关于办公建筑围护结构的节能设计探究

随着我国经济建设的高速发展,目前我国建筑能耗占所有能耗的比例也在不断增加。这是由于我国的公共建筑数量较大,因此办公建筑的的能耗也在不断增加。而为了减少办公建筑的能耗,就需要对办公建筑的围护结构进行合理的设计,降低办公建筑的能耗。文章主要从办公建筑围护结构的特点入手,分析了办公建筑围护结构的节能设计和建筑模型的建立及方案的选择,并提出了设计措施作为参考。     

基于能耗模拟的中瑞生态城建筑用能指标确立

无锡中瑞生态城作为尚在规划的绿色生态城区实践之一,其能源规划需以指标体系作为指导。以确立该项目的建筑能源规划指标为目的,基于公共能耗监测平台数据、实地调研及标准规范,从上海既有单体建筑典型模型及其校验出发,采用eQUEST软件和情景分析法建立办公、商店、宾馆饭店三类公共建筑的无锡区域建筑能耗预测基准模型,并参考统计结果对基准模型的模拟结果做出评价,由此得到:无锡中瑞生态城的办公建筑总电耗指标为92～95 kW·h/(m~2·a),商场建筑的总电耗指标为168～172 k W·h/(m~2·a),宾馆饭店建筑的总电耗指标为110～113 kW·h/(m~2·a)。     

我国办公建筑用多联机空调系统能耗调研分析

对位于全国不同气候区的7栋办公建筑的多联机进行了长期的能耗监测,发现寒冷地区多联机在制热季的能耗约占全年能耗的60%;夏热冬冷地区制冷季的能耗约占全年能耗的50%,制热季能耗占比在29%~40%之间;在夏热冬暖地区,多联机的制冷季能耗占比在80%以上。多联机的能耗强度与用户入住率、室外温度等因素密切相关。结合已公开的实测数据资料,分析了19栋办公建筑多联机的年度能耗强度,结果显示:我国办公建筑多联机的能耗强度在20~50kW·h/(m~2·a)之间,折合标准煤为6.5~16.4kg/(m~2·a);在建筑面积大于2万m~2的办公建筑中,相对于其他类型的集中式空调系统,多联机具有节能优势。     

我国各省建筑能耗测算与分析

对现有的省级层面的建筑能耗研究进行了梳理,归纳得到3类计算模型:能源平衡表拆分类、抽样调查类和多种方法融合类。提出了基于能源平衡表拆分模型的能耗计算公式,使各省建筑能耗之和与全国建筑能耗相等。根据对我国30个省市2015年建筑能耗测算的结果,得出3个主要结论:1)人均GDP每增加1万元,城镇人均建筑能耗(标准煤)增加75 kg。2)公共建筑单位面积第三产业产值每增加1 000元,其单位面积电耗约增加20 kW·h。3)城镇人口每增加1 000万人,城镇居住建筑电耗增加58.6亿kW·h。     

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。     

夏热地区绿色公共建筑运行效果调研与分析

对夏热地区绿色公共建筑的运行能耗及室内环境品质进行了调研及分析。选取位于夏热冬暖和夏热冬冷地区不同城市共14个获得绿色建筑运行标识的办公建筑,通过调研和典型项目室内环境现场测试,分析了绿色办公建筑运行能耗和室内环境品质的情况。研究表明,夏热地区绿色公共建筑运行能耗符合标准要求,公共建筑最大月能耗普遍出现在天气最热的月份,商业建筑和办公建筑的最低能耗出现在天气最温和的月份,空调能耗波动性最大,且公共建筑中酒店建筑空调能耗占比最大;办公建筑和酒店建筑的室内环境品质满足标准要求,但商业建筑的室内空气质量有待提高。针对运行效果提出建议,以期为我国夏热地区绿色公共建筑运行效果提升提供参考。     

环境国际公约履约大楼运行能耗及环境品质实测研究

介绍了该项目的设计理念和多项节能措施,对该楼的运行效果、实际能耗、室内环境质量和用户满意度进行了分析。该案例建筑年均能耗(扣除信息中心耗电)约为61kW·h/(m2·a),其中冬季区域供暖能耗为16.7kW·h/(m2·a),年均耗电量为44.34kW·h/(m2·a),空调和照明插座耗电量分别为18.59kW·h/(m2·a)和18.25kW·h/(m2·a),能耗显著低于其他同类建筑。同时,该建筑的室内热环境、CO2体积分数和声环境完全能够满足室内人员的舒适性要求,并得到了较高的满意度。综合分析表明,该大楼通过因地制宜、被动优先、主动技术优化的可持续设计实现了良好的环境品质,同时降低了建筑运行能耗。     

