城市形态对高校宿舍区建筑能耗影响特征研究

为降低建筑能耗,缓解能源危机和气候变化,以街区为对象通过调控城市形态降低城市建筑能耗已成为建筑节能重要研究方向。本文选取了武汉市54个典型高校宿舍区案例,根据形态学分为5类,模拟了不同类型街区的建筑能耗,分析了5类街区的能耗特征,并对选取的8种城市形态参数和建筑用能强度进行了相关性分析和多元回归分析。研究结果表明：点式街区建筑用能强度最高,H型街区最低;街区体型系数、街区面宽、建筑密度、容积率和天空可视因子5种城市形态参数均对建筑用能强度有不同程度的影响。本研究结果可为夏热冬冷地区高校宿舍区节能规划与研究提供参考与方法借鉴。     

严寒地区城市形态对建筑用电能耗影响实证研究

基于严寒地区建筑用电能耗和城市形态要素真实数据进行实证研究。首先利用GeoDa软件计算全局莫兰指数和局部莫兰指数并绘制LISA聚类图,识别严寒地区建筑用电能耗空间分布特点。然后筛选建筑用电能耗的城市形态影响因子,并采用逐步回归模型量化相关城市形态影响因子对不同类型建筑用电能耗强度的影响程度。最后从微观—建筑单体层面、中观—区域形态布局层面以及宏观—城市形态规划层面对严寒地区城市建筑节能规划提出3点思考。定量研究结果旨在为控制性详细规划中基于建筑节能角度对用地指标的控制提供支持,并为建筑能耗模拟模型中的环境影响参数设置提供参考。     

区域建筑负荷与能耗预测研究综述

合理的预测区域建筑负荷与能耗是低碳城市建设的重要基础。本文从两方面阐述区域建筑负荷与能耗预测的研究现状:1、影响区域建筑负荷与能耗的因素;2、区域建筑负荷与能耗预测方法。影响区域建筑负荷与能耗的因素包括单体建筑能耗影响因素以及区域特有的影响因素(城市形态与微气候)。预测基本方法有以下三种:自上而下法、自下而上法以及情景分析法。由于没有成熟的区域建筑负荷与能耗预测软件,目前主要有以下两种预测方法:1、采用基本方法建模:如基于实际调研获得的统计模型和利用GIS技术建模等。2、考虑到微气候与城市形态的影响通常是通过能耗模拟软件与其他工具耦合的方法进行模拟。     

基于能耗模拟的北方新农村典型居住建筑能耗影响因素分析

依据对北方地区农村居住建筑的调研结果,选取3个典型设计方案,建立典型新建农村住宅模型,使用建筑能耗模拟软件DeST-H对其在寒冷地区的能耗进行模拟,对能耗影响因素进行定量分析,讨论了每种建筑模型在不同围护结构条件下的负荷情况,并综合建筑节能效果、舒适性和经济性给出北方农村新建住宅建筑可行的节能措施。     

遮阳产品对空调能耗影响的参数化研究

本文针对不同遮阳产品的参数对住宅建筑空调能耗的影响进行了模拟研究。首先,选取了可能影响卷帘和蜂巢帘性能的9个参数(透射率、反射率、辐射率等),并根据当前同类主流产品的参数范围为每个参数设置高、中、低3个值,对参数进行排列组合分别得到9 520种和9 072种遮阳产品。然后,以美国制冷和制热为主的两座典型城市为例,利用WINDOW和EnergyPlus软件分别建立窗户模型和典型住宅建筑模型并在EnergyPlus中进行窗户的全年能耗模拟。最后,提出了年能效指标(Annual Energy Performance)以表征不同遮阳产品对建筑能耗的影响并对比分析不同参数下遮阳产品的能耗性能,最终根据对参数的敏感性分析确定了影响不同类型遮阳产品能效的关键参数。研究结果表明:可见光透射率和反射率是影响遮阳产品性能的2个主要因素。     

