建筑能耗模擬與分析論文

1、建筑能耗模擬與分析論文住宅建筑能耗的特點(diǎn)及其評價指標(biāo)的確定和節(jié)能途徑 住宅建筑能耗的特點(diǎn)及其評價指標(biāo)的確定和節(jié)能途徑 摘要：本文首先回顧了國際上對于建筑能耗的模擬的研究工作，然后對住宅建筑能耗的特點(diǎn)進(jìn)行了分析，指出在研究的初始階段，可以使用單位地板面積上的能耗等指標(biāo)作為住宅建筑能耗的評價指標(biāo)，但是由于這些指標(biāo)都是針對某一特定的能耗系統(tǒng)提出的，因而都有一定的局限性，所以如何確定一個更為全面、更為客觀的評價指標(biāo)讓是一個重要研究內(nèi)容。 關(guān)鍵詞：建筑能耗 評價指標(biāo) 正文： 一、前言 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，建筑能耗（這里狹義的建筑能耗概念）在各國國民經(jīng)濟(jì)總能耗中所占的比例越來越高，現(xiàn)在全世

2、界每年約有1/3的能源用于維持建筑物內(nèi)各能耗系統(tǒng)的正常運(yùn)行。因此，在節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境的迫切要求下，提高能源使用效率、節(jié)約建筑能耗成為各國能源政策中的重要組成部分。無論是發(fā)達(dá)國家，還是發(fā)展中國家都在使用大量人力、財力和物力研究建筑能耗的特點(diǎn)、確定評價建筑能耗的指標(biāo)，以達(dá)到約束現(xiàn)有建筑能耗水平、規(guī)劃未來建筑能耗目標(biāo)的目的。 住宅建筑能耗和商業(yè)建筑能耗是民用建筑能還得兩個部分。住宅建筑與商業(yè)建筑相比，雖然功能單一，但是住宅建筑能耗更受室內(nèi)居住人員的影響，因為更具有不確定性，從而給建筑能耗的研究帶來很大困難。 下文首先回顧國際上對于住宅建筑能耗的研究工作，其次根據(jù)這些研究工作分析住宅建筑能耗的特點(diǎn)，

3、最后指出確定住宅建筑能耗指標(biāo)時必須考慮、解決的問題。 2、 對建筑能耗研究工作的回顧 由于住宅建筑能耗是民用建筑能耗中的主要組成部分，因此從二十世紀(jì)七十年代開始，國際上已經(jīng)廣泛開始了對建筑能耗的研究。 Yan 研究了氣候變化對于香港地區(qū)住宅電量消耗的影響，發(fā)現(xiàn)由于亞熱帶氣候的原因，香港地區(qū)住宅電量消耗與室外空氣干球溫度有緊密聯(lián)系，而且還受到室內(nèi)人員的著衣情況、室外天空的云量的影響。同時還發(fā)現(xiàn)住宅用燃料種類和經(jīng)濟(jì)水平密切相關(guān)，即隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，燃料種類已經(jīng)從煤油轉(zhuǎn)向了天然氣和電能；根據(jù)對200個家庭的環(huán)境調(diào)查結(jié)果，發(fā)現(xiàn)香港家庭的主要用電設(shè)備是空調(diào)器（約占總用電量的36.8%）、冰箱（26.7%）

4、和照明（10%）。 在日本，家用電器的價格和氣候則是影響住宅建筑能耗的兩個主要因素。例如家用空調(diào)的戶擁有量直接受到氣候和民族文化的影響：熱水能耗（由于個人衛(wèi)生）是日本住宅建筑能耗的一個重要部分，而挪威住宅建筑能耗主要是采暖能耗和照明能耗。 在泰國，由于現(xiàn)代建筑摒棄了傳統(tǒng)建筑采用的被動供冷方式，導(dǎo)致空調(diào)用電急劇上升，而且屋頂?shù)臒峁ば阅苤苯佑绊懡ㄖ睦湄?fù)荷的大小。研究發(fā)現(xiàn)，住宅建筑能耗的特點(diǎn)與商業(yè)建筑不同，家庭用電的峰值多發(fā)生在晚上6點(diǎn)到8點(diǎn)之間。 Tuan分析了越南普通家庭的用能狀態(tài)。在越南，盡管電、煤油、木材、動物糞便等可以用作家庭燃料，但是某一家庭對于其燃料種類的選擇取決于燃料的價格、普通性

