu nhiệt của con người đã được thiết lập và một phương pháp tính toán thiết kế hệ thống làm mát bằng năng lượng mặt trời thụ động và lưu trữ nhiệt đã được đề xuất, và phân tích định lượng toàn diện của ba hệ thống phức tạp "xây dựng con người- khí hậu "trong giai đoạn lập kế hoạch đã được hiện thực hóa. Các kết quả lý thuyết trên lần đầu tiên được áp dụng và thực hành ở miền Tây Trung Quốc, tạo thành một loạt các mô hình thiết kế xây dựng nông thôn năng lượng thấp như Cao nguyên Hoàng thổ, khu vực khô cằn ở Tây Bắc Trung Quốc, và vùng động đất Tứ Xuyên, nơi trở thành hình mẫu cho thiết kế đổi mới các công trình khu vực Trung Quốc Kết quả nghiên cứu lý thuyết Đây được coi là sự tiếp nối và phát triển lý thuyết kiến ​​tạo khu vực quốc tế.


1 Xây dựng công nghệ phân tích khí hậu


Kiến trúc liên quan chặt chẽ đến khí hậu. Trong thiết kế kiến ​​trúc, việc xem xét đầy đủ tác động của khí hậu đối với tất cả các khía cạnh của thiết kế là điều kiện tiên quyết để nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng của tòa nhà. Xác định chính xác mối quan hệ giữa điều kiện khí hậu ngoài trời với cảm nhận nhiệt của con người và vi khí hậu trong nhà chìa khóa để phân tích khí hậu. Mặc dù các kiến ​​trúc sư trong ngành có kiến ​​thức sơ bộ về thiết kế khí hậu nhưng chúng hiếm khi được sử dụng trong thực tế. Nguyên nhân chính là do thiếu các phương pháp và công cụ phân tích khí hậu đơn giản, trực quan, thực tế và định lượng. Hiện tại, Phân tích khí hậu tòa nhà được sử dụng phổ biến trên thế giới Các phương pháp chủ yếu được chia thành hai loại: một là phương pháp phân tích đồ họa, chẳng hạn như bản đồ bioclimatic của Olgyay và Givoni được phát triển từ nó[2]; Phương pháp khác là phương pháp phân tích dạng bảng do Mahoney đại diện[3]. Các phương pháp phân tích này nhằm phân tích các đặc điểm khí hậu địa phương từ góc độ tiện nghi nhiệt của con người, sau đó đưa ra các nguyên tắc cụ thể để lựa chọn các công nghệ thụ động. , cần phải nghiên cứu đặc điểm khí hậu của Trung Quốc Thiết lập phương pháp phân tích khí hậu xây dựng của Trung Quốc.


Trước khi phát triển công nghệ phân tích khí hậu, ba vấn đề khoa học cơ bản cần được giải quyết: một là nhận thức về khí hậu ngoài trời, nghĩa là mô tả các đặc điểm điển hình và những thay đổi theo thời gian của khí hậu ngoài trời từ góc độ tiện nghi nhiệt và thiết kế môi trường nhiệt của tòa nhà; là việc xác định tiêu chuẩn mức độ thoải mái, tức là cơ thể con người có thoải mái trong điều kiện vi khí hậu trong nhà nào không và liệu sự thay đổi của khí hậu ngoài trời có tác động thiết yếu đến cảm nhận nhiệt của cơ thể con người hay không; một là khu vực và khí hậu ngoài trời Điều đó có thể được điều chỉnh bằng các công nghệ thụ động khác nhau Ranh giới. Trong phân tích cuối cùng, cần giải quyết vấn đề khớp nối của ba hệ thống phức tạp "con người-xây dựng-khí hậu", và đó cũng là khó khăn của nghiên cứu xây dựng năng lượng thấp thụ động .


So với công nghệ điều khiển chủ động, đặc điểm cơ bản của công nghệ thụ động là: vi khí hậu trong nhà và khí hậu ngoài trời tương tác với nhau bất cứ lúc nào và tạo ra những thay đổi thường xuyên tương ứng với sự biến động của khí hậu ngoài trời, cho thấy một "trạng thái chạy tự do" đáng kể. Do đó, không khí trong nhà và ngoài trời Trên cơ sở này, người ta đề xuất sử dụng "biểu đồ entanpi không khí" thường được sử dụng trong lĩnh vực kỹ thuật HVAC để mô tả các đặc tính của không khí.[4]Là một công cụ bản đồ cơ sở để xây dựng phân tích khí hậu (Hình 2 (a)). Từ quan điểm của các mục tiêu thiết kế môi trường nhiệt, tiện nghi nhiệt của con người là một chỉ số kiểm soát, vì vậy nó có thể mô tả đồng thời các đặc tính của không khí và điều kiện tiện nghi nhiệt. là sự kết hợp của nhiệt độ và độ ẩm. "Nhiệt độ hiệu dụng" đã trở thành thông số chỉ số tốt nhất liên kết ba hệ thống "con người-xây dựng-khí hậu". Sử dụng biểu đồ entanpi làm bản đồ cơ sở và nhiệt độ hiệu dụng làm biến số, khí hậu tòa nhà công cụ phân tích-sơ đồ phân tích khí hậu tòa nhà (Hình 2 (b))[1]Áp suất là nhiệt độ không khí và tọa độ là độ ẩm không khí. "Nhiệt độ hiệu dụng" bao gồm hai điểm có thể mô tả điều kiện khí hậu ngoài trời, mức độ thoải mái của khí hậu trong nhà và khoảng cách giữa khí hậu và sự thoải mái. đường biểu thị điều kiện khí hậu ngoài trời, đoạn đường màu đỏ thể hiện khí hậu hàng tháng của một khu vực cụ thể, vùng màu xám thể hiện vùng thoải mái nhiệt của cơ thể con người, cũng là mục tiêu chung của thiết kế tòa nhà và vùng được bao quanh bởi vật rắn Đường biểu diễn vùng khí hậu có thể được điều chỉnh bằng các công nghệ thụ động khác nhau Có thể thấy rằng khi khí hậu ngoài trời rơi vào vùng đường đặc, hoàn toàn có thể có được sự thoải mái thông qua công nghệ thụ động và không tiêu thụ năng lượng.


