云计算平台在绿色建筑中的应用.docx

绿 色 建 筑 一、绿色建筑基本概念1.1绿色建筑绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源（节能、节地、节水、节材） 、保护环境和减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。（摘自绿色建筑评价标准GB 50378）所谓“绿色建筑”的“绿色”，并不是指一般意义的立体绿化、屋顶花园，而是代表一种概念或象征，指建筑对环境无害，能充分利用环境自然资源，并且在不破坏环境基本生态平衡条件下建造的一种建筑，又可称为可持续发展建筑、生态建筑、回归大自然建筑、节能环保建筑等。绿色建筑评价体系共有六类指标,由高到低划分为三星、二星和一星。绿色建筑的室内布局十分合理，尽量减少使用合成材料，充分利用阳光，节省能源，为居住者创造一种接近自然的感觉。以人、建筑和自然环境的协调发展为目标，在利用天然条件和人工手段创造良好、健康的居住环境的同时，尽可能地控制和减少对自然环境的使用和破坏，充分体现向大自然的索取和回报之间的平衡。为深入贯彻落实科学发展观，切实转变城乡建设模式和建筑业发展方式，提高资源利用效率，实现节能减排约束性目标，积极应对全球气候变化，建设资源节约型、环境友好型社会，提高生态文明水平，改善人民生活质量，制定本行动方案。1.2室内环境 绿色建筑之所以强调室内环境,因为空调界的主流思想是想在内外部环境之间争取一个平衡的关系,而对内部环境,即对健康、舒适及建筑用户的生产效率,表现出不同的需求。 温度问题(Thermal Problem) 首先热舒适明显的影响着工作效率。传统的空调系统能够维持室内温度,但是,近几年的研究表明,室内达到绝对舒适,容易引发出空调病问题,且消耗大量能源,增加氟里昂对臭氧层的破坏。而绿色建筑要求除保证人体总体热平衡外,应注意身体个别位如头部和足部对温度的特殊要求,并善于应用自然能源（CAE仿真可以模拟室内详细温度分布，通过调整空调安装方式和出风口，使室内不同的功能区具有不同的温度，使室内具有较好的舒适性）。另外,现在常采用的极大玻璃面建筑在夏季可能发生温室效应,而在冬季发生来自冷玻璃面的低温辐射效应。因此,除了冬夏空调设计条件外,要分析当地气候及建筑内部负荷变化对室内环境舒适性的影响。最好每个月每小时的变化对空调负荷及舒适性的影响。 日光照明、声问题(Daylighting、Voice Problem)同的室内光环境直接影响到工作效率和室内气氛。绿色建筑中引进无污染,光色好的日光作为光源是绿色光环境的一部分。但舒适健康的光环境同时应包括易于观看,安全美观的亮度分布,眩光控制和照度均匀控制等,因此应根据不同的时间、地点调节强光从而不影响阳光的高品质。另外,健康舒适的声环境有利于人体身心健康。绿色声环境要求不损伤听力并尽量减少噪声源。这样,设计时通常将产生噪音的设备单独布置在远离使用房间部位,并控制室外噪声级。（通过噪声地图计算，可降低建筑物室内噪声，详见附件1）1.3室外环境协调绿色建筑创造的居住环境,既包括人工环境,也包括自然环境。在进行绿色环境规划时, 不仅重视创造景观,同时重视环境融和生态做到整体绿化。即以整体的观点考虑持续化、自然化。可持续的应用,除了建筑本身外还包括所需的周围自然环境,生活用水的有效(生态)利用,废水处理及还原,所在地的气候条件。自然通风 自然通风即利用自然能源或者不依靠传统空调设备系统而仍然能维持适宜的室内环境的方式。 自然通风最容易满足建筑绿化的要求,它一般都不用外来不可再生资源,而且常常能节省可观量的全年空调负荷而达到节能以及绿化的目的。但要充分利用自然通风必须考虑建筑朝向,间距和布局。例如南向是冬季太阳辐射量最多而夏季日照减少的方向,并且我国大部分地区夏季主导风向为东南向,所以从改善夏季自然通风房间热环境和减少冬季的房间采暖空调负荷来讲,南向是建筑物最好的选择。另外,建筑高度对自然通风也有很大的影响,一般高层建筑对其自身的室内自然通风有利。而在不同高度的房屋组合时,高低建筑错列布置有利于低层建筑的通风,处于高层建筑风景区内的低矮建筑受到高层背风区回旋涡流的作用,室内通风良好。（通过CAE仿真，可以仿真建筑物周围的流场分布）。自然通风而且是环境绿化的重要手段,是引进比室温低的室外空气而给人凉爽感觉的一种节能的简易型空调.绿色环境常用的送风方式是地板送风暖通空调方式(Floor Supply HVAC System)。1.4节能能源绿色建筑设计理念包括节约能源充分利用太阳能，采用节能的建筑围护结构以及采暖和空调，减少采暖和空调的使用。根据自然通风的原理设置风冷系统，使建筑能够有效地利用夏季的主导风向。建筑采用适应当地气候条件的平面形式及总体布局。（北京市计算中心开发的中央空调室通风口布置方案评估系统，详见附件二）（北京市计算中心开发的与太阳能研究所开发的太阳能应用云计算系统）2、计算中心在“云计算平台在绿色建筑中的应用”中的作用2.1绿色节能建筑规划设计仿真计算通过计算机仿真（CAE，计算机辅助工程）可以仿真建筑物室内外的温度、流场、风场（风环境），从而改变并优化建筑物及配套设施（空调、太阳能系统、窗户等）的结构，使建筑物更节能、具有较好的舒适性。