5、和家庭的收入。例如，煤價格比較低，在市場上比較普遍，因此是一般堅挺的主要燃料（約占家用燃料的41%）；而且，家庭收入越高，越傾向于使用清潔能源。與發(fā)達(dá)地區(qū)不同，越南家庭的能源主要是用于飲食，約占家用能耗的91%。 與其他發(fā)展中國家類似，印度的住宅建筑能源也主要用于飲食和熱水供應(yīng)。而且隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，住宅建筑使用的能源正從古老的燃料向現(xiàn)代燃料轉(zhuǎn)變。在印度，家庭收入和燃料價格也是決定家庭使用的燃料總類和燃料消耗量的主要因素。 根據(jù)在希臘的研究結(jié)果，指出家用能耗的特點(diǎn)決定于家庭人口的構(gòu)成情況、居住人員的行為特點(diǎn)、家用電器產(chǎn)生的使用特點(diǎn)等等 由老年人組成的家庭，由于其獨(dú)居的特點(diǎn)，也日益引起了國際上的重

6、視，例如在日本，老年人家庭具有人口少、收入低、房子大、在家時間長等特點(diǎn)。一方面，在家時間長、家用電器多、房子多等特點(diǎn)導(dǎo)致老年人家庭的能耗速度比一般家庭大；另一方面，由于家用電器的老化導(dǎo)致的低效率更加劇了家用能耗的上升。雖然家庭收入的降低、人口的減少都有助于家庭能耗的減少，但是其減少量與前兩個因素導(dǎo)致的增加量比較式微不足道的。 國際上對于住宅建筑的能耗的研究工作還有很多，這里不再一一列舉。下面根據(jù)這些研究工作，對住宅建筑能好的特點(diǎn)進(jìn)行一番分析。 3、住宅建筑能耗的特點(diǎn) 住宅建筑能耗與其他建筑類型的能耗特點(diǎn)相比較，既有相同之處，也有不同。下面對他的一些主要特點(diǎn)進(jìn)行討論。 3.1住宅建筑能耗受到當(dāng)?shù)?/p>

7、的氣候條件的影響 對于炎熱地區(qū)的居民來說，用于減低室內(nèi)空氣溫度的能耗（如空調(diào)能耗）坑是家用能耗的主要部分；于此相反，用于室內(nèi)采暖的能耗可能是寒冷地區(qū)家庭的主要能耗。 3.2、住宅建筑能耗受到國家經(jīng)濟(jì)水平的影響 對于經(jīng)濟(jì)水平比較高的發(fā)達(dá)國家和地區(qū)，家庭使用的能源主要是電力或者天然氣等潔凈、便利的現(xiàn)代能源，而對于經(jīng)濟(jì)不是很發(fā)達(dá)的發(fā)展中國家或者地區(qū)，家庭使用的能源主要是礦物燃料，甚至是動物糞便等生物燃料。 經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不僅影響住宅建筑所使用的能源的種類，而且影響著這些能源的使用方向。在發(fā)達(dá)地區(qū)或國家，用于改善室內(nèi)居住條件的能耗（如用于空調(diào)、采暖、冰箱的能耗）、照明能耗都已經(jīng)成為主宅建筑能耗的主要部分

8、，而對于發(fā)展中的地區(qū)或者國家，住宅建筑能耗主要用于維持人的基本生存條件（如一日三餐）。 3.3、住宅建筑能耗收到家庭收入的影響收入比較高的家庭將消耗比較多的能源，而且傾向于使用干凈，便利的現(xiàn)代能源。收入比較低家庭則使用比較少的能量，病主要使用礦物類的傳統(tǒng)能源。 3.4住宅建筑能耗受到家庭人口結(jié)構(gòu)、居民傳統(tǒng)文化的影響 家庭人口結(jié)構(gòu)對于住宅建筑能耗的影響主要是表現(xiàn)在三個方面：一、從數(shù)量上說，人口多的家庭傾向于消耗比較多能量；二、從人口年齡上說，老人或兒童人數(shù)比較多家庭傾向于消耗比較多的能量；三、從行為上說，在家停留時間長的居民將消耗更多的能量。 家庭居住人員的民族背景、信仰、文化素質(zhì)、個人嗜好等也

