一种新的典型气象年权重因子构建方法

典型气象年(TMY)是建筑能耗模拟用基础参数,其准确与否直接影响建筑能耗模拟和建筑节能设计。目前TMY的生成方法中,对挑选TMY的气象参数皆采用统一的权重因子,未能体现不同地域气象参数的影响差异。基于Sandia国家实验室法,采用随机赋权法验证了权重对TMY的挑选结果有明显影响;采用EnergyPlus软件对北京地区典型代表建筑进行了逐年能耗模拟,将不同类型气象参数与建筑能耗进行相关性分析,采用定量分析的手段重新确定新的权重因子。结果显示,新权重挑选的TMY比原权重挑选的TMY更接近长期平均值。     

建筑能耗模拟用气象数据研究

研究典型气象年是为了准确地服务于建筑能耗模拟分析,为室外设计条件提供气象数据支持的基础工作。典型气象年的研究立足于详实的历史气象数据和科学处理方法以及在建筑能耗模拟中的验证。介绍了国内外建筑能耗模拟用典型气象年的研究进展。针对我国特有的气候特点和建筑行业能耗模拟的实际要求,梳理了建筑能耗模拟用典型气象年的生成方法及对建筑能耗的影响,以及适应我国建筑设计的气象参数的逐时化分析方法。指出了下一步研究工作的重点是不同气象参数逐时化、精细化模型及针对极端气候条件和用能高峰期的基础气象数据处理方法研究。     

气候变化对中国寒冷和夏热冬暖城市建筑能耗的影响

气候变暖已对建筑全生命周期的运行状况产生了不可忽略的影响,准确评估气候变化下的建筑能耗对建筑方案设计和既有建筑的节能改造具有重要意义。进行气候变化下建筑能耗的精确预测,必须拥有未来的逐时气象数据。以寒冷地区北京和夏热冬暖地区广州为研究对象,将挑选的两个城市典型气象年为基线气候,结合全球模式下的预测气象数据,应用变形法修正TMY的气象参数,得到直至本世纪末的10个节点年逐时气象文件,并进行了全年能耗模拟,预估了两个城市的办公建筑在气候变化下建筑能耗的变化趋势。结果表明:在两种预测排放情景下,干球温度、含湿量和太阳辐射均呈增加趋势;北京采暖能耗显著降低、制冷能耗增加,总能耗减少,广州采暖能耗降低、制冷能耗显著增加,总能耗增加。     

气候变化下建筑能耗模拟气象数据研究

气象参数是建筑能耗模拟的基础,随着全球气候异常变暖,必将对建筑采暖和空调能耗产生重要影响。进行未来气候条件下的建筑能耗模拟,必须首先开展未来模拟气象参数的研究。根据TMY2模拟气象参数模式提出了节能分析气象年(AEEMY)模拟气象参数模式。使用了3个气候模型预测了中国建筑热工分区代表城市未来2021-2050的30 a气象参数。使用AEEMY模式得到了1971-2000年和2021-2050年代表城市的建筑能耗模拟气象参数。应用DOE2模拟软件对中国各气候区的居住建筑在2种气候条件下进行了建筑能耗模拟。验     

数值模拟气象资料在建筑能耗计算中的应用

在应用DOE-2计算不同地区的建筑能耗过程中，如何获得该地区的典型气象年的资料一直是最关键的问题。介绍了一种使用计算机数值模拟仿真的方法，即使用Meteonorm软件来求得任意地区的气象资料，再将其输入到D0E-2中来计算建筑能耗；以及将这种方法应用于湖北省地区的住宅节能标准的研究的情况。     

不同典型气象年生成方法对建筑能耗的影响

针对建筑能耗模拟用的Sandia,CSWD,CTYW,TPCY 4种典型气象年生成方法,选取典型城市西安,用相同的原始气象数据,取30a为周期,比较这几种方法生成典型气象年的差异及其对建筑能耗模拟结果的影响。结果表明:4种方法挑选出的典型气象年均优先选取前5项时,有重复出现,挑选出的典型气象年差异很小;CTYW方法挑选出的典型气象年模拟能耗最接近逐年模拟能耗,相对标准偏差为10.37%,其次是TPCY,CSWD,Sandia方法。     

气象参数对成都地区办公建筑能耗的影响及预测

气象参数是影响建筑热环境和供暖空调能耗的主要因素之一。基于成都地区1971—2000年共30a的历史观测数据,生成了建筑能耗模拟软件EnergyPlus所需要的逐时气象数据文件。比较分析了该地区30a干球温度、太阳辐射等各气象参数月均值的变化,模拟分析了该地区建筑的采暖、制冷及总能耗,利用多元回归建立了建筑能耗与气象参数之间的关系式,并检验了该关系式的准确性。结果表明:成都地区办公建筑能耗变化与各气象参数没有呈现明显的规律性;建筑月总能耗与各气象参数呈纯二次多项式关系,月采暖能耗、月制冷能耗与各气象参数呈交叉二项式关系;建筑月能耗回归模型能够较准确地预测建筑月能耗与各气象参数的关系,且月采暖能耗和月制冷能耗回归模型预测的准确性优于月总能耗模型。     