基于ANN的绿色办公建筑HVAC系统运行能耗预测

办公建筑中暖通空调系统(HVAC系统)的运行能耗占总能耗比例较高。随着绿色建筑的大力推广,准确预测绿色办公建筑HVAC系统能耗是建筑运行优化的关键。研究以天津市某绿色办公建筑为研究对象,根据绿色办公建筑G中的HVAC系统——地源热泵系统和空调通风系统能耗的实际监测数据,建立了基于人工神经网络的能耗预测模型。研究结果表明,建立的分类多层感知器神经网络预测模型预测精度最好,仅基于气象参数及时间能够精确的预测建筑HVAC系统的小时能耗,为我国绿色办公建筑的设计和运行优化提供科学支持。     

商务办公建筑能耗调研及分析

对山东某地区商务办公建筑进行了调研。应用抽样调查的方法,对该地区37个样本量的能耗进行统计处理,得出了该地区单位面积建筑能耗为72.14 k W·h/(m~2·a),单位面积供暖能耗为14.74 kgce/(m~2·a)。研究结果表明,山东某地区的商务办公建筑在用能方面还存在一些问题,建筑节能潜力较大。这对于科学确定商务办公建筑的能耗指标,进而实施用能超定额加价政策具有一定的参考价值。     

广西大型公共建筑用能定额的研究

大型公共建筑用能定额的研究编制对于促进既有高耗能大型公建的节能运营和改造具有重要意义。在广西地区已有的大型公共建筑能耗统计、能源审计等工作基础上,采用定额水平法研究确定了该地区主要类型大型公共建筑用能定额的建议标准值,研究得到:大型商务办公建筑用能定额为89 kW·h/(m2·a),大型商场建筑用能定额为213 kW·h/(m2·a),大型饭店建筑用能定额为106 kW·h/(m2·a)。     

办公建筑能源审计及节能潜力分析

建筑能耗在我国能源总消费中所占的比例较大,建筑节能意义重大.本文对严寒地区某市13栋国家机关办公建筑采暖系统、空调系统、照明系统、用水系统以及其他用能设备等进行能源审计,并对系统的能耗进行分析,审计结果表明严寒地区机关办公建筑采暖系统、室内设备、空调系统及特殊区域（信息中心、厨房、实验室等）等能耗占总能耗比重较大.根据能耗特点,提出了综合运用节约采暖能耗、电耗等节能措施,严寒地区国家机关办公建筑的节能潜力巨大.     

上海超低能耗办公建筑围护结构技术研究与实践

建筑围护结构性能提升是降低空调供暖负荷的重要路径,上海处于夏热冬冷地区,以夏季空调为主、兼顾冬季供暖,围护结构应同时考虑保温和散热。采用正交试验的优化方法实现了在较少模拟次数下完成全工况模拟的效果。研究得到了不同围护结构关键指标对建筑负荷的敏感性及重要性排序,确定了建筑全年冷/热/总负荷随围护结构性能参数水平的变化趋势,建立了适宜上海气候和用能特征的超低能耗办公建筑指标体系。将该技术体系应用于上海某新建办公建筑并采用高性能多联机系统,冬夏季及过渡季的热舒适和能耗实测结果表明,建筑室内满足热舒适需求,供暖空调耗电量为17.99 kW·h/m~2,显著低于上海办公建筑平均电耗,为夏热冬冷地区超低能耗建筑技术体系建立提供了支撑。     

郑州地区高层住宅节能优化量化研究

寒冷地区居住建筑供暖能耗占建筑总能耗很大比例,降低供暖能耗是实现建筑节能的关键之一。以郑州地区高层住宅为例,从与供暖能耗密切相关的体形系数、外围护结构热工性能和气密性三方面进行了优化设计,并利用建筑能耗模拟软件Design Builder对优化前后的供暖能耗进行了量化分析。结果表明通过体形系数、外围护结构和气密性的优化,建筑供暖能耗可分别降低2.29%、16.05%和15.14%;优化后供暖总能耗由257 917 k W·h降低至178 967 k W·h,单位供暖能耗由44.89 k W·h/m2降低至31.15 k W·h/m2,降低了30.60%。研究成果为我国寒冷地区高层住宅的节能设计提供了参考。     