2 Phương pháp mô tả đặc tính tinh tế của khí hậu ngoài trời


Mô tả toán học chính xác về đặc điểm khí hậu ngoài trời từ góc độ môi trường nhiệt của tòa nhà và tiện nghi nhiệt của con người là vấn đề cơ bản đầu tiên liên quan đến việc thiết lập công nghệ phân tích khí hậu tòa nhà, và nó cũng là điều kiện cần thiết để tối ưu hóa thiết kế năng lượng thấp so với phân tích lý thuyết và nghiên cứu mô phỏng số, nghiên cứu của Trung Quốc về các thông số khí tượng cơ bản trong lĩnh vực xây dựng tiết kiệm năng lượng thua xa trình độ của các nước phát triển quốc tế. tính toán trạng thái và dữ liệu trung bình hàng tháng và hàng ngày có thể được sử dụng. Nó đáp ứng nhu cầu và có ít trạm phủ dữ liệu. Nó chưa được cập nhật sau năm 1980. Đồng thời, dữ liệu theo thời gian đã được tinh chỉnh để xây dựng mô phỏng tiêu thụ năng lượng không có dịch vụ, điều này đã trở thành nút thắt cổ chai hạn chế sự phát triển của ngành công nghiệp sử dụng năng lượng hiệu quả. những thay đổi của khí hậu ngoài trời điển hình đã trở thành vấn đề chính của việc xây dựng hiệu quả năng lượng.


2.1 Phương pháp đặc trưng của biến đổi khí hậu ngoài trời theo thời gian


Trong bối cảnh đó, các học giả trong nước đã tiến hành nhiều nghiên cứu cơ bản và đề xuất sử dụng Năm khí tượng điển hình (TMY) do Phòng thí nghiệm quốc gia Sandia, Hoa Kỳ đề xuất làm phương pháp tạo cơ bản, có tính đến nền tảng dữ liệu khí tượng của Trung Quốc. và nhu cầu của việc xây dựng môi trường nhiệt, để phát triển thời tiết điển hình của địa phương Năm ý tưởng nghiên cứu[5~8]Một năm khí tượng điển hình là một khó khăn kỹ thuật không chỉ phản ánh chính xác những thay đổi theo thời gian trong việc tiêu thụ năng lượng của tòa nhà mà còn có thể thể hiện những thay đổi điển hình của khí hậu với lượng dữ liệu khí tượng nhỏ nhất, nghĩa là đạt được sự cân bằng Đây là một năm khí tượng "giả định" bao gồm 12 tháng điển hình (TMM) đều đại diện cho khí hậu.[9,10]Mỗi tháng điển hình bao gồm một số yếu tố khí tượng chính ảnh hưởng đến tiêu thụ năng lượng, chẳng hạn như nhiệt độ bầu khô, nhiệt độ điểm sương, tốc độ gió, tổng bức xạ ngang và bức xạ trực tiếp thay đổi theo thời gian và được ghi lại thực tế. Các trọng số khác nhau được đưa ra đến các mức độ tác động môi trường khác nhau[11].


Hiện tại, các trạm ghi dữ liệu khí tượng ở Trung Quốc được chia thành trạm gốc, trạm cơ bản và trạm tổng hợp, dữ liệu ghi được chia thành dữ liệu theo giờ, 4 lần và dữ liệu hàng ngày theo độ chính xác thời gian theo đặc điểm của Trung Quốc dữ liệu khí tượng gốc, một loạt dữ liệu cần xử lý Xử lý các vấn đề: (1) Phương pháp nội suy theo thời gian của dữ liệu quan trắc hàng ngày và thời gian; (2) Vấn đề thiết lập mô hình dự báo cho các dữ liệu khí tượng khác nhau do thiếu phép đo đối với các dữ liệu quan trọng, chẳng hạn như bức xạ và tốc độ gió; (3) Việc lựa chọn trọng số của tác động của các yếu tố khí tượng đến tiêu thụ năng lượng ở các vùng khác nhau; (4) Để phân tích mối quan hệ khớp nối giữa biến đổi khí hậu và tiêu thụ năng lượng của tòa nhà, cần thiết lập một phương pháp tạo cho một năm điển hình trong tương lai. phương pháp xử lý sẽ được giới thiệu cụ thể dưới đây Đối với các thông số khí tượng như tốc độ gió, hướng gió và độ che phủ của mây thay đổi ngẫu nhiên, cũng cần thiết lập mô hình thời gian với độ chính xác đảm bảo, không có đột phá. Ngoài ra, vì dữ liệu dựa trên thời gian của các trạm khí tượng của Trung Quốc không thể được chia sẻ bởi các ngành khác, khó khăn kỹ thuật lâu dài trong tương lai sẽ là làm thế nào để lấy các loại dữ liệu khí tượng hàng ngày khác nhau thành dữ liệu dựa trên thời gian đáp ứng các yêu cầu về độ chính xác. phân tích lượng dữ liệu và nghiên cứu mô phỏng tiêu thụ năng lượng, một phương pháp tạo ra một năm thời tiết điển hình ở Trung Quốc đã được thiết lập. Quy trình cụ thể được thể hiện trong Hình 3.


2.2 Mô hình suy ra hệ số bức xạ mặt trời


Bức xạ mặt trời là một thông số khí tượng không thể thiếu gây ra phản ứng nhiệt ánh sáng của các tòa nhà, ảnh hưởng đến sự thoải mái về nhiệt của cơ thể con người và mức tiêu thụ năng lượng của các tòa nhà. Đây là thông số khí tượng quan trọng nhất trong dữ liệu của một năm điển hình. Tuy nhiên, So với các thông số khí tượng thông thường như nhiệt độ, độ ẩm, số lượng trạm quan trắc bức xạ chưa đến 6% số lượng trạm quan trắc mặt đất cơ bản, do đó, số liệu quan trắc bức xạ cực kỳ khan hiếm, cho dù đó là tổng số trung bình hàng ngày. bức xạ hoặc quy mô thời gian tinh chỉnh, hạn chế nghiêm trọng sự phát triển của thiết kế tòa nhà năng lượng thấp. dữ liệu như tổng bức xạ hàng ngày, bức xạ trực tiếp, bức xạ phân tán và bức xạ hàng giờ.


Đối với việc tính toán tổng bức xạ hàng ngày, các phương pháp tính toán mô hình thường được sử dụng hoặc phương pháp nội suy không gian. Phương pháp tính toán mô hình là ước tính tổng giá trị bức xạ mặt trời thông qua số giờ nắng, độ che phủ của mây và các yếu tố khí tượng khác có liên quan chặt chẽ đến bức xạ mặt trời. Ví dụ, sử dụng bức xạ mặt trời để suy ra Mô hình Angstrom Prescott về tổng bức xạ hàng ngày, mô hình Zhang Qingyuan sử dụng độ che phủ của đám mây và suy luận nhiệt độ bầu khô. Phương pháp chênh lệch không gian là sử dụng một số mẫu không gian hiện có để phản ánh đặc điểm phân bố không gian của dữ liệu bức xạ , và sau đó dự đoán không gian địa lý chưa biết dựa trên đặc điểm Bức xạ này. Qua phân tích phương pháp xác nhận chéo, người ta thấy rằng theo dữ liệu quan sát bức xạ hiện tại ở Trung Quốc, mô hình Angstrom Prescott được sử dụng để suy ra rằng tổng bức xạ hàng ngày giá trị tốt hơn so với phương pháp nội suy không gian[12].


