西安市公共建筑能耗定额技术方法研究

摘要

据统计，中国国内年新增建筑面积达20亿平方米，占全球年建筑面积新增总量的50％以上。近十几年来，公共建筑运行能耗增长率达220%，已占全国建筑总能耗四分之一以上，带来了巨大的经济问题与环境问题。因此，开展关于公共建筑节能工作方面的研究，制定适于中国国情或地区情况的公共建筑能耗定额，挖掘中国公共建筑节能潜力，已成为当前中国应对能源供给紧张现状，确保中国环境可持续发展的重要课题，对当前中国国民经济持续稳定发展，具有重要的战略意义与现实意义。
　　制定合理的能耗定额值，可为建筑用能超额提价及节能改造提供执行标准，然而，由于各地区经济发展、气候特征、文化差异、用能结构等诸多因素影响，导致普适性的能耗定额指标难以建立，定额政策难以推广，本文通过调查研究西安市公共建筑的能耗现状和用能水平，从能耗影响因素显著性着手，制定符合西安地方特色的公共建筑分类能耗定额值，提出了一种较为科学合理的能耗定额技术方法。
　　首先，通过现场调研获取了西安市153栋公共建筑的建筑基本信息、设备系统信息、能耗数据及建筑用能行为信息等基础数据。通过对数据筛选和有效性检验，最终筛选出130栋公共建筑进行深入研究。通过对130栋公共建筑的能耗数据的统计分析，研究不同使用功能建筑的能耗水平差异，揭示了政府办公建筑、商业写字楼、酒店建筑、商场建筑的能耗特征分布规律。
　　通过对建筑信息数据的提取，得到影响建筑能耗的相关因素。本研究分别从多因素和单因素的角度，采用灰关联分析和敏感性分析相结合的方法，对能耗影响因素进行显著性研究，综合比较，确定建筑设计指标值窗墙比及设备系统参数空调COP为政府办公建筑的显著影响因素，窗墙比、遮阳系数及空调COP为商业写字楼的显著影响因素。为确定合理的建筑能耗定额水平奠定基础。
　　基于上述分析，本文以灰关联系数为聚类指标对建筑进行聚类分析，根据最终聚类中心值判断典型建筑特征：即各影响因素对能耗的影响程度均较大，并且人员行为因素对能耗的影响较小。对筛选出的具有典型性的公共建筑进一步作标准化计算，将实际运行工况与标准运行工况最接近的样本作为典型建筑。在典型建筑的基础上，通过软件模拟建立标准建筑模型，最终获得公共建筑能耗定额的建议值：政府办公建筑（分体空调形式）40KWh/(m2·a)；政府办公建筑（集中空调形式）58KWh/(m2·a)；商业写字楼72KWh/(m2·a)；酒店建筑125KWh/(m2·a)；百货商场建筑145KWh/(m2·a)；超市建筑180KWh/(m2·a)。对比国内外现有相关研究数据，本研究成果合理有效，为本地区进一步开展建筑节能总量控制目标奠定了坚实的科学基础。
　　本文开展了建筑用能行为模式分析研究，针对空调设备、照明设备及办公设备等使用模式进行归类量化，将人员行为模式转换成建筑整体运行模式，即相对节能和相对浪费两种运行模式。基于这两种模式，定量分析商业写字楼这两种模式下能耗的差异，计算用能模式优度为19.5%，据此提出可将西安市商业写字楼能耗定额值修正为58kwh/m2。研究揭示了行为模式对能耗水平及能耗定额的影响，为建筑用能模式及建筑能耗控制研究提供理论依据。

目录

声明

1 绪论

1.1 研究背景

1.2 公共建筑能耗定额概述

1.3 国内外研究现状

1.4 本文的研究思路与主要内容

2 公共建筑能耗定额理论研究

2.1 定额的定义

2.2 建筑能耗定额的制定原则

2.3 建筑能耗定额的关键技术与核心机理

2.4 建筑能耗定额的目标与内容

3 公共建筑能耗信息及样本初选

3.1 公共建筑本体特征信息及设备系统信息

3.2 公共建筑能耗描述性统计规律

3.3 西安市公共建筑初步分类与能耗规律

3.4 本章小结

4 基于能耗定额的典型建筑技术分析

4.1 典型建筑的技术分析步骤

4.2 聚类分析技术基础

4.3 公共建筑聚类因子选取方法Ⅰ

4.4 公共建筑聚类因子选取方法Ⅱ

4.5 公共建筑聚类分析

4.6 备选建筑的标准化计算

4.7 本章小结

5 标准建筑模型及能耗定额确定研究

5.1 典型建筑标准化依据

5.2 公共建筑标准建筑模型

5.3 公共建筑能耗定额的确定

5.4 本章小结

6 公共建筑用能行为调控研究

6.1 人员用能行为的理论分析

6.2 人员用能行为模式调研

6.3 公共建筑能源管理模式

6.4 本章小结

7 结论与展望

7.1 主要研究成果及结论

7.2 研究特色与创新成果

7.3 建议与研究展望

致谢

参考文献

附录1 博士研究生期间发表论文及参与项目

附录2 西安市公共建筑信息调研基础数据列表（部分）

附录3 建筑能源管理操作细则