夏热冬冷地区办公建筑外窗热工性能及节能效果分析

以夏热冬冷地区某典型办公建筑为例,运用DesignBuilder软件模拟建筑全年能耗,基准建筑模型参数设置按《公共建筑节能设计标准》中的规定值进行设置。在其他参数不变的前提下,提高外窗热工性能,即分别减小外窗太阳得热系数和外窗传热系数进行能耗模拟。结果表明,在满足规范要求的前提下,夏热冬冷地区建筑减小外窗太阳得热系数的节能效果更加明显。     

上海地区住宅夏季空调能耗调查分析

为了解目前上海地区住宅空调的能耗现状与特点,通过调研获得2014年全年逐月的用电量数据及住宅建筑情况,采用改进型抄表拆分法进行夏季空调能耗分析。结果表明,住宅的户均夏季空调能耗为317kW·h,约占全年用电量的13.9%,平均夏季空调能耗指标为4.58kW·h/m~2。该地区住宅空调能耗平均水平较低,不同住户的空调能耗差异大。住户的空调使用行为模式仍是当前影响住宅夏季空调能耗的主要因素。     

夏热冬冷地区某综合医院分项能耗和环境测试分析

以夏热冬冷地区某典型三级甲等综合医院为例,利用现有能耗计量仪表监测数据,辅以设备法测算,对医院的空调制冷、空调制热、医疗设备、电梯、办公设备及照明、后勤设备等用能系统进行了能耗结构分析,结果显示该医院等效电总能耗为216.0 kW·h/(m²·a)。其中暖通空调系统能耗占比最大,为50.45%;其次为后勤设备能耗占比34.84%;其余依次为办公照明能耗和医疗设备能耗。在制冷期对典型室内环境进行了测试,结果显示该医院室内温度满足II级热舒适度水平,湿度超标,照度普遍不足。为提升建筑室内环境品质,同时节能降耗,提出了节能改造和运行管理建议,并利用DesignBuilder软件对改造前后的能耗进行了模拟,定量分析了各分项能耗的节能率,预估投资回收期约8年。     

全国组织干部学院(一期)节能技术及运行性能

该建筑于2014年获得绿色建筑三星级运行标识,介绍了该建筑采用的节能关键技术。被动式节能设计方面,优化设计了围护结构、日照、自然通风及自然采光;可再生能源系统设计方面,采用地源热泵系统与太阳能集热系统。在建筑运行过程中,建筑环境满足使用要求。分析了建筑实际运行能耗,全年单位面积耗热量为85.3kW·h/m2,空调系统耗电量指标为36.5kW·h/m2,相比办公、居住综合型建筑,处于较节能水平。     

深圳市非政府办公建筑能耗特性分析

基于深圳市27栋非政府办公建筑的能源审计数据,从建筑样本基本信息、用能系统形式、总能耗及空调分项能耗等方面进行统计与比较,分析了深圳市非政府办公建筑的能耗特性,并对深圳市大型非政府办公建筑的空调能耗特性进行了重点研究。结果表明,深圳市非政府办公建筑能耗较高,空调能耗占较大比例,空调冷站是节能潜力的重点,空调冷冻及冷却水泵是深圳市非政府办公建筑节能改造的一个方向。     

沈阳地区典型办公建筑运行阶段碳减排潜力研究

以沈阳某办公建筑为例,将GB 50189—2015《公共建筑节能设计标准》作为节能基准,对比分析多种近零能耗建筑技术情形对建筑碳排放的影响,并对其碳减排潜力进行评估测算。利用模拟软件Design Builder对沈阳市某办公建筑建立典型模型,通过模拟计算得到几种不同技术情形下的能耗强度。碳排放强度由不同类型能源碳排放因子与能耗强度计算得出。结果表明：可再生能源利用技术和暖通空调设备能效提升技术可明显减少碳排放,碳减排率分别可达到44.88%和39.99%;另外,建筑围护结构改造以及自然通风和自然采光结合技术,减排率分别为8.18%、7.22%。按照近零能耗建筑技术要求,综合6种技术情形,办公建筑运行阶段的减排率可达51.08%。     

2012年“华夏建设科学技术奖”获奖项目(二等奖) 大型公共建筑能耗监测与信息管理关键技术研究及应用

一、立项背景目前,我国建筑用能比例约占全社会用能的28%,建筑能耗中,机关办公建筑和大型公共建筑高耗能的问题日益突出。据统计,我国机关办公建筑和大型公共建筑总面积不足城镇建筑总面积的4%,但年耗电量约占全国城镇总耗电量的22%,每平方米年耗电量是普通居民住宅的10～20倍,因此对其进行能耗监管势在必行。为建立健全机关办公建筑和大型公共建筑节能监管体系,促