重慶市辦公建筑能耗調研及節(jié)能對策研究

【摘要】： 近年來,隨著辦公類建筑迅速增多以及人們對辦公環(huán)境要求的提高,辦公建筑能耗也顯著增加,給業(yè)者和城市能源、環(huán)境和電力供需都帶來了很大的壓力。據統(tǒng)計,重慶居民住宅一年的能耗疊加在一起,每平方米建筑面積平均不過20多度電,而單體面積超過2萬平方米的大型公共建筑,每年每平方米消耗的電能超過300度,是住宅建筑的十多倍,作為公共建筑之一的辦公建筑人均耗電量是城鎮(zhèn)居民的10.6倍、農民的36倍,可見重慶市辦公建筑能耗相當高,因此辦公建筑的節(jié)能成為重慶市建筑節(jié)能事業(yè)的重點。 由于我國地域廣闊,南北跨越嚴寒、寒冷、夏熱冬冷、溫和和夏熱冬暖多個氣候帶,各個地區(qū)的氣候、資源、環(huán)境等相差較大,經濟文化發(fā)展水平也不平衡。故建筑節(jié)能具有很強的區(qū)域性,不能照搬其他地區(qū)的節(jié)能對策,只有根據重慶氣候適應性原則找出正確的節(jié)能途徑。本文就是對重慶地區(qū)辦公建筑的節(jié)能途徑進行探索和研究。 了解辦公建筑的能耗現(xiàn)狀以及影響能耗的主要因素是節(jié)能設計和節(jié)能改造的必要前提,只有找到建筑節(jié)能的關鍵環(huán)節(jié),才能取得顯著的節(jié)能效果。所以為了了解辦公建筑能耗現(xiàn)狀,筆者首先查閱大量資料,對國內外辦公建筑能耗現(xiàn)狀、節(jié)能技術、能耗調研、能耗動態(tài)模擬方法進行系統(tǒng)回顧與剖析。 其次筆者花了大量的時間,分成普遍、重點兩個階段對重慶市主要辦公建筑進行調研,調研工作圍繞著了解重慶市辦公建筑的特點、圍護結構使用的材料、建筑總能耗、能耗能結構、以及運行管理狀況等幾個方面進行的,通過對調研結果的詳細分析,得出重慶辦公建筑平均能耗密度132 kWh/m2?a,空調采暖能耗占50.7%;處于最不利的東西朝向的建筑高達32%;外墻和屋頂基本沒有采用保溫材料,外墻傳熱系數(shù)高達2.0 W/m2.k,屋頂傳熱系數(shù)高達3.14W/m2.k,使用鋁合金窗框和普通玻璃的建筑達到80%,傳熱系數(shù)高達6.4W/m2.k,圍護結構的熱工性能很差,和標準相比差的還很遠;對于能耗高的原因進行了較為全面的把握,為下一步能耗模擬方案的制定和模擬模型的選取打下基礎。 接著借助模擬軟件DeST-c,在調研歸納的辦公建筑能耗現(xiàn)狀的基礎上,選取典型辦公建筑模型進行能耗模擬,運用單一因素法,對影響辦公建筑能耗的顯著性因素進行定量分析,從而找到辦公建筑能耗與朝向、體形、外墻、屋頂、窗戶這些因素之間的關系。通過模擬得出:各因素對辦公建筑影響程度為窗墻面積比外窗類型外墻類型遮陽朝向屋頂;墻體、窗戶、屋頂?shù)淖畲蠊?jié)能潛力分別為7.51%,9.14%,3.08%;辦公建筑應該把非空調房間放到東西朝向,盡量使用節(jié)能潛力大的LOW-e玻璃,屋頂雖然節(jié)能潛力不大,但是它對頂層房間室內熱環(huán)境影響相當大,需要注意其保溫隔熱;本研究所得數(shù)據和相關分析具有一定的代表性,將為科學、合理地制定適合重慶的建筑節(jié)能標準、法規(guī)和激勵政策提供依據,也能為相關研究和節(jié)能改造提供參考。 最后,通過對前期調研數(shù)據、模型模擬的詳細分析,針對圍護結構提出了具體的節(jié)能設計方案;并在節(jié)能改造實例中對各方案的節(jié)能率、節(jié)能投資與收益進行計算分析與比較,把理論研究落實到實際工程,從而對重慶市辦公建筑節(jié)能設計和節(jié)能改造具有參考價值。 【關鍵詞】：辦公建筑 能耗調研 動態(tài)模擬 節(jié)能對策
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2008
【分類號】：TU243;TU201.5
【目錄】：