2.1.1建筑风环境测评拐角效应尾流效应风环境模拟CFD技术对于供热、供燃气、通风及空调工程（HVAC）这样一个内容庞杂、应用广泛的工程学科存在着广泛的应用前景。风环境模拟应用在工程领域以下几个方面：1、 空气品质改善研究。2、 火灾安全研究与应用3、 住宅区域节能规划4、 公共建筑室内热湿环境优化5、 绿色建筑评价2.1.2 建筑空间通风及室内热舒适度数值模拟1、 大空间室内气流组织预测及优化机场候机大厅通风系统优化及舒适度模拟实例（见案例1.PDF4-8页）1.2 剧场及大型会议厅空调风系统设计优化及室内舒适度模拟实例（见案例1.PDF9-13页）1.3 办公室通风系统设计优化及室内舒适度模拟实例（见案例1.PDF14-16页）1.4 顶棚辐射空调系统室内热舒适度研究（见案例1.PDF17-19页）1.5 教室通风与风环境模拟（见案例1.PDF20-21页）1.6 中央空调室通风口布置方案评估系统（见附件2）2.1.3建筑空间外行人风环境及舒适度数值模拟见案例1.PDF23-25页2.1.4 住宅小区微生物污染物颗粒扩散数值模拟研究见案例1.PDF26-28页2.1.5 住宅小区自然对流通风效果研究实例见案例1.PDF29-31页2.1.6 太阳能光热利用系统及太阳能光热发电系统的应用实例见案例1.PDF32-34页2.1.7集热器流场分布及集热器效率的数值模拟见案例2.ppt6-9页2.1.8储热器内温度分层的数值模拟见案例2.ppt2-5页2.1.9太阳能热电耦合集热器的数值模拟见案例1.PDF39-42页2.2 城市大尺度噪声地图云计算中心城市大尺度噪声地图云计算中心（附件1）2.3太阳能应用云计算系统2.3.1太阳能布置方案在线计算系统北京市计算中心开发的与太阳能研究所开发的太阳能应用云计算系统，主要包括太阳能布置方案在线计算系统.2.3.2太阳能跨季节储热系统跨季节储热系统CAE计算，规划布置方案设计。采用新型相变材料高效存储太阳能，200天设备热损失率仅为10%左右，达到国际领先水平。实现了近100%由太阳能提供生活热水和采暖的目标，突显我国自主创新能力，填补国内空白。统经济高效、用途广泛，最快5年可收回全部投资。2.4 3D打印技术在绿色建筑中的应用小区太阳能系统布置后360全景效果在线展示。小区沙盘3D打印。2.5 太阳能光热新产品研发水胆、储热水箱的结构优化，分层效果计算；真空管、平板集热器CAE优化；太阳能支架的优化设计。2.6 太阳能、风能供电、照明系统设计结合风环境测评结果及当地气象条件，规划太阳能风能供电照明系统布置方案。2.7节能云技术云技术跨季节储能供暖技术与天箭星公司合作，共同开发节能云方案集中供热系统云计算解决方案在建筑供热系统上安装温控阀，传感器并建立监测中心，根据监控值自动调节小区供暖、供电、太阳能储热设备运行状态，将供电、供暖、太阳能跨季节储热技术结合，实现小区供热系统自动优化。附件1城市大尺度噪声地图云计算中心项目背景噪声地图是将噪声源的数据、地理数据、建筑的分布状况、道路状况、公路、铁路和机场等信息综合、分析和计算后生成的反映城市噪声水平状况的数据地图。噪声地图综合了两项前沿技术计算机软件仿真模拟与地理信息系统，以数字与图形的方式再现了噪声污染在城市区域范围内的分布状况。项目完成后劳保所作为资源提供者、计算中心作为云运营者共同为用户提供服务。为城市整体规划、交通发展与规划、噪声污染与控制提供科学决策依据。城市规划、交通主管、环境保护等政府部门和地产商、普通老百姓都是我们的用户。客户1、政府为政府了解城市环境噪声的分布并针对性地预防和治理噪声污染提供决策依据；进行噪声地图测试需要购买专业的噪声预测软件和搭建专用机群，这些软件价格昂贵，机群搭建后需要专业的维护工程师，成本较高，如果按需租用我们的SaaS服务，可以以较低的价格享受专业的服务。2、普通老百姓为普通老百姓了解目标物业的环境噪声提供便捷手段，在租房或购房对可以根据个人情况避开噪声污染严重的区域，同时也可以让老百姓了解和监督环境噪声是否超标。3、房地产开发商为房地产开发商提供噪声地图服务，供它们在项目规划设计之初了解开发项目的环境噪声分布情况，从而提供针对性的降噪措施，这种以“预防为主”的理念与战略大大改变了事先不作研究，项目建成后遇到问题时再被动地采取“治理措施”的传统做法。案例SwallowInCloud噪声地图云应用系统SwallowInCloud是以SwallowSound计算软件为基础，用户可通过Web使用部署在北京工业云平台上的进行云计算服务的SwallowSound软件进行噪声地图的计算，包括提交计算任务、结果下载和结果查看等操作。而不再需要自己购买SwallowSound软件和搭建计算集群。系统具备远程登录、接入方便优势、用户管理、多用户并行、免安装和免维护等特点。 在平台上，北京市某研究所已经完成了杭州等城市噪声的计算任务。用户在单位工作站上需要一星期的计算任务，SwallowInCloud计算平台中只需要2天即可完成。某城区噪声分布计算结果附件2 中央空调室通风口布置方案评估系统不良的通风布置方案很容易在室内形成空气滞区、局部热岛。室内空气的运动方式取决于送、回风的形式和风速、送风温度等诸多因素。室内空气的运动方式取决于送、回风的形式和风速、送风温度等。假如末端设计合理，送风空气气流可以带动室内大量空气形成空 气的二次流动。良好的空气二次循环流动可以使送风空