北方寒冷地区超低能耗办公建筑能耗分析研究

本文以北京市CABR超低能耗示范楼为例,采用能耗分析软件eQUEST进行模拟分析。通过输入建筑围护结构热工参数、室内空调设计参数,空调系统设备参数及控制措施、照明系统等各项设计信息,模拟计算出了建筑综合能耗,模拟结果表明:冬季供暖和夏季供冷能耗占总能耗80%左右,其中,采暖总能耗为546.4k Wh,供冷总能耗为471.7k Wh,全年的1月和7月是电耗相对最大的月份,能耗分别为143.6k Wh和155.1k Wh,也与冷热负荷的需求量成正比。根据2014年至2016年的分项实际运行能耗占比情况:暖通空调49%,照明16%,插座29%,动力用电1%,特殊用电5%。由此可以看出暖通空调和照明用电已超过了整个用电量的60%。节能示范楼2016年能耗为26.6k Wh/(m~2a),与同类建筑能耗平均水平相比,远小于同类型建筑能耗。模拟能耗结果与GB/T51161-2016《民用建筑能耗标准》中北京地区相应实际建筑能耗指标对比表明:对于非供暖能耗,单位面积非供暖耗电量为26.6k Wh/(m~2a),满足寒冷地区A类办公建筑非供暖能耗指标约束值55k Wh/(m~2a)和引导值45k Wh/(m2a)的要求。     

办公建筑光环境及能耗评价方法研究

基于计算机模拟技术,提出一套适用于办公建筑光环境及能耗评价的方法:首先采用光环境测评软件Daysim,从全年动态的角度对典型办公建筑的天然光光环境进行计算分析,依据办公建筑照明设计标准中对光环境指标的要求,考察不同外窗系统下天然光的利用率;并在此基础上,得到室内人工照明的需求度,选用动态环境能耗模拟软件TRNSYS,进一步得到建筑逐时的人工照明及采暖空调能耗;通过综合权衡光环境及能耗方面的性能,评选最优化方案,有效地指导建筑室内照明设计。     

基于双温冷源的办公建筑负荷特性分析

以广州某办公建筑为例,介绍了模拟工具辅助工程设计方法,利用建筑热环境模拟软件Dest进行了详细的建筑逐时能耗模拟,完成了全年8760h的动态负荷计算,进而对此办公建筑分析了负荷频率和时间频率随空调负荷率的变化规律,对办公建筑双温空调系统的设备选型,时间控制等方面内容有一定的指导意义,更有利于减少建筑设备的初投资,降低双温空调系统的运行费用。     

基于综合能耗下外遮阳百叶控制策略

针对目前建筑能耗增长过快的现状,结合空调采暖能耗与照明能耗在能耗组成中占比大的事实,提出了基于综合能耗下的外遮阳百叶控制策略,深入挖掘建筑节能潜力。使用建筑设计软件Ecotect,建立郑州地区某遮阳建筑的仿真模型,分别导入采光分析软件Daysim和能耗模拟软件EnergyPlus中,模拟11种百叶倾角(15°～165°)下全年逐时照明能耗和空调采暖能耗,整理出各时刻下11种百叶倾角对应的综合能耗,取各时刻综合能耗最小值对应的百叶倾角作为动态百叶开启角度,分析得到动态遮阳下的全年综合能耗。结果表明,与常规外遮阳控制策略相比,基于综合能耗下的外遮阳优化控制策略可大幅提高建筑节能率。     

大型办公建筑照明及插座系统电耗逐时使用率聚类分析

逐时使用率对于预测办公建筑照明与插座系统电耗,以及核定节能改造的节能量有十分重要的意义。选取重庆17幢办公建筑作为研究对象,根据建筑全年逐时照明与插座系统的实测电耗数据,计算各建筑全年每个工作日24h的逐时使用率。利用聚类分析方法,根据日逐时使用率的不同,将办公建筑快速分为3类。根据是否经常加班以及午休时是否关闭部分用电设备,可以快速判断办公建筑属于哪一分类。最后对3类建筑分时段计算典型逐时使用率,便于实际应用中快速查询。     

