建筑环境与能源研究院 - 计算机软件模拟,供热空调,技术服务与咨询,建筑环境与节能研究院

随着计算机技术的普及和发展，在建筑工程中采用虚拟仿真技术极大的促进了行业技术的发展。在暖通领域，计算机模拟主要应用在两大方面：建筑节能和建筑环境模拟上。
我们的优势：
软件计算平台：中国建筑科学研究院拥有一批能源规划过程中需要的模拟计算平台，均为自主开发和独立从国外引进。具体包括：能耗模拟软件TRNSYS，流体模拟计算软件STREAM。
对国家标准理解：国内建筑节能与环境方面的绝大部分标准为中国建筑科学研究院主编。因此，在模拟计算过程中，对于边界条件的输入以及标准条文的理解，中国建筑科学研究院有独特的优势。
项目经验：中国建筑科学研究院完成了大量建筑的能耗和环境模拟，涵盖各种气候区域，积累了丰富的工程经验。
服务内容：
计算机模拟主要包括建筑能耗模拟和建筑环境模拟。能耗模拟为计算建筑全年逐时负荷和逐时能耗，从而为后续建筑节能方案和节能评估提供依据。
环境模拟主要计算在不同建筑布局和造型前提下，模拟计算各种方案下的风、光、声环境并提出优化方案。
项目案例
建筑能耗模拟主要案例如下：

项目名称	工作内容
成都大慈寺建筑逐时负荷计算	建筑逐时负荷、能耗计算
万国城MOMA太原二期、三期项目	建筑全年能耗、节能率以及运行费用计算；建筑围护结构做法建议；温湿度独立控制末端与冷热源匹配以及运行优化；系统中输配系统，包括各级水泵以及风机运行策略优化；冷却塔运行策略优化。
华彬宫项目设计方案	建筑全年能耗、节能率以及运行费用计算；地道风换热能力计算分析；地源热泵方案模拟计算；景观水池冬季防冻负荷及系统优化分析。
中房玺云台小区科技型住宅系统运行费用分析报告	建筑全年逐时空调采暖负荷；地面辐射系统全年运行费用计算；新风的水系统全年运行费用计算；新风风系统全年运行费用计算；蒸汽加湿系统全年运行费用计算；生活热水系统全年运行费用计算。
青岛银盛泰、绍兴宝业大阪风情、青岛财宝山庄等地源热泵系统模拟计算	地源热泵系统模拟计算
丰田汽车研发中心（中国）有限公司汽车综合研发建设项目（1期）	绿色建筑能耗模拟
北京中粮营养健康研究院杭州中北二期生态节能项目	绿色建筑能耗模拟
武汉财政专员办项目	建筑全年逐时空调采暖负荷，地源热泵系统模拟计算

建筑风模拟主要案例如下：

项目名称	工作内容
长兴店生态城一期项目风环境模拟	小区风环境模拟
天鸿集团天鸿大厦大空间供暖空调优化设计	高大异形空间室内空调气流组织模拟优化分析
华远昆仑公寓楼内呼吸玻璃幕墙	呼吸幕墙综合传热系数模拟计算
室内地板辐射采暖及散热器采暖效果CFD模拟与实验验证	室内地板辐射采暖与散热器采暖效果CFD模拟分析，并搭建实验小室实测室内温度场对模拟结果进行验证
环球贸易中心封闭空间冷却塔通风优化模拟分析	四周封闭空间内冷却塔通风模拟优化，根据优化建议改造冷却塔通风
北京华彬庄园	高大地下空间（局部开敞）室内空调气流组织模拟优化分析，指导设计方案

a)成都大慈寺项目建筑逐时负荷计算
大慈寺项目特点为：该项目建筑体量较大（30万㎡左右），功能分区较多（餐饮、办公、商业等），建筑层高较高（约190米）。在计算过程中根据暖通空调系统对建筑热区进行了详细划分，得出了数百个分区的全年逐时动态负荷。

图成都大慈寺项目

图典型层建筑热区划分

b) 万国城MOMA太原三期项目

本项目中国建筑科学研究院采用能耗模拟软件TRNSYS进行了如下方面的咨询工作：
? 建筑全年能耗、节能率以及运行费用计算；
? 建筑围护结构做法建议；
? 温湿度独立控制末端与冷热源匹配以及运行优化；
? 系统中输配系统，包括各级水泵以及风机运行策略优化；
? 冷却塔运行策略优化。
其中温湿度独立控制系统与冷热源匹配优化是本项目最大难点。本项目结合溴化锂主机、温湿度独立控制系统以及太原当地气候特点，提出了“分品质供水”、“大温差”、“新风系统节能和控制”等方案，并在TRNSYS软件中建模比选得出适合本项目的最优化方案。