Đối với tính toán bức xạ trực tiếp và bức xạ tán xạ, phương pháp tính toán giải mô hình được áp dụng nhiều hơn trong và ngoài nước. .[13], Một là mô hình bức xạ tán xạ đẳng hướng, chẳng hạn như mô hình Orgill & Hollands[14]Người mẫu Mitsuhiro Udagawa[15], Collares-Pereira & mô hình Rabl[16], Mô hình Erbs[17]Vv; mô hình kia là mô hình bức xạ tán xạ dị hướng, chẳng hạn như mô hình Mặt trăng & Spencer[18], Steven & Unsworth người mẫu[19]Vv. Mô hình bức xạ tán xạ đẳng hướng sử dụng chỉ số bầu trời quang đãng làm chỉ số chính, xác định trạng thái thời tiết theo kích thước của chỉ số bầu trời quang đãng và đưa nó vào công thức tính toán tương ứng; mô hình bức xạ tán xạ không đẳng hướng chủ yếu dựa trên Đặc điểm phân bố không gian của bức xạ tán xạ mặt trời Có thể thu được bằng cách tích phân các phần tử không phân tán bức xạ trong các điều kiện khác nhau. chính xác hơn. Do đó, phương pháp thu được Ứng dụng phổ biến và quảng bá.


Là một năm khí tượng điển hình đòi hỏi dữ liệu hàng giờ của các yếu tố khác nhau, dữ liệu bức xạ mặt trời hàng giờ là không thể thiếu. Nói chung, có ba phương pháp chính để tính toán bức xạ mặt trời hàng giờ: một là phương pháp tính toán lý thuyết, theo bức xạ mặt trời Quá trình vật lý của sự lan truyền của bầu khí quyển với mặt đất, sử dụng kiến ​​thức về khí quyển, vật lý, v.v., nhập các thông số chi tiết về tình hình thực tế của khí quyển cho các phép tính toán học[20]Thứ hai là phương pháp mô hình thống kê, chủ yếu là để tìm ra mối quan hệ giữa bức xạ mặt trời hàng giờ và bức xạ mặt trời hàng giờ thông qua thống kê năm dữ liệu khí tượng thông thường và thông tin vị trí địa lý liên quan, sau đó suy ra giá trị bức xạ mặt trời hàng giờ; như vậy như mô hình Collares-Pereira & Rabl[16]Mô hình sử dụng mối quan hệ giữa bức xạ mặt trời hàng giờ và tỷ lệ bức xạ mặt trời hàng ngày và góc mặt trời lặn để giải quyết vấn đề; thứ ba là phương pháp mạng nơron nhân tạo, thông qua việc học tập và phát huy năng lực đào tạo, thiết lập một phi tuyến tính mô hình cho các tính toán mô phỏng. Chẳng hạn như máy vectơ hỗ trợ hai lần tối thiểu[21]Mặc dù phương pháp tính toán lý thuyết có khái niệm vật lý rõ ràng về các thông số nhưng các trạm khí tượng thông thường không theo dõi các thông số khí quyển liên quan, do đó khó có được giá trị chính xác của chúng, điều này hạn chế việc phổ biến và sử dụng phương pháp này so với phương pháp mô hình thống kê và phương pháp mạng nơ ron, hai phương pháp này đều có trọng tâm, qua xác minh, thấy rằng theo số liệu quan trắc phóng xạ hiện tại của Trung Quốc, kết quả của hai phương pháp không khác nhau là mấy.[22]Nhưng quy trình tính toán của phương pháp mô hình thống kê tương đối đơn giản, việc thu nhận tham số dễ dàng hơn, dễ phổ biến và sử dụng hơn.


3 Vi khí hậu trong nhà và tiện nghi nhiệt của con người


Vi khí hậu trong nhà bao gồm nhiệt độ không khí trong nhà, độ ẩm, tốc độ gió và nhiệt độ bức xạ bề mặt xung quanh, ảnh hưởng đến sự thoải mái nhiệt của cơ thể con người. Sự thoải mái của môi trường được xác định bởi sự cân bằng trao đổi nhiệt giữa vi khí hậu trong nhà và bề mặt của Cơ thể con người. Vi khí hậu trong nhà do tòa nhà tạo ra càng gần với các yêu cầu về tiện nghi nhiệt của cơ thể con người, thì tòa nhà sẽ càng thoải mái hơn, đồng thời tiết kiệm năng lượng nhất.


Trước năm 2004, tiêu chuẩn thiết kế môi trường nhiệt tòa nhà quốc tế đã tuân theo lý thuyết tiện nghi nhiệt ở trạng thái ổn định, được thiết lập bởi học giả nổi tiếng Giáo sư Fanger vào những năm 1960. Cốt lõi của nó là nội thất tòa nhà sử dụng nhiệt độ ổn định vào mùa đông và mùa hè. Các chỉ số kiểm soát. Tuy nhiên, kết quả thử nghiệm tại hiện trường cỡ mẫu lớn cho thấy: (1) Nhiệt độ tiện nghi nhiệt thực tế của môi trường xây dựng rộng hơn nhiều so với giá trị nhiệt độ không đổi được thiết lập tiêu chuẩn (Hình 4); (2) Khi cơ thể con người trong vùng tiện nghi tới hạn Sự chấp nhận của cơ thể con người đối với môi trường “năng động” của các thay đổi tự nhiên cao hơn đáng kể so với môi trường kiểm soát tích cực. Vì lý do này, làm thế nào để cải thiện hệ thống lý thuyết tiện nghi nhiệt ở trạng thái ổn định đã trở thành trọng tâm của nghiên cứu trong lĩnh vực tiện nghi nhiệt.