9、是影響住宅建筑的主要因素。但是這些因素的影響具有很大的不確定性，目前還無法用一個統(tǒng)一的規(guī)律進(jìn)行描述。 4、住宅能耗評價指標(biāo)的確定 目前對于建筑能耗的評估多使用能量密度（能耗（W）/單位地板面積（m2）)這一概念為其評價指標(biāo)，而且這個指標(biāo)對于辦公建筑可以取得良好結(jié)果，但是對于旅館辦公商用樓等多功能比較差。住宅建筑，從總體上說，可以認(rèn)為是功能單一的建筑類型，但是從現(xiàn)代家庭的發(fā)展看，則融入了餐飲、辦公、健身、娛樂等多種功能，因此，能否使用能量密度作為住宅建筑能耗的評價指標(biāo)，或者選擇何種參數(shù)作為其評價指標(biāo)則需要進(jìn)一步討論。 根據(jù)住宅建筑能耗的組成，可以對住宅建筑能耗作如下分析。 4.1、空調(diào)、采暖能耗

10、 空調(diào)、采暖系統(tǒng)用于調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣的溫度、濕度，它們的能耗與住宅空調(diào)、采暖空間的大小呈線性關(guān)系，因此可以用（能耗（W）單位空調(diào)或采暖空間（m3）來描述這部分能耗的大小，并作為該種能好的評價指標(biāo)。 4.2、熱水能耗 熱水能耗主要用于家庭人員的個人衛(wèi)生、飲用，它的能耗基本上與人口數(shù)量呈線性關(guān)系，因此可以用（能耗（W）/單位人（個）作為其評價指標(biāo)。 4.3、 烹飪能耗 烹飪能耗主要受到家庭人口數(shù)量、年齡、飲食習(xí)慣等因素的影響，對于前兩者，可以按不同的年齡段，用（能耗（W）/單位人（個）作為評價指標(biāo)；對于后者則無法加以定量地描述，它受民族文化、生活地理區(qū)域、個人嗜好等多方面的影響。 4.4照明能耗 一般

11、而言，照明能耗可以用（能耗（W）/單位地板面積（m2）作為評價指標(biāo)。但是，家庭成員的數(shù)量、工作性質(zhì)、年齡、嗜好等對家庭照明能耗的大小有著直接的影響，因此可以按照家庭成員的不同的工作性質(zhì)、不同的年齡段用（能耗（W）/單位地板面積（m2）作為其評價指標(biāo)。 4.5、電視機(jī)、洗衣機(jī)、音響等設(shè)備的能耗 這部分能耗可以認(rèn)為完全受到家庭成員的個人嗜好、生活習(xí)慣等因素的影響，目前無法用一個確定的量化指標(biāo)對其進(jìn)行描述。 此外，家庭成員的收入是確定住宅建筑能耗的重要因素，在選擇建筑能耗評價指標(biāo)時必須考慮這一因素。 還有一點(diǎn)需要強(qiáng)調(diào)的是，住宅建筑能耗評價指標(biāo)的確定不能以犧牲家庭成員的基本權(quán)益為前提。 綜上所述，無論

12、采用（W/m3）/還是采用（W/m2）作為住宅建筑能耗的評價指標(biāo)都具有明顯的片面性。但是，評價指標(biāo)的確定最終是為了不同地區(qū)、不同類型的住宅能耗具有可以性，因此如何排除不確定性因素的影響。確定最佳的評價指標(biāo)還需要投入相當(dāng)多的研究工作。 5 、節(jié)能途徑通過政策機(jī)制、實(shí)施有效管理、是推進(jìn)我國建筑節(jié)能的重要手段。建筑節(jié)能政策機(jī)制英建筑節(jié)能的要求而出現(xiàn)，隨著人們對建筑節(jié)能認(rèn)識的加深和社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而不斷發(fā)展、創(chuàng)新和完善。建筑節(jié)能政策機(jī)制主要有三類：一是通過制定、頒布、實(shí)施建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、法律法規(guī)，下達(dá)指令 性行政命令等，屬于計劃經(jīng)濟(jì)體制下的典型管理手段；二是隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和市場完善，超越標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的最低要