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     

城市形态与微气候环境——性能化模拟途径综述

城市微气候对于城市外部空间舒适度、空气品质以及建筑空调采暖能耗均有重要影响。在我国当前快速城市化进程中,研究高密度化城市空间形态与微气候优化的关系对于建设生态宜居城市具有重要意义。本文简要回顾城市气候与城市形态关联性研究内容以及研究方法的发展。对于成为主流的基于计算流体力学(C F D)的微气候模拟评价方法的前沿进展以及行业规范做了简要介绍。此外,介绍了基于空间分析和实证模型的参数化城市形态空间分析和微气候图谱方法。对上述方法进行比较,提出对未来发展的趋势展望。     

建筑形态设计参数对办公建筑能耗影响分析

简述了建筑能耗模拟现状,通过仿真模拟的方法,应用EnergyPlus动态能耗模拟软件,从窗墙比和体形系数方面,分析了不同气候区下建筑形态设计参数对办公建筑能耗水平的影响,对建筑节能设计有一定借鉴性的意义。     

上海典型办公建筑能耗模拟与分析

通过对大量的上海办公建筑进行综合提炼、简化,建立上海典型办公建筑。选取照明功率密度、室内设计参数、冷水机组COP、新风量四个典型能耗影响因子,通过正交实验法列出实验方案,应用eQUEST能耗模拟软件对不同方案进行模拟分析,找出最优方案,对四个典型能耗影响因子的综合影响程度进行研究,为以后的节能设计和改造提供基础。     

不同建筑空间形态对住宅建筑能耗的影响

建筑室内热状态受室外气候状态和建筑围护结构所影响,因此建筑供暖空调能耗在很大程度上与建筑的空间布局和围护结构形式有关,而不同的建筑空间形态分布还会影响建筑的遮阳与自然采光,从而影响建筑的人工照明能耗。为了研究不同空间形态和布局对住宅建筑能耗的影响,本研究对各类布局下的住宅建筑,利用De ST模拟软件对其建筑运行能耗进行了模拟分析,通过能耗比较来分析不同的空间形态对住宅建筑的遮阳、采光和夏季空调、冬季供暖能耗的影响。     

区域建筑负荷与能耗预测研究综述

从区域建筑负荷与能耗的影响因素和预测方法两方面阐述了区域建筑负荷与能耗预测的研究现状。影响区域建筑负荷与能耗的因素包括单体建筑能耗影响因素和区域特有的影响因素(城市形态与微气候)。基本预测方法有自上而下方法和自下而上方法。自下而上方法较为常见,在应用时需引入同时使用系数,并结合情景分析方法。由于没有成熟的区域建筑负荷与能耗预测软件,目前主要有两种预测方法:基本模型方法,如基于实际调研获得的统计模型和利用GIS技术建模等;考虑微气候与城市形态的影响,通过能耗模拟软件与其他工具耦合进行模拟。考虑到我国建筑的特点,可采用自下而上方法与情景分析方法结合进行区域建筑负荷与能耗预测。     

上海地区公共建筑外围护结构节能改造经济性分析

采用建筑能耗计算软件e—QUEST对上海地区某公共建筑进行动态模拟和能耗计算,分析四种节能改造设计方案的节能效果及其经济性,确定最佳节能改造设计方案。     

上海住宅街区典型形态类型能耗模拟研究

建筑群体的能耗既受到单体的影响,也受到群体形态的影响。住宅区能耗在城市能耗中占有相当高的比例,同时又具有典型的群体形态特征。文章使用软件模拟的方法,研究住宅区形态与能耗的关系。同时,基于对大量上海当代住宅街区案例的调查,以1.6这一最常见的容积率参数为前提,生成了6种基本类型和12种亚类型,模拟并分析了它们的能耗表现。     

夏热冬冷地区外墙构造对住宅能耗的影响

使用清华大学研发的建筑能耗模拟软件DeST-h,对夏热冬冷地区5个代表性城市的典型住宅建筑进行动态能耗模拟,分析了不同外墙构造(不同传热系数K)与建筑能耗的变化规律,研究表明:夏热冬冷地区外墙传热系数与全年耗电量有很强的正线性相关性。     