Vào cuối những năm 1970, Humphrey[23,24]Các học giả quốc tế đại diện đưa ra một lý thuyết "thích ứng nhiệt" mới, trong đó tin rằng cơ thể con người có khả năng "chủ động" thích ứng với những thay đổi của môi trường, và thông qua các phương pháp điều chỉnh khác nhau như hành vi, tâm lý và sinh lý, nó tạo ra nhiệt thích ứng với sự thay đổi của môi trường.[25,26], Vì vậy, phạm vi thoải mái nhiệt thực tế của cơ thể con người rộng hơn kết quả dự đoán của tiêu chuẩn hiện hành. sự thay đổi của nhiệt độ trung bình ngoài trời[23]Như vậy, việc thiết kế môi trường nhiệt của tòa nhà được hướng dẫn từ hướng thiết kế "điều hòa không khí" không bền vững là "ổn định, thống nhất, có kiểm soát và tiêu thụ năng lượng" cho tòa nhà nên tôn trọng môi trường "thay đổi vừa phải" của cơ thể con người Hướng thiết kế "thông gió tự nhiên" cho các nhu cầu cơ bản của tòa nhà hỗ trợ thêm cho lý thuyết thiết kế tòa nhà năng lượng cực thấp thụ động từ cấp độ lý thuyết tiện nghi nhiệt. Khái niệm thiết kế này đồng thời xem xét tòa nhà Hiệu suất điều chỉnh và khả năng thích ứng tích cực của con người đối với môi trường nhiệt của tòa nhà và Thiết kế hệ thống điều hòa không khí đã mang lại những thay đổi mang tính cách mạng, thay đổi tư duy thiết kế dựa trên môi trường nhiệt độ không đổi được điều chỉnh cơ học và thúc đẩy sự phát triển bền vững của tòa nhà[27].


Lãnh thổ rộng lớn của Trung Quốc, khí hậu đa dạng, nền tảng kinh tế - xã hội và thói quen sống và những khác biệt lớn khác trong khu vực đã khiến nhu cầu về tiện nghi nhiệt của người dân Trung Quốc khác biệt đáng kể so với dân số quốc tế, nhưng cũng có sự khác biệt rõ ràng về khu vực. các tiêu chuẩn về tiện nghi nhiệt không thể được sao chép hoàn toàn từ các tiêu chuẩn quốc tế. Không thể thông qua các tiêu chuẩn về chỉ số nhiệt độ thống nhất của quốc gia. tất cả các vùng khí hậu của Trung Quốc, hơn 20.000 mẫu hợp lệ đã được thu thập thông qua phân tích và thống kê. Thu thập quy luật về nhiệt độ thoải mái của người dân Trung Quốc theo các vùng và mùa, đồng thời thiết lập mô hình thích ứng nhiệt và phạm vi nhiệt độ thoải mái của cơ thể con người ở các vùng khác nhau.


3.1 Quy luật tiện nghi nhiệt của dân số phương đông


Phía đông Trung Quốc kinh tế phát triển, dân cư đông đúc, chịu ảnh hưởng của khí hậu hải dương, khí hậu ẩm, biên độ nhiệt ngày và biên độ nhiệt năm tương đối nhỏ, độ cao trung bình dưới 1000m, nhiệt độ theo phương thẳng đứng ít thay đổi , nhưng chủ yếu chịu ảnh hưởng của vĩ độ, từ bắc vào nam Có 4 miền khí hậu là rét đậm, rét hại, mùa hạ nóng và mùa đông lạnh, mùa hè nóng và mùa đông ấm. Nhiệt độ trở thành yếu tố chi phối phản ánh đặc điểm khí hậu của vùng. phương pháp nghiên cứu lĩnh vực thích ứng nhiệt, người ta thấy rằng nhiệt độ thoải mái về nhiệt của dân cư phía đông cho thấy sự tương đồng với nhiệt độ trung bình ngoài trời Thích nghi giới tính[28], Và khả năng thích ứng của cơ thể con người với sự thay đổi của môi trường có tương quan nghịch với sự chênh lệch nhiệt độ hàng năm và phạm vi nhiệt độ chấp nhận được có tương quan thuận. Mô hình tính toán nhiệt độ tiện nghi nhiệt trong khu vực này được trình bày trong Bảng 1.


3.2 Quy luật tiện nghi nhiệt của dân số phương Tây


So với phía đông, ngoại trừ lưu vực Tứ Xuyên, phía tây chịu ảnh hưởng lớn của khí hậu lục địa, bức xạ mạnh, khô cằn và ít mưa, chênh lệch nhiệt độ hàng năm và hàng năm lớn. Khí hậu của từng vùng không chỉ bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ, mà còn bị ảnh hưởng bởi độ ẩm và bức xạ. các thông số chính ảnh hưởng đến sự thoải mái về nhiệt của người phương Tây, và sau đó thiết lập Mô hình thích ứng với nhiệt độ dễ chịu của người dân phương Tây (Bảng 2).


3.3 Quy luật tiện nghi nhiệt của dân số nông thôn


Sự thoải mái về nhiệt không chỉ bị ảnh hưởng bởi khí hậu ngoài trời mà còn liên quan chặt chẽ đến môi trường trong nhà. Xem Bảng 3). Các thành phố chủ động Điều chỉnh thiết bị là yếu tố chính, và điều chỉnh tự nhiên của các tòa nhà được bổ sung. Điều ngược lại ở các vùng nông thôn. Sự thích nghi với môi trường lâu dài làm cho quy luật tiện nghi nhiệt của người dân nông thôn khác biệt đáng kể so với Người dân thành thị. Nghiên cứu cho thấy: (1) Phạm vi nhiệt độ chấp nhận được của người dân nông thôn rộng hơn. Khả năng thích ứng với sự thay đổi của môi trường mạnh hơn, đặc biệt là vào mùa đông; (2) Trong điều kiện tự nhiên, nhiệt độ tiện nghi nhiệt bị ảnh hưởng nhiều hơn bởi Các kết quả này tạo cơ sở cho việc xây dựng tiêu chuẩn thiết kế môi trường nhiệt trong nhà của các công trình nông thôn.


4 Công nghệ thiết kế thụ động


Cốt lõi của thiết kế thụ động là sử dụng cách bố trí không gian, cấu trúc vật liệu và xử lý chi tiết của phần thân tòa nhà để điều chỉnh khí hậu trong nhà đến mức độ thoải mái cho con người. Sưởi ấm bằng bức xạ mặt trời vào mùa đông và tích nhiệt vào mùa hè và làm mát vào ban đêm hai công nghệ thụ động được sử dụng phổ biến nhất, cũng là một cách cơ bản để tiết kiệm năng lượng thông thường Để thúc đẩy ứng dụng công nghệ thụ động, các nghiên cứu cơ bản về vùng khí hậu thiết kế thụ động và phương pháp tính toán thiết kế đã được thực hiện.