13、求、將建筑節(jié)能性能與產(chǎn)品市場價格掛鉤的手段，例如正在逐漸推廣的評估、審查、標(biāo)識、定額管理等市場經(jīng)濟(jì)體制下的建筑節(jié)能管理手段；三是由于建筑節(jié)能管理已經(jīng)有管理者的特有任務(wù)轉(zhuǎn)化為社會各群體利益、責(zé)任相關(guān)的事務(wù)，建筑節(jié)能管理涉及主體呈多元化特點(diǎn)美因茨就愛那個就愛你住節(jié)能有關(guān)的顯性和隱性信息加以收集整理，并在一定范圍內(nèi)加以適當(dāng)形式公開，用以建立各種刺激、獎懲機(jī)制，即建筑能耗統(tǒng)計和信息公開制度。我國正處于社會社會主義市場經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型階段，社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平千差萬別，因此不能指望實(shí)施上述三類政策機(jī)制中的某一種即可解決所有問題，二是應(yīng)當(dāng)根據(jù)不同社會經(jīng)濟(jì)水平，針對建筑節(jié)能的特點(diǎn)和重點(diǎn)、靈活選擇和搭配上述行政管理、規(guī)范

14、市場與市場調(diào)節(jié)、信息統(tǒng)計與公開等三類基本手段，形成合力。實(shí)施建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等行政管理手段在我國已經(jīng)實(shí)施多年，應(yīng)繼續(xù)加大執(zhí)法力度；而規(guī)范市場與市場調(diào)節(jié)、信息統(tǒng)計與公開等新的市場經(jīng)濟(jì)體制下公共等新的市場經(jīng)濟(jì)體制下公共管理手段尚較薄弱，應(yīng)大力發(fā)展，主要的具體措施包括： 5.1 建立建筑能耗基礎(chǔ)數(shù)據(jù)統(tǒng)計體系和建筑能耗數(shù)據(jù)庫目前尚沒有任何一個機(jī)構(gòu)可以準(zhǔn)確的給出我國的建筑物所消耗終端能源的具體數(shù)據(jù)，包括絕對量和在整個社會終端能量消耗中的比例；也不能準(zhǔn)確的描述我國建筑能耗的具體特點(diǎn)，例如發(fā)張變化的特點(diǎn)，不同能耗的特點(diǎn)，不同地域建筑能耗、建筑內(nèi)不同終端用能途徑耗能的特點(diǎn)，正成為我國進(jìn)一步開展建筑節(jié)能工作的重

15、要障礙。國家統(tǒng)計局和建設(shè)部近年來在建筑能耗統(tǒng)計方面做了很大的工作，但仍存在很多的差距，主要包括：一是缺少科學(xué)有效、可操作性強(qiáng)的建筑能耗統(tǒng)計模型，使具體的建筑能耗統(tǒng)計工作能在此模型指導(dǎo)下實(shí)施；二是尚未建立全國的和地方的建筑能耗統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫，也沒有形成相應(yīng)的統(tǒng)計渠道；三是無有效機(jī)制開展統(tǒng)計工作，缺少有效渠道使這些數(shù)據(jù)向各級政府、公眾和國際社會公開。5.2 建立適應(yīng)市場需求的住宅能耗標(biāo)識體系 住宅節(jié)能的關(guān)鍵住宅本身的優(yōu)化設(shè)計和節(jié)能的建筑部品與建筑技術(shù)的采用。由于我國住宅開發(fā)已基本進(jìn)入市場化，因此實(shí)現(xiàn)這些節(jié)能措施的主題是住宅開發(fā)商。要使其不是概念炒作，不是建筑節(jié)能墮落為僅僅是開發(fā)商的市場行為而喪失了消費(fèi)

16、者的信任與興趣，就必須有一套科學(xué)可行的管理體制，客觀地給出住宅世紀(jì)的能耗狀況。這就需要建立住宅能耗標(biāo)識方法和形成自我約束機(jī)制的住宅能耗標(biāo)識體系。5.3 推進(jìn)建筑用能產(chǎn)品能耗標(biāo)識制度 對于空調(diào)、冰箱、家用電器、照明器具等建筑用能產(chǎn)品，應(yīng)大力推動節(jié)能產(chǎn)品分級認(rèn)證和能效表示管理制度的實(shí)施，運(yùn)用市場機(jī)制，引導(dǎo)用戶和消費(fèi)者購買節(jié)能型產(chǎn)品。例如可按產(chǎn)品能耗由低到，依次標(biāo)為1-5級，能效低于5級的產(chǎn)品不允許上市銷售；而只有達(dá)到一級和二級能耗標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品才能稱做“節(jié)能產(chǎn)品”。 6、 結(jié)論 住宅建筑能耗是民用建筑能耗的重要組成部分，而且隨之經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，它所占的比例也越來越高。與其他的建筑類型不同，住宅建筑能耗不僅受到氣候