城市街区形态对热岛强度及能耗的影响

城市化进程的快速推进,带来城市街区由单一低密度形态向多样高密度形态发展,引起街区下垫面构成、通风性能及得热状况等因素变化,进而影响城市热岛现象和建筑能耗。以上海地区10个区县气象站点近邻街区为例,通过调研统计绿化率、建筑密度、容积率等特征参数,研究各参数与城市热岛效应之间的关系;并以某一典型办公建筑为例,探究不同街区形态特征参数对建筑能耗的影响和关联程度。研究结果表明,城市热岛效应与建筑密度、容积率和绿化率等参数有很大的相关性,由于街区形态参数不同,建筑在城市中心区的冬季设计热负荷指标相比郊区可减少1.5%~5%,且热岛强度每增加1℃,建筑冬季采暖能耗指标相比郊区平均降低5.04%。     

哈尔滨城市街区形态影响建筑能耗的尺度识别和机制探析

以严寒地区代表性城市哈尔滨为研究对象,从明晰城市街区形态和建筑能耗的研究范畴出发,以影响严寒地区建筑能耗的街区形态尺度识别为基础,通过建筑能耗模拟与统计学分析方法,判定了影响建筑能耗的街区形态指标,并探讨了各指标对建筑能耗的影响程度和影响机制。研究结果表明：以建筑平面的几何中心为圆心、100 m长为半径的街区形态尺度对建筑能耗影响最为显著;街区的建筑密度、容积率、建筑平均高度、道路高宽比、绿地率和周边建筑外墙总表面积对建筑能耗具有不同程度影响。据此,在建筑节能导向的街区形态设计和街区形态的建筑节能适宜性评估两方面,对研究结论在规划实践中的应用进行了相应思考。     

建筑遮阳对建筑室内照明能耗的影响分析

建筑遮阳可以降低室内局部区域过高的照度水平,但会降低室内整体照度水平,在室外照度不高的情况下,遮阳还会影响室内照度,增加照明能耗。针对建筑遮阳对建筑室内照明能耗的影响问题,选取具有代表性的建筑南向水平遮阳进行研究,利用光环境模拟软件Ecotect和Radiance对五个气候区的典型城市进行模拟,分析了不同气候区的不同窗墙比、不同窗户类型、不同遮阳板长度对建筑室内照明能耗的影响,得到建筑遮阳对室内光环境的影响规律。     

新疆办公建筑能耗及其影响因素分析

以新疆典型城市某办公建筑为研究对象,通过设置不同功能房间的参数和作息,借助DeST软件对该办公建筑空调系统全年能耗进行模拟,分别研究新疆独特气候特点下几种因素对建筑能耗的影响。结果表明,季节、新风、气密性、气候区等因素对建筑能耗有显著影响,需要在今后的节能设计中加以考虑。     

作息模式对建筑能耗模拟的影响分析

为了在设计阶段推动实施建筑能耗的总量控制,建筑能耗模拟及其标准化工作就成为一条必由之路。然而目前市场上存在着许多建筑能耗模拟软件,它们在内部算法、缺省设定、输入参数、输入作息模式等方面均存在着一定差异,从而造成了对同一栋建筑的能耗模拟结果千差万别。本文选取DeST、DesignBuilder、IES与绿建斯维尔4类目前应用广泛的建筑能耗模拟软件,对比作息模式设定的差异,并通过办公建筑与酒店建筑两个案例进行不同作息模式下的能耗模拟。最终的模拟结果显示,当各软件按照默认作息进行模拟时,计算得到的负荷与能耗结果相差较悬殊,有的相对偏差甚至超过150%;而当各软件按照统一的参考作息进行标准化输入后,模拟计算的负荷与能耗结果差异均大幅缩小,建筑冷负荷、热负荷与能耗的计算偏差分别都可以控制在10%40%,基本满足了模拟结果一致性的要求。因此,作息模式的设定对建筑能耗模拟结果的影响十分巨大,为了推动建筑能耗模拟的标准化工作,应该建立一套针对不同建筑类型与房间类型的参考模式定量模型,并以此作为建筑能耗模拟的输入条件进行计算。     

夏热冬冷地区复合墙体建筑能耗模拟研究

利用清华大学的建筑能耗模拟软件DeST-h,对夏热冬冷地区5个代表城市的居住建筑模型进行模拟研究,得到了5个不同城市的节能百分比,评价了复合墙体在夏热冬冷地区节能措施中的适用性。