4.1 Vùng khí hậu thụ động


Việc lựa chọn công nghệ thụ động trước hết phụ thuộc vào điều kiện khí hậu ngoài trời.


a) Tn và T0 lần lượt là nhiệt độ tiện nghi về nhiệt của cơ thể người và nhiệt độ trung bình tháng ngoài trời


(I) Phân vùng sưởi và làm mát thụ động. Trọng tâm của phân vùng khí hậu là lựa chọn các chỉ số phân vùng. Đối với các công nghệ thụ động khác nhau, khí hậu ngoài trời có các yếu tố ảnh hưởng khác nhau và các thông số thiết kế kiến ​​trúc khác nhau. Đối với sưởi ấm bằng năng lượng mặt trời, năng lượng mặt trời bị ảnh hưởng. Các yếu tố khí hậu đối với tỷ lệ sử dụng là nhiệt độ không khí ngoài trời và nhiệt bức xạ thực tế của tòa nhà. Nhiệt độ không khí ngoài trời quá thấp hoặc bức xạ mặt trời không đủ sẽ dẫn đến việc sử dụng năng lượng mặt trời thấp. Đối với công nghệ thông gió lưu trữ nhiệt mùa hè, Ngoài việc lưu trữ nhiệt của tòa nhà, hiệu quả làm mát của nó cũng phụ thuộc vào việc không khí ngoài trời vào ban đêm có đủ mát không và có đủ lượng không khí để thực hiện trao đổi nhiệt đủ với các vật liệu lưu trữ nhiệt của tòa nhà hay không. Nói cách khác, yếu tố khí hậu ảnh hưởng đến việc làm mát. hiệu quả là nhiệt độ không khí ngoài trời và tốc độ gió.


Đối với phân vùng sưởi ấm bằng năng lượng mặt trời thụ động, nhiệt độ trung bình hàng tháng lạnh nhất và phần trăm bức xạ toàn diện được chọn lần lượt làm chỉ số phân vùng thứ nhất và thứ 2. Theo nhiệt độ trung bình hàng tháng lạnh nhất, quốc gia này được chia thành 6 phân vùng cấp 1. Phần trăm bức xạ toàn diện là một hướng dẫn. Tỷ lệ giữa số ngày mà tổng bức xạ hàng ngày cho bề mặt thẳng đứng lớn hơn tổng bức xạ hàng ngày theo yêu cầu của bề mặt thẳng đứng về phía nam của mô hình tòa nhà thực tế với số ngày trong tháng. Chỉ số này Theo chỉ số này, Trung Quốc được chia thành các vùng thứ cấp trên cơ sở 6 vùng, điều này có ý nghĩa định hướng trực tiếp cho việc thiết kế hệ thống sưởi năng lượng mặt trời thụ động ở Trung Quốc (Hình 5 ( Một)).


Đối với công nghệ làm mát thông gió lưu trữ nhiệt, chỉ số tiềm năng khí hậu để làm mát được chọn, tiềm năng làm mát khí hậu (CCP)[29]Là một chỉ số phân vùng. CCP là một khái niệm dựa trên độ ngày do Artmann đề xuất, dùng để chỉ khi chênh lệch nhiệt độ trong nhà và ngoài trời lớn hơn các yêu cầu cơ bản cần thiết để làm mát mô hình lưu trữ nhiệt lý tưởng trong các điều kiện khí hậu nhất định (trong nhà và chênh lệch nhiệt độ ngoài trời lớn hơn 3 ° C), khí hậu này có khả năng thông gió và làm mát. Kết quả phân vùng được thể hiện trong Hình 5 (b)[30].


(Ⅱ) Thiết kế phân vùng khí hậu toàn diện. Mục đích của việc phân vùng khí hậu thụ động là cho các kiến ​​trúc sư biết cách lựa chọn các biện pháp kỹ thuật thụ động thích hợp trong giai đoạn đầu của thiết kế xây dựng để có được một môi trường nhiệt trong nhà thoải mái. Theo thói quen truyền thống, nhiệt độ trung bình> 22 ℃. Mùa hè, <10 ℃ là mùa đông để phân chia bốn mùa[31]Ngoại trừ phía bắc đông bắc, trung và nam Quảng Đông, Quảng Đông và Quảng Tây, cao nguyên Thanh Hải-Tây Tạng trên 4500m so với mực nước biển, cũng như các đảo ở Biển Đông và Côn Minh, phần còn lại của nước ta có khí hậu với mùa hè nóng và lạnh. mùa đông và bốn mùa rõ rệt. Mùa đông và mùa hè trong năm sẽ ảnh hưởng đến Sự thoải mái về nhiệt của con người có những tác động bất lợi. Thiết kế thụ động cũng phải xem xét ảnh hưởng của mùa đông và mùa hè. Kiểu thiết kế khí hậu xem xét hai loại tác động ngược mùa phức tạp hơn so với chỉ một mùa, do đó, cũng nên phối hợp phân vùng khí hậu.


Hình 5 Sơ đồ vùng thiết kế hệ thống sưởi năng lượng mặt trời thụ động (a) và vùng làm mát thông gió lưu trữ nhiệt thụ động (b)[30]Hình 5: Các vùng nhiệt độ nóng lạnh thiết kế (a) và cơ chế làm mát cơ chế tiết nhiệt với cơ chế làm mát cơ nhiệt (b)[30]


Hình 5 Sơ đồ vùng thiết kế hệ thống sưởi năng lượng mặt trời thụ động (a) và vùng làm mát thông gió lưu trữ nhiệt thụ động (b)[30]Hình 5: Các vùng nhiệt độ nóng lạnh thiết kế (a) và cơ chế làm mát cơ chế tiết nhiệt với cơ chế làm mát cơ nhiệt (b)[30]Tải xuống hình ảnh gốc


Do nhu cầu xem xét toàn diện các tác động của mùa đông và mùa hè, việc phân vùng khí hậu áp dụng sự kết hợp giữa phân vùng sơ cấp và thứ cấp. Phân vùng sơ cấp xem xét tác động của mùa đông và tỷ lệ sử dụng hệ thống sưởi mặt trời được sử dụng làm chỉ số phân vùng chính; Phân vùng thứ cấp xem xét tác động của mùa hè do không khí Sự kết hợp khác nhau của nhiệt độ và độ ẩm mang lại hai kiểu khí hậu, khô nóng và khô lạnh, và các công nghệ thụ động khác nhau vào mùa hè. Việc xác định các chỉ số phân vùng thứ cấp tương đối phức tạp. Thông qua các công nghệ làm mát thụ động chính chẳng hạn như thông gió tự nhiên, thông gió lưu trữ nhiệt và làm mát bay hơi. Phân tích mối quan hệ với khí hậu xác định "chỉ số khó chịu" là chỉ số vùng thứ cấp. Chỉ số khó chịu được chia thành chỉ số nhiệt khó chịu và chỉ số độ ẩm khó chịu. Chỉ số nhiệt khó chịu Đề cập đến nhiệt độ hàng năm vượt quá nhiệt độ trung tính Chỉ số độ ẩm khó chịu đề cập đến tỷ lệ thời gian trong năm khi độ ẩm vượt quá 12g / kg Theo phương pháp phân vùng trên, cả nước được chia thành 9 vùng khí hậu, và các thế bị động chiến lược thiết kế cho từng khu được thể hiện trong Hình 6.[1].