温湿度独立控制空调系统和常规空调系统的性能比较

选择北京和广州相同的办公楼作为比较对象,常规空调系统采用典型的风机盘管+独立新风的形式。应用DeST软件计算了建筑全年逐时冷负荷,计算了两个系统的能效比EER(energy efficiency ratio)和能耗。结果表明,对于北京的办公建筑,温湿度独立控制空调系统全年能耗为14.75k Wh/m2,EER为4.5;常规空调系统全年能耗为18.63k Wh/m2,EER为3.6。对于广州的办公建筑,温湿度独立控制空调系统全年能耗为32.66k Wh/m2,EER为4.5;常规空调系统全年能耗为43.39k Wh/m2,EER为3.4。相比常规空调系统,温湿度独立控制空调系统的节能率在20%～30%。     

天津地区办公建筑及商业建筑运行能耗调研与分析

本文对天津市38栋办公建筑和27栋商业建筑运行能耗数据进行了调研,办公建筑单位面积年能耗为37.39~227.14k Wh/(m~2·a),平均值为107.28 k Wh/(m2·a);商业建筑的单位面积年能耗为37.76~564.67k Wh/(m~2·a),平均值为174.87 k Wh/(m~2·a)。天津地区办公建筑采暖空调能耗所占比例较大,占到总能耗的30%~60%,商业建筑商业用电所占比例较大,占到总能耗的50%以上;天津地区办公建筑和商业建筑在运行管理方面存在一定问题,导致运行能耗较大,具有很高的节能减排空间。     

公共建筑能耗影响因素与调研分析

从建筑本体、地域、设备、行为等方面总结公共建筑能耗的影响因素。以东营市50栋公共建筑为调研对象,对被调研建筑分项能耗(空调能耗、照明能耗、设备能耗、其他能耗)占比进行箱线图分析。对4类影响因素(外墙保温、空调系统冷源形式、外窗类型、空调设置温度)对建筑能耗的影响进行箱线图分析。对于分项能耗占比:空调能耗占比波动幅度比较大,绝大部分被调研建筑的空调能耗处在较高水平,对空调系统的节能优化是降低建筑能耗的重点。照明能耗占比波动幅度比较小,虽然被调研建筑的照明能耗节能潜力有限,但仍有空间。设备能耗占比波动幅度比较大,且有较大节能潜力。其他能耗占比与照明能耗占比相似。对于影响因素:无外墙保温公共建筑的单位建筑面积能耗波动幅度更大,且单位建筑面积能耗平均水平更高。采用分体式空调器的公共建筑单位建筑面积能耗波动幅度最大,采用空气源热泵机组的公共建筑单位建筑面积能耗平均水平最高,压缩式冷水机组居中,分体式空调器最低。采用Low-E玻璃的公共建筑单位建筑面积能耗波动幅度最大,采用普通单层玻璃的公共建筑单位建筑面积能耗平均水平最高,双层中空玻璃居中,Low-E玻璃最低。空调设置温度小于26℃的公共建筑单位建筑面积能耗平均水平更高。     

上海市绿色办公建筑运行能耗调研与分析

对上海市8栋绿色办公建筑和7栋一般办公建筑的能耗情况进行了调研,结果表明,绿色办公建筑平均能耗为36.21kg/(m2·a),低于一般办公建筑平均能耗42.20kg/(m2·a)及上海市市级机关办公建筑合理用能指标42kg/(m2·a),绿色办公建筑的节能率为14.19%,但也有少数绿色办公建筑的能耗较大。通过对比估算两种建筑的空调系统能耗,得出上海市绿色办公建筑空调系统平均能耗约为11.64kg/(m2·a),低于一般办公建筑空调系统能耗12.83kg/(m2·a),节能率为9.31%,低于建筑的整体节能率。     

深圳市某办公建筑空调能耗影响因素研究

本文采用e QUEST软件对夏热冬暖地区某办公建筑进行全年动态能耗模拟计算,得出该建筑各项能耗的权重分布,其中空调系统能耗比重最高,达53.5%。在上述模型的基础上,依次将建筑各朝向的窗墙比由0.1增大到0.8,将外窗遮阳系数由0.21增大到0.6,定量分析了建筑各朝向窗墙比和外窗遮阳系数对办公建筑空调能耗的影响。