中国不同气候区光伏潜力分析

在零能耗建筑中,可再生能源起到至关重要的作用,而其中光伏的应用最为广泛。本文研究了我国不同气候区的光伏应用潜力。对不同气候条件、建筑高度、光伏倾角、朝向、光电转换效率等因素下的发电情况进行分析。通过TRNSYS与RETScreen模拟软件相结合计算不同地区建筑能耗与光伏发电量,并对建筑与光伏之间的匹配特性进行研究。就我国夏热冬暖地区而言,建筑朝向对零能耗建筑影响较小。青藏高原光伏贡献率可超过200%。而东南地区太阳能资源不丰富,最佳发电量为约为170 k W·h/(m2·a),同时空调能耗较高,仅通过采用光伏系统难以实现零能耗,需配合其他技术。随着建筑高度的增加,建筑实现零能耗愈发困难。仅考虑光伏系统的情况下,在太阳能资源丰富的西南地区,高层建筑才可能实现零能耗。本研究对居住建筑光伏系统在我国不同地区的应用潜力提供了理论支撑与技术指导。     

夏热冬暖地区近零能耗居住建筑气密性研究

近零能耗建筑对气密性有较高要求,良好的气密性可以降低无组织渗风导致的冷、热负荷,避免湿气侵入造成的建筑发霉、结露和损坏,减少室外不良因素对室内环境的影响。目前,我国对夏热冬暖地区近零能耗建筑气密性要求尚不明确。本文以夏热冬暖地区典型近零能耗居住建筑为研究对象,确定了建筑气密性(50 Pa)与常压下空气渗透换气次数的转换方法,计算了得到不同气密性等级对应的年平均空气渗透换气次数(常压)。并在TRNSYS能耗模拟平台建立了典型建筑模型,模拟计算了气密性对近零能耗居住建筑室内热湿环境和空调通风能耗的影响。最后以营造更加节能和热湿舒适的室内环境为目标,建议自然通风策略下建筑气密性N50≤3. 0 h-1,机械通风策略下建筑气密性N50≤1. 0 h-1。     

公共机构超低能耗建筑研究

公共机构建筑是城市服务和市民互动的场所,建筑能源消耗大。在公共机构逐步迈向超低能耗的重要阶段,吸收和总结国内外超低能耗建筑经验,探索适用于我国的公共机构超低能耗建筑,对引导公共机构建筑走向高效节能具有重要意义。对比欧美国家超低能耗(近零能耗)公共建筑的定义、发展目标、能耗边界及主要技术指标等,讨论公共机构建筑实现超低能耗的主要技术措施即被动式技术措施、主动式技术措施和可再生能源,为引导公共机构实现超低能耗提供经验与参考。     

基于模拟的多目标优化方法在近零能耗建筑性能优化设计中的应用

基于模拟的多目标优化设计方法将多目标非支配排序遗传算法(NSGA-II)和建筑能耗模拟软件TRNSYS耦合在同一平台,可实现近零能耗建筑性能优化。本文利用该方法以某典型高层居住建筑为实例进行了多目标优化计算,分析了多目标算法相对于单目标算法的优越性,给出了不同气候区典型城市多目标优化均衡解,为近零能耗居住建筑参数选择提供了参考。最后,分析了算法参数对优化结果的影响,得到平衡计算量与计算结果可靠度的最佳算法参数。     

准稳态建筑负荷计算软件IBE与动态模拟软件TRNSYS在寒冷地区应用的对比研究

介绍了ISO 13790中提出的准稳态建筑负荷计算方法,为了说明这种计算方法的准确性,针对寒冷地区单区和多区模型算例,对比分析了以这种计算方法为核心开发的软件IBE和动态负荷模拟软件TRNSYS的计算结果,并在单区模型中讨论了不同南窗面积、内热和通风作息对于计算结果的影响。结果显示,2种软件负荷计算结果的相对偏差绝大部分小于20%,但在南窗面积较小时年累积热负荷计算结果存在较大偏差,原因是此时IBE对动态系数估算过低。总的来说,ISO 13790中的准稳态建筑负荷计算方法适用于我国寒冷地区居住建筑的负荷计算,计算精度满足工程需求。     

近零能耗建筑定义及指标体系研究进展

不断提高建筑能效,最终迈向零能耗是建筑节能的最终目标。近零能耗建筑由于现阶段可实现、技术经济合理,是各国中短期内主要发展目标,其定义和指标体系是标准体系的核心。定义和指标体系的确定涉及能耗范围、物理边界、指标的数值等内容,本文对国内外相关研究成果进行了综述,并对美国、日本、欧盟以及我国的定义和指标体系进行了梳理。