图万国城MOMA太原三期项目动态负荷计算

图万国城MOMA太原三期项目系统能耗与优化模拟计算

图万国城MOMA太原三期项目分品质供水方案模拟计算

c) 华彬宫项目设计方案

图华彬庄园

华彬庄园是华彬集团倾力打造的国际化高端商务休闲生活领地，位于北京昌平燕山脚下、八达岭长城之畔。
本项目中国建筑科学研究院采用能耗模拟软件TRNSYS进行了如下方面的咨询工作：
? 建筑全年能耗、节能率以及运行费用计算；
? 地道风换热能力计算分析；
? 地源热泵方案模拟计算；
? 景观水池冬季防冻负荷及系统优化分析。

图建筑全年动态负荷计算

图华彬庄园地道风专项咨询

图华彬庄园地源热泵方案模拟计算

图华彬庄园景观水池冬季防冻负荷及系统优化分析

图华彬庄园景观水池冬季防冻负荷及系统优化分析

d) 中房玺云台小区科技型住宅系统运行费用分析报告
本工程位于宁夏银川市兴庆区民族北街以东，贺兰山路以南，两条规划路以西及以北，中房玺云台住区地块用地内。
本项目采用污水源热泵作为空调系统的冷、热源。污水源热泵机房设置于项目所在地的东南角，靠近污水处理厂。因末端系统的供回水温度不同，同时考虑到辐射盘管的承压能力，本工程的冷热源分为3路：供新风机组，供高区辐射盘管，供低区辐射盘管。
利用TRNSY软件计算了建筑物全年逐时空调采暖负荷，在此基础之上计算了地面辐射供暖供冷系统、新风系统、加湿系统、生活热水系统全年逐时能耗和运行费用，计算模型如下图所示。
根据以上计算模型计算得出空调、采暖、新风、生活热水系统全年运行总费用。整理对比了空调、采暖、新风、生活热水系统的费用，各系统在不同季节的运行费用，主要用能设备耗能比例，电、燃气、自来水三种资源消耗各自比例。根据计算结果对系统进行了优化配置。

图建筑全年逐时空调采暖负荷计算模型

图地面辐射系统全年运行费用计算模型

图新风的水系统全年运行费用计算模型

e) 长兴店生态城一期项目风环境模拟
项目位于北京西南五环外沿的卢沟桥畔，隶属于北京市丰台区长辛店镇行政管辖。项目东临哑巴河，西与南邻张郭庄旧村、西邻京九铁路，项目地理位置见下图所示。项目总用地面积48.6公顷，建筑总面积41.4万平方米，容积率0.84，控制高度60米。
根据数值模拟计算得到长兴店生态城一期项目冬季主导风向角和夏季主导风向角下的行人活动区域速度场分布，并基于风环境品质评估标准，按照不同的区域行人活动类别舒适性评判标准，对该项目行人风环境的风环境品质进行了评估。
风环境评估标准主要包含两大方面的内容：针对行人不同活动类型（坐、站立，行走等）提出相应的适宜风速范围，以及出现该风速的可接受频率。在任何一个已知的设计情况下，可以预期，因为风而导致的不等程度的不舒适，视不舒适的程度、设计用途以及当地的风观测资料而会有一些不同的发生频率（次数）。如果这些发生的频率（次数）被判定过高（过多），那么这些“不舒适性”就被认为是“无法接受”。

图项目鸟瞰图

图计算模型网格

图冬季行人高度风场的风速比分布图

f) 环球贸易中心封闭空间冷却塔通风优化模拟分析

环球贸易中心一期为国际甲级5A智能化写字楼，位于北三环内沿线，安贞桥东南角，总建筑面积12.8万平方米，每栋塔楼地上建筑体面积近4.6万平方米，地上24层，地下4层，空调冷负荷总量比较大。为提高建筑面积的利用率，开发方在顶层设备间设置隔墙，将冷却塔封闭起来，但这将给空调系统的正常运行带来隐患。
对位于顶层封闭空间内的冷却塔的通风状况进行数值模拟分析，并提出改进优化措施。

图建筑效果图

图冷却塔模型图