4.2 Phương pháp tính toán thiết kế hệ thống sưởi năng lượng mặt trời thụ động


Việc sử dụng năng lượng mặt trời như một nguồn năng lượng thay thế để sưởi ấm là cách tốt nhất để giảm tiêu thụ năng lượng của các tòa nhà. Miền Tây Trung Quốc, đặc biệt là ở các khu vực cao nguyên, rất giàu năng lượng mặt trời. Tuy nhiên, do thiếu thiết kế kỹ thuật sử dụng năng lượng mặt trời thuần thục Các phương pháp và tiêu chuẩn kỹ thuật địa phương, các tòa nhà hiện có sử dụng năng lượng mặt trời Hiệu suất thấp và sự thoải mái của môi trường nhiệt trong nhà nhìn chung không cao. phương pháp đã trở thành ưu tiên hàng đầu.


(Ⅰ) Tính toán mức tiêu thụ nhiệt của tòa nhà bằng năng lượng mặt trời thụ động. Đối với lĩnh vực xây dựng hiệu quả năng lượng, việc đặt ra các mục tiêu hiệu quả năng lượng tòa nhà khả thi về mặt kinh tế cho từng khu vực là vấn đề chính. Giá trị mục tiêu tiết kiệm năng lượng được đặt ra, tức là mức tiêu thụ năng lượng của thiết bị trên một đơn vị diện tích của tòa nhà không vượt quá giá trị mục tiêu mà tiêu chuẩn quy định. Việc xác định mục tiêu tiết kiệm năng lượng không chỉ đóng vai trò đi đầu trong công nghệ tiết kiệm năng lượng mới, nhưng cũng xem xét tính khả thi về kinh tế và kỹ thuật. Điều kiện tính toán là điều kiện thời tiết bất lợi nhất vào mùa đông và các tác động bức xạ được bỏ qua. Rõ ràng, phương pháp tính toán này không áp dụng được cho các tòa nhà sưởi ấm bằng năng lượng mặt trời thụ động. và các chỉ số tiêu thụ năng lượng, hồi quy thống kê cho thấy rằng các chỉ số tiêu thụ nhiệt của các tòa nhà năng lượng mặt trời không chỉ liên quan chặt chẽ đến cường độ bức xạ mặt trời mà còn liên quan trực tiếp đến sự chênh lệch nhiệt độ giữa trong nhà và ngoài trời. chịu tác động đồng thời của hai yếu tố này. Do đó, chỉ số tỷ số bức xạ độ ngày (tỷ số giữa cường độ bức xạ mặt trời tháng lạnh nhất I với thời gian sưởi ấm độ ngày Hdd) được đề xuất là tham số chính để tính chỉ số tiêu thụ nhiệt . Phương pháp tính toán được hiển thị trong Công thức tính toán sau:


(Ⅱ) Tính toán tỷ lệ tiết kiệm năng lượng cho tòa nhà bằng năng lượng mặt trời thụ động. Phương pháp này đã được sử dụng làm phương pháp cơ bản để xác định giá trị mục tiêu tiết kiệm năng lượng khi biên soạn các tiêu chuẩn thiết kế tiết kiệm năng lượng cho các tòa nhà dân cư ở khu vực Cao nguyên Tây Tạng nơi năng lượng mặt trời là cực lớn giàu có ở Trung Quốc[32,33]Tỷ lệ hiệu quả năng lượng của tòa nhà là một khái niệm liên quan đến mức tiêu thụ nhiệt thực tế của tòa nhà. Mức tiêu thụ nhiệt càng lớn thì tỷ lệ hiệu quả năng lượng của tòa nhà càng nhỏ. áp dụng các công nghệ tiết kiệm năng lượng, So với mức tiêu thụ nhiệt của các tòa nhà nói chung trong những năm 1980, tỷ lệ giữa mức tiêu thụ năng lượng tiết kiệm được so với mức tiêu thụ năng lượng của tòa nhà nói chung. Để phù hợp với các tiêu chuẩn quốc gia, các tòa nhà sưởi ấm bằng năng lượng mặt trời thụ động cũng áp dụng khái niệm Tỷ lệ tiết kiệm năng lượng, nhưng phương pháp tính toán không có sự khác biệt cơ bản. Đối với các tòa nhà sưởi ấm bằng năng lượng mặt trời, tỷ lệ tiết kiệm năng lượng liên quan chặt chẽ đến tỷ lệ đóng góp thực tế của năng lượng mặt trời. Tỷ lệ đóng góp năng lượng mặt trời càng lớn thì phần năng lượng cần thiết bị hỗ trợ và tòa nhà càng tiết kiệm năng lượng. Do đó, việc tính toán tỷ lệ tiết kiệm năng lượng của các tòa nhà sưởi bằng năng lượng mặt trời Đã giới thiệu "tiêu thụ nhiệt phụ" làm chỉ số đánh giá tỷ lệ tiết kiệm năng lượng. Mức tiêu thụ nhiệt phụ trợ là liên quan tích cực đến hiệu quả thu nhiệt của tòa nhà sử dụng các bộ phận thu nhiệt mặt trời, nghĩa là, nó phụ thuộc vào thiết kế kỹ thuật của các cửa sổ có lợi trực tiếp, các bức tường thu và lưu trữ nhiệt, và các phòng ánh sáng mặt trời bổ sung; Đồng thời, nó là liên quan tiêu cực đến tải nhiệt của tòa nhà và phụ thuộc vào các thông số hiệu suất nhiệt của vỏ tòa nhà. Thông qua một số lượng lớn các thử nghiệm và phân tích mô phỏng động của các tòa nhà năng lượng mặt trời, các thông số hoạt động của hệ thống thu nhiệt tòa nhà bằng năng lượng mặt trời thụ động (solarenergysaving, SES ) Và các thông số đặc trưng về tải của tòa nhà bằng năng lượng mặt trời (Solargain, SG), và trên cơ sở này, một phương pháp tính toán cho chỉ số tiêu thụ nhiệt phụ của các tòa nhà sưởi năng lượng mặt trời thụ động được đề xuất, xem công thức (2). Phương pháp này cũng có thể được sử dụng làm nhiệt hiệu suất của các tòa nhà sưởi ấm bằng năng lượng mặt trời thụ động Phương pháp tính toán đơn giản để đánh giá:


