寒冷地区医院建筑能耗影响因素的研究

摘要

医院建筑作为公共建筑的一类，其建筑规划、设计与运行均与其他公共建筑差异显著。因此，医院建筑的能耗也与其他公建不同，有其自身的特点。医院建筑相当复杂，影响医院建筑能耗的因素也相当多，各因素之间的交互作用也不明确。基于这一现状，本文就影响医院建筑的主要因素开展了详细研究。 本课题分为两部分内容，分别是影响因素研究与能耗限额指标修正方法研究。其中影响因素研究是前提，为本文篇幅的重笔，能耗限额修正研究是目的，是本文最终要解决的问题。二者必须依序进行，不研究因素无法解决能耗限额指标修正问题，这也是因素研究占比较多的原因。如果只研究影响因素不研究修正方法，那么论文解决问题的功能就会缺失，从而降低它的价值，因此二者缺一不可。 关于影响因素研究，本文首先对建筑模型的建立进行了理论研究，设定了合理的建筑初始参数，并以第一层为例进行了详细分析与说明。其次，以模型为对象进行了能耗影响因素的模拟研究。发现在三级综合医院建筑电耗中，采用空调供冷供暖时，空调电耗占比第一，其次是设备电耗而不是照明电耗。进而对11个单因素（门诊、急诊量人次，床位使用率，围护结构热工参数，空调系统运行方式，建筑南向角度，窗墙比，窗帘作息，全年设备使用小时数，气候条件（地理位置），供冷供暖方式与医院类别）逐一进行了变水平模拟。其中气候条件（地理位置）、供冷供暖方式与医院类别这三个因素作为前提条件，不进入正交试验。围护结构热工参数模拟中除了常规的传热系数模拟外，还增加了外窗遮阳系数SC的模拟，但是就既有医院建筑而言，这些热工参数变化范围有限，因此对能耗的影响不是很显著，故不将其纳入正交试验。另外，在进行窗帘作息因素模拟分析时，首先对它进行了独立分析，发现其对能耗的影响不是很显著，接下来进行了窗帘作息与窗墙比的二元交互分析，排除了二者的交互作用，同时通过交互图也反应出窗帘作息对能耗的影响微弱，因此不将窗帘作息纳入正交试验。而剩余6个因素的模拟结果均显示影响显著且无交互表现，故全部进入正交试验。完成单因素分析后，进而对影响因素进行了试验研究。在试验中，共6个因素进行正交试验，其中每个因素取3个水平进行模拟。模拟完成后，对所得数据进行了直观分析也称极差分析、方差分析与趋势图分析。通过分析得出因素的主次顺序为医院全年设备使用小时数>空调系统运行时间方式>综合窗墙比>门诊、急诊量人次>建筑南向角度>床位使用率。同时，利用正交试验分析确定了医院全年设备使用小时数，空调系统运行时间方式，综合窗墙比，门诊、急诊量人次这4个因素为寒冷地区影响医院建筑能耗的主要因素。其中医院全年设备使用小时数和空调系统运行时间方式的影响程度领先于综合窗墙比和门诊、急诊量人次，且门诊、急诊量人次的影响程度与其他三因素相差较大。 关于能耗限额指标修正方法研究，首先对一般公建能耗限额指标修正常用方法进行了分析、总结并基于常用方法给出了医院的限额修正方法。接下来，结合医院功能的复杂性与特殊性，本文又根据插值法和最小二乘拟合两种方法自主提出了新的限额修正方法。基于两种方法本文分别给出了一系列医院建筑能耗限额指标修正公式，并对公式的适用性做了详细说明，其中包括忽略门诊、急诊量人次这一因素后的公式。最后，文章对所得修正公式进行了拓展性修正数值ε表的研制。研究给出了配套的不同医院不同地区的修正数值ε表，方便工程应用。 本课题的研究结果对于提升寒冷地区医院建筑的能效，节约资源，保护环境均具有一定的参考价值。

目录

第一个书签之前

摘 要

ABSTRACT

第1章 引 言

1.1 研究医院建筑能耗影响因素的意义

1.2 医院建筑能耗影响因素研究现状

1.2.1 国外研究现状

1.2.2 国内研究现状

1.3 本文主要研究内容

1.4 论文整体结构

第2章 医院建筑模型的建立

2.1 建模软件DeST简介

2.2 建模背景

2.2.1 建筑设计

2.2.2 围护结构特征

2.2.3 房间功能

2.2.4 建筑实例

2.3 建模过程

2.4 建模结果及分析

2.5 本章小结

第3章 医院建筑能耗影响因素模拟分析

3.1 调研结果及分析

3.2 影响因素分析

3.3 本章小结

第4章 医院建筑能耗影响因素试验研究

4.1 正交试验简述

4.2 正交试验过程

4.3 正交试验分析

4.4 本章小结

第5章 医院建筑能耗限额修正方法

5.1 公建能耗限额修正常用方法

5.2 基于常用方法的医院建筑能耗限额修正

5.3 基于插值与拟合的医院建筑能耗限额修正

5.4 医院建筑能耗限额修正表的研制

5.5 本章小结

第6章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致 谢

攻读硕士学位期间论文发表及科研情况