典型气象年和典型代表年的选择及其对建筑能耗的影响

介绍了典型气象年和典型代表年的选择原理和几种常见的选择方法。不同的方法考虑了不同气象参数的加权因子和气象数据的连续性。介绍了将太阳辐射总量分为太阳直射辐射量与太阳散射辐射量的应用模型,并依据香港的气象数据,分别计算选出了香港的典型气象年与典型代表年。为了验证不同方法计算出的典型气象年与典型代表年对研究对象、系统的影响,作了一个实例建筑物能耗动态模拟。结果表明,不同典型气象年对模拟结果的影响偏差较小,而典型代表年的影响较大;选择合适方法计算的典型气象年对保证模拟评估结果的正确性具有重要意义。     

上海地区住宅围护结构性能对全年空调采暖能耗的分析

围护结构的性能对住宅的室内热环境和能耗有较大的影响,围护结构的优化可大幅降低建筑的空调和制冷能耗。本文根据《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》,采用逐时能耗分析软件Equest-3．6（DOE-2．2）建立基本模型,采用上海典型气象年8760小时气象参数进行能耗模拟,并对建筑的全年能耗进行分析。据此提出各项围护结构优化设计方案,最后对各优化方案进行合理组合,建立一个综合优化模型。     

上海地区住宅围护结构性能对全年空调采暖能耗的分析

将根据《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》,采用逐时能耗分析软件Equest-3.6(DOE-2.2)建立基本模型,采用上海典型气象年8760h气象参数进行能耗模拟,在能耗模拟的基础上对建筑的全年能耗进行分析。据此提出各项围护结构优化设计方案,并对各方案的经济性和可行性进行分析。最后对各优化方案进行合理的组合,建立一个综合优化模型。结果表明在住宅建筑中,用于制冷和供热的能耗占住宅总能耗的60%～70%;围护结构的性能对住宅的室内热环境和能耗有较大的影响,围护结构的优化可大幅降低建筑的空调和制冷能耗。     

An evaluation of the effects of various parameter weights on typical meteorological years used for building energy simulation

In this paper, we evaluate the influence of different parameter weights in creating “typical year” weather data following the typical meteorological year (TMY) methodology, by studying two sets of 3600 alternate weather files created using different parameter weights for Beijing (China) and New York City (USA). A “typical year” weather file consists of twelve distinctive months, each considered typical for that month of the year. Such a typical month, named “typical meteorological month (TMM),” is commonly identified by using a certain combination of parameter weights, such as 4:4:4:12, for dry bulb temperature, dew point temperature, wind speed, and solar radiation as in the TMY weather files developed by US National Climate Data Center (NCDC), or 4:4:2:10 in the newer TMY2 and TMY3 weather files developed by National Renewable Energy Laboratory (NREL). In this study, we investigate the influence of varying the parameter weights on the TMMs and the resultant new TMY weather files (nTMY). We found that the distribution of new 3600 TMMs tend to cluster within one or a few years for each month, and that the probabilities are very high for significant overlap between the new TMMs and the original TMMs chosen using the TMY/TMY2 weighting. Compared to the TMM data in TMY, the deviations of air temperatures and solar radiation values of the new TMMs and nTMYs derived from the 20-year weather data are less than 10% for both Beijing and New York. This confirms that the creation of “typical year” weather data is not very sensitive to the weighting of the different weather parameters, and that most nTMYs created and evaluated in this study are empirically close to the TMY data intended for use of simulating building energy consumption.     

建筑能耗用室外气象资料的研究历史与现状

回顾了国内外建筑能耗用室外气象资料的研究历史与现状,对已有的研究方法进行了较详细的总结与说明。综述了在气象资料研究过程中太阳辐射模型、插值方法及TMY(典型气象年)的研究成果及存在问题。强调应结合我国国情及气象资料特点研究的必要性以及在该领域的研究方向。     

Development of the typical meteorological database for Chinese locations

The typical meteorological database for 57 Chinese locations was developed for building simulations and air-conditioning design. The database consists of three parts: the typical meteorological years (TMY), the typical meteorological days (TMD) and the design temperature and humidity (DTH). The typical meteorological year (TMY) is the main part of the database. Because there are not data on solar radiation in the observations, a method to estimate solar radiation with dry bulb temperature difference, relative humidity, total cloud cover and wind speed was developed. Methodologies of interpolations were developed to produce 1 h data with the 3 h data. The global solar radiation on the horizontal surface was separated into direct and diffuse components with the Gompertz function. The typical meteorological day (TMD) consists of the monthly average values of dry bulb temperature, solar radiation, relative humidity, etc. for each hour of the day. The design temperature and humidity (DTH) was developed for the purpose of air-conditioning design. The frequencies of 2.5% and 5.0% were selected to decide the design temperature and humidity for the 57 Chinese locations.     

四川省被动式太阳房气候分区探讨

从通过被动式太阳房设计气象参数的分析入手,应用综合分析的原则,提出采用主要区划指标综合气象因素SDM、辅助区划指标SMM作为评价指标,并采用中国建筑热环境分析专用气象数据集的气象数据对四川地区太阳能资源进行区划,为四川省开展被动式太阳房建筑方案设计进行正确决策提供参考和建议。     

建筑能耗统计方法探讨

建筑能耗统计是建筑节能的基础，但目前在建筑能耗的统计对象、能源种类、建筑分类等具体问题上存在模糊和争议，缺乏准确的建筑能源消耗统计数据。基于公开资料，研究提出适合我国国情的建筑分类方法和建筑终端能源消耗统计方法，并给出较为准确的我国当前建筑能耗数据。