Trong công thức, Eaux là chỉ số tiêu thụ nhiệt phụ của các tòa nhà sử dụng năng lượng mặt trời thụ động, tức là ngoài hệ thống sưởi năng lượng mặt trời thụ động cung cấp nhiệt, diện tích tòa nhà được cung cấp bởi các thiết bị sưởi phụ khác cho tòa nhà; A0 là diện tích tòa nhà của tòa nhà thiết kế; tn là thiết kế bên trong Tính nhiệt độ; te là nhiệt độ trung bình ngoài trời trong thời gian sưởi ấm, ℃; Ag là diện tích của cửa sổ thu nhiệt trong hệ thống thu nhiệt mặt trời; Xm là Hệ số vùng truyền sáng hiệu quả của hệ thống thu nhiệt; C là hệ số cản bụi của kính cửa sổ thu nhiệt.


4.3 Phương pháp tính toán thiết kế hệ thống thông gió làm mát lưu trữ nhiệt thụ động


Công nghệ làm mát kết hợp lưu trữ nhiệt của tòa nhà và thông gió ban đêm là một công nghệ thụ động có hiệu quả giảm tiêu thụ năng lượng điều hòa không khí và giảm sự đảo nhiệt đô thị. Công nghệ này sử dụng hiệu suất cách nhiệt và lưu trữ nhiệt của tòa nhà để lưu trữ hơi lạnh trong gió đêm, và giảm nhiệt độ phòng cơ bản và nhiệt độ bức xạ trung bình, bằng cách giảm dao động nhiệt độ trong phòng, nhận ra các đỉnh so le của nhiệt độ cao trong nhà và ngoài trời, nhằm tiết kiệm năng lượng và cải thiện sự thoải mái của tòa nhà. ngày và đêm ở hầu hết các vùng do khí hậu lục địa chiếm ưu thế ở Trung Quốc, thí nghiệm được sử dụng Phương pháp kết hợp thử nghiệm và phân tích lý thuyết cho thấy các đặc điểm thường xuyên của công nghệ làm mát và thông gió ban đêm, đồng thời đề xuất một phương pháp tính toán thiết kế nhiệt đơn giản, cung cấp lý thuyết cơ bản. hỗ trợ phổ biến và ứng dụng công nghệ này.


(Ⅰ) Mô hình tính toán thông gió kho nhiệt Trong giai đoạn thiết kế đồ án, việc nghiên cứu thiết lập một phương pháp tính toán đơn giản hóa nhanh chóng, ngắn gọn và chính xác là mắt xích cơ bản trong việc ứng dụng và phát huy công nghệ thụ động. Công nghệ thông gió kho nhiệt liên quan đến khớp nối Quá trình môi trường nhiệt và môi trường gió, ảnh hưởng đến hiệu quả làm mát của nó Các yếu tố chính bao gồm điều kiện thời tiết ngoài trời, cách bố trí thông gió lưu trữ nhiệt của không gian tòa nhà, hiệu suất cách nhiệt và lưu trữ nhiệt của kết cấu bao, và hiệu quả truyền nhiệt đối lưu giữa các kho nhiệt cơ thể và không khí xung quanh. Do đó, việc dự đoán chính xác hiệu quả làm mát thực tế của nó là rất phức tạp. Hiện tại, việc mô phỏng số kết hợp giữa cơ học chất lỏng và truyền nhiệt chủ yếu được sử dụng để hoàn thiện. Loại công nghệ phân tích này hầu như khó thành thạo đối với các nhà thiết kế trong giai đoạn kế hoạch, điều này hạn chế ứng dụng của nó trong kỹ thuật. Bằng cách phân tích sự truyền thông gió lưu trữ nhiệt Dựa trên quá trình nhiệt và động lực học chất lỏng, một phương pháp tính toán đơn giản để thu được hệ thống thông gió làm mát và lưu trữ nhiệt (công thức (3) và (4)) được thành lập, thực hiện phân tích định lượng của công nghệ trong giai đoạn thiết kế kiến ​​trúc.


Trong công thức, Greq là lượng thông gió cần thiết để lấy đi cơ quan lưu trữ nhiệt tại thời điểm tối đa; c là nhiệt lượng riêng của không khí; Ti là nhiệt độ khí thải; T0 là nhiệt độ không khí đầu vào. Qi là nhiệt lượng được lưu trữ trong bộ lưu nhiệt tại thời điểm i, Khả năng lưu giữ nhiệt lớn nhất được biểu thị bằng Qmax; Tmass, i1 là nhiệt độ bề mặt của bộ lưu nhiệt tại thời điểm i1. Tout, i là nhiệt độ không khí ngoài trời tại thời điểm i; Amass và hmass lần lượt là diện tích bề mặt thân giữ nhiệt và bề mặt thân giữ nhiệt. diện tích, cũng như chiều cao và khu vực mở ống khói cần thiết và các thông số thiết kế khác, để thực hiện thiết kế thông gió lưu trữ nhiệt hiệu quả.


(Ⅱ) Ảnh hưởng của thân tích nhiệt đến hiệu quả thông gió lưu nhiệt. Chìa khóa thứ hai của công nghệ làm mát thông gió lưu nhiệt là thiết kế thân lưu nhiệt. Vị trí, số lượng và cách bố trí của nó có ảnh hưởng rõ ràng đến hiệu quả làm mát. Theo Sự phân bố vị trí, cơ thể lưu trữ nhiệt Người ta chia thành cơ quan lưu nhiệt bên ngoài, cơ thể lưu trữ nhiệt bên trong và cơ thể lưu trữ nhiệt bổ sung Nghiên cứu cho thấy: (1) Trong các tòa nhà thực tế, cơ thể lưu trữ nhiệt bên ngoài có ảnh hưởng rất hạn chế đến nhiệt độ trong nhà và trải nghiệm tiện nghi nhiệt, trong khi cơ thể lưu trữ nhiệt bên trong có ảnh hưởng rất hạn chế đến nhiệt độ trong nhà và sự thoải mái nhiệt. Môi trường nhiệt có ảnh hưởng đáng kể; (2) Sự chênh lệch diện tích của bộ tái tạo bổ sung bên trong có tác động đáng kể trên môi trường nhiệt trong nhà, nhưng sự tăng diện tích của bộ tái sinh không thay đổi tuyến tính với sự giảm của nhiệt độ trong nhà Khi diện tích của bộ tái sinh tăng đến một mức nhất định Đồng thời, nhiệt độ trong nhà giảm ngày càng ít, và sau đó thiết lập mối quan hệ giữa diện tích cơ thể lưu trữ nhiệt bên trong (x) và tỷ lệ thời gian thoải mái trong nhà (y):