• 中文摘要4-6
• 英文摘要6-12
• 1 緒論12-20
• 1.1 課題研究的背景12
• 1.2 國內外建筑能耗現(xiàn)狀12-13
• 1.3 國內外建筑節(jié)能技術的發(fā)展13-16
• 1.3.1 國外建筑節(jié)能技術的發(fā)展13-15
• 1.3.2 國內建筑節(jié)能技術的發(fā)展15-16
• 1.4 國內外辦公建筑能耗調研情況16-18
• 1.4.1 國外的情況16-17
• 1.4.2 國內的情況17-18
• 1.5 本文研究目標與內容18-20
• 1.5.1 本課題課題研究的目標19
• 1.5.2 本課題課題研究的內容19-20
• 2 能耗調研、實測與能耗模擬方法20-33
• 2.1 能耗調研與建筑實測的方法20-25
• 2.1.1 調研的方法20
• 2.1.2 實測的方法20-22
• 2.1.3 數(shù)據分析方法22-25
• 2.2 建筑能耗模擬工具介紹與選取25-29
• 2.2.1 國內外常用能耗模擬軟件介紹25-27
• 2.2.2 常用軟件全年動態(tài)負荷計算結果的比較27-29
• 2.3 能耗模擬理論分析29-30
• 2.3.1 建筑物耗冷量指標構成29
• 2.3.2 圍護結構耗冷計算及分析29-30
• 2.4 能耗模擬各參數(shù)的設定30-31
• 2.4.1 能耗模擬氣象條件30
• 2.4.2 室內控制參數(shù)30-31
• 2.5 建筑節(jié)能的評價指標31-32
• 2.5.1 綜合評價指標31
• 2.5.2 其它評價指標31-32
• 2.6 本章小結32-33
• 3 能耗調研與實測的結果分析33-52
• 3.1 建筑物年代與建筑能耗33-34
• 3.2 建筑朝向、類型與建筑能耗的關系34-36
• 3.2.1 建筑物朝向與能耗密度的關系34-35
• 3.2.2 建筑物類型與能耗密度的關系35-36
• 3.3 建筑物圍護結構與建筑能耗的關系36-39
• 3.3.1 建筑外墻的構造及材料37
• 3.3.2 建筑窗戶玻璃類型37-38
• 3.3.3 建筑窗框使用材料38
• 3.3.4 建筑窗戶遮陽情況38-39
• 3.3.5 屋頂構造及使用材料39
• 3.4 建筑物用能管理制度與建筑能耗的關系39-40
• 3.5 辦公建筑平均能耗量40-42
• 3.5.1 平均能耗總量分析40
• 3.5.2 建筑物能源消耗種類40-41
• 3.5.3 辦公樓高峰用電狀況分析41-42
• 3.6 辦公建筑能源終端消費分析42-45
• 3.6.1 能源終端消費統(tǒng)計42-44
• 3.6.2 設備使用狀況44-45
• 3.7 重慶市與其他城市辦公建筑能耗比較45-46
• 3.7.1 全年能耗指標的統(tǒng)計對比45-46
• 3.7.2 建筑能耗組成的統(tǒng)計對比46
• 3.8 室內熱環(huán)境及建筑圍護結構的測試結果分析46-50
• 3.8.1 室內外溫度的實測分析46-47
• 3.8.2 圍護結構傳熱系數(shù)實測及結果分析47-48
• 3.8.3 建筑圍護結構表面溫度測試及熱呈像分析48-50
• 3.9 本章小結50-52
• 4 辦公建筑各因素對能耗影響的模擬分析52-82
• 4.1 分析用的能耗模擬模型的建立52-53
• 4.2 影響辦公建筑能耗各因素的節(jié)能潛力53-57
• 4.2.1 確定正交模擬方案表53-55
• 4.2.2 顯著性因素模擬結果及分析55-57
• 4.3 體形系數(shù)對辦公建筑能耗的影響57-59
• 4.3.1 建筑基準層面積對建筑能耗的影響57-58
• 4.3.2 建筑長寬比對建筑能耗的影響58
• 4.3.3 建筑體形系數(shù)對建筑能耗的影響58-59
• 4.4 朝向對能耗的影響分析59
• 4.5 墻體性能與建筑能耗的關系59-63
• 4.5.1 不同朝向墻體的傳熱系數(shù)對建筑能耗的影響作用60-61
• 4.5.2 同一朝向墻體傳熱系數(shù)對建筑能耗的影響作用61-62
• 4.5.3 墻體太陽輻射吸收性能與建筑能耗的關系62-63
• 4.6 窗體性能與建筑能耗的關系63-79
• 4.6.1 窗墻面積比與建筑能耗的關系63-70
• 4.6.2 窗戶保溫隔熱性能與建筑能耗的關系70-74
• 4.6.3 遮陽對辦公建筑能耗的影響74-77
• 4.6.4 窗墻面積比與遮陽系數(shù)對辦公建筑能耗的影響77-79
• 4.7 屋頂性能與建筑能耗的關系79-80
• 4.7.1 屋面?zhèn)鳠嵯禂?shù)對建筑空調能耗的影響作用79
• 4.7.2 屋面太陽輻射吸收系數(shù)對建筑物能耗的影響79-80
• 4.8 本章小結80-82
• 5 辦公建筑的節(jié)能策略及分析82-96
• 5.1 墻體節(jié)能技術分析82-86
• 5.1.1 外墻內保溫及其分析82
• 5.1.2 外墻夾芯保溫及其分析82-83
• 5.1.3 外墻外保溫及其分析83-85
• 5.1.4 外保溫施工方式85-86
• 5.2 外窗節(jié)能技術及分析86-92
• 5.2.1 窗體材料的選用86-87
• 5.2.2 雙層幕墻技能技術及其分析87-90
• 5.2.3 遮陽技術及其分析90-92
• 5.3 屋頂節(jié)能技術及分析92-94
• 5.3.1 實體材料層節(jié)能屋面及其分析92
• 5.3.2 通風保溫隔熱屋面及其分析92-93
• 5.3.3 種植屋面及其分析93
• 5.3.4 蓄水屋面及其分析93-94
• 5.4 照明節(jié)能措施94
• 5.5 加強能源管理降低建筑能耗94-95
• 5.6 建立節(jié)能標準和鼓勵政策95
• 5.7 本章小結95-96
• 6 辦公建筑圍護結構節(jié)能改造實例96-100
• 6.1 實踐工程概況96-97
• 6.2 節(jié)能方案分析97-99
• 6.3 節(jié)能方案的實施99-100
• 7 總結與展望100-102
• 7.1 研究工作的結論100-101
• 7.2 后續(xù)研究工作的展望101-102
• 致謝102-103
• 參考文獻103-106
• 附錄106-127

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