5 Thực hành thiết kế các tòa nhà năng lượng cực thấp thụ động ở miền Tây Trung Quốc


Trong quá trình đô thị hóa nhanh chóng, sự suy thoái của môi trường xây dựng ở khu vực phía Tây, mức tiêu thụ năng lượng tòa nhà tăng đột biến, và sự mất mát văn hóa kiến ​​trúc khu vực ngày càng trở nên nghiêm trọng, thiết kế công nghệ thụ động được sử dụng để tạo ra một mô hình phù hợp với các điều kiện tự nhiên, xã hội khác nhau của khu vực phía Tây và mang tính đặc trưng của vùng. phát triển bền vững môi trường định cư của con người ở khu vực phía Tây, đây cũng là một vấn đề nóng bỏng và mang tính biên giới trong kiến ​​trúc khu vực quốc tế.


Trong 10 năm qua, nhóm nghiên cứu đã sử dụng các nguyên tắc và phương pháp của khoa học môi trường xây dựng hiện đại để diễn giải kinh nghiệm xây dựng sinh thái của các ngôi nhà truyền thống Trung Quốc và phân tích tài nguyên khí hậu khu vực và điều kiện môi trường, công nghệ thụ động, và sau đó được bổ sung bằng các hệ thống thiết bị tích cực . "Nguyên tắc thiết kế" cấp độ "của các tòa nhà năng lượng cực thấp trong khu vực và được thiết kế và xây dựng ở Thiểm Tây, Ninh Hạ, Tứ Xuyên và các khu vực khác với cấu trúc an toàn, chức năng thuận tiện, khí hậu phù hợp, tiết kiệm chi phí và môi trường. Thoải mái, tiết kiệm năng lượng , dự án trình diễn sinh thái và tiêu thụ năng lượng cực thấp với các đặc điểm của khu vực. Dựa trên phân tích chi tiết về điều kiện khí hậu địa phương (Hình 7), nội dung cụ thể của việc tạo thiết kế kiến ​​trúc địa phương được tóm tắt trong Bảng 4. Thử nghiệm và khảo sát trên các tòa nhà đã hoàn thiện. đánh giá cho thấy rằng các tòa nhà trình diễn đã đáp ứng nhu cầu cơ bản về tiện nghi nhiệt của người dân địa phương trong điều kiện không sưởi và điều hòa không khí, và đã đạt được các cuộc trình diễn tòa nhà tiêu thụ năng lượng "bằng không". Loại trình diễn kỹ thuật này đã đóng một vai trò tốt trong việc thúc đẩy thụ động các tòa nhà năng lượng thấp.


6 nguồn cảm hứng và gợi ý


Lý thuyết thiết kế tòa nhà sử dụng năng lượng cực thấp thụ động đã được phát triển với nhu cầu phát triển bền vững của xã hội và sẽ tiếp tục là vấn đề hàng đầu của nghiên cứu kiến ​​trúc xanh. đã cho chúng tôi sự khai sáng sau đây:


(1) Thực tiễn đã chứng minh rằng các công trình thụ động sử dụng năng lượng thấp kết hợp với khí hậu khu vực không chỉ khả thi về mặt kinh tế mà còn là lĩnh vực tiềm năng tiết kiệm năng lượng nhất. Nó còn là phương pháp quan trọng để duy trì và kế thừa văn hóa kiến ​​trúc khu vực của Trung Quốc. Năng lượng thay thế, Trong khi nghiên cứu và phát triển các công nghệ và các bộ phận của tòa nhà mới hiệu quả cao và tiết kiệm năng lượng, nó cũng phát triển mạnh mẽ nghiên cứu lý thuyết về thiết kế tòa nhà năng lượng cực thấp thụ động.


(2) Trong tương lai, các tòa nhà sử dụng năng lượng thấp sẽ phát triển theo hướng “hiệu quả cao và tiêu thụ bằng không.” Các tòa nhà năng lượng cực thấp thụ động sẽ là nội hàm cơ bản của các công trình xanh và tiết kiệm năng lượng. Trong những năm gần đây, khu vực quốc tế chẳng hạn như Châu Âu và Hoa Kỳ đã sử dụng công nghệ để sử dụng tối đa tài nguyên khí hậu tự nhiên. tiêu chuẩn công nghệ thiết kế tòa nhà "không tiêu thụ năng lượng" và Bộ Năng lượng Hoa Kỳ đã thành lập một dự án đặc biệt để nghiên cứu tiện nghi nhiệt thích ứng, Nhằm mục đích tối đa hóa hiệu quả năng lượng của các tòa nhà. Theo bản chất khu vực của công nghệ thụ động, việc nghiên cứu và thành lập của hệ thống lý thuyết xây dựng năng lượng cực thấp thụ động và các ứng dụng tiêu chuẩn dựa trên nền tảng kinh tế - kỹ thuật xã hội của Trung Quốc, khí hậu khu vực, tài nguyên và môi trường hiện đang được nghiên cứu trong lĩnh vực trọng tâm.


(3) Thiết kế kiến ​​trúc thụ động là một quá trình kết hợp tối ưu dưới những ràng buộc phức tạp. Nó không chỉ cần xem xét các điều kiện khí hậu tự nhiên và các nhu cầu cơ bản về tiện nghi nhiệt của con người mà còn phải xem xét nền tảng văn hóa xã hội và các điều kiện kinh tế kỹ thuật, cũng như Tính đến sự kế thừa của văn hóa và sinh thái khu vực. Sự phát triển của môi trường cuối cùng được thể hiện qua các yếu tố không gian kiến ​​trúc, mặt phẳng và cấu trúc vật liệu. Quy luật về yêu cầu tiện nghi nhiệt của con người trong môi trường được kiểm soát thụ động và các điều kiện tính toán ngoài trời của thiết kế tòa nhà thụ động. Cũng như các vấn đề khoa học cơ bản như phương pháp thiết kế cụ thể và các thông số kỹ thuật của công nghệ sưởi, thông gió và làm mát thụ động, nghiên cứu và phát triển các phương pháp thiết kế xây dựng tiết kiệm năng lượng hiện đại có thể phối hợp việc xem xét ba hệ thống xây dựng-xây dựng-khí hậu.



Chúc các bạn đọc tin ti le bong da wap vui vẻ!

Original text