夏热冬冷地区办公建筑绿色性能研究现状及趋势分析论文_吴博

夏热冬冷地区办公建筑绿色性能研究现状及趋势分析论文_吴博

安徽新华学院土木与环境工程学院 合肥 230088

摘要:以夏热冬冷地区办公建筑为对象,首先引出建筑能耗的含义,然后系统介绍了国内外办公建筑绿色性能的研究现状及其研究与应用的发展趋势。

关键词:夏热冬冷;办公建筑;绿色性能

我国建筑节能工作比发达国家开始的较晚。1986年,我国提出在1980年普通住宅采暖能耗为基础上节能30%;1996年,提升至50%。此后,建设部先后发布了不同建筑热工分区的《居住建筑节能设计标准》、国家《公共建筑节能设计标准》GB50189等,建筑节能工作在国内各地区顺利开展起来,越来越多的建筑开始按照节能标准进行设计,推动了我国建筑节能工作的发展。

1 建筑能耗的计算、模拟和实测

1.1 建筑能耗

在建筑全生命期的各个阶段,包括建筑材料的生产、运输、建筑施工、运行和拆除等,不同主体都向其中投入一种或多种形式的能量(包括电、煤气、汽油等),构成了建筑能耗,也被称为广义的建筑能耗。因此,广义的建筑能耗包括:建筑材料生产和运输能耗、施工能耗、运行使用能耗、拆除能耗等。

其中,运行能耗,是指建筑投入运行后,直到拆除以前耗的所有能星,包括暖通、照明、办公、炊事等能耗。由于运行能耗在建筑全生命期中比例最大,节能研究的意义非凡,是目前国内外学者研究的重点,通常所说的建筑能耗,仅为建筑运行能耗,也被称作狭义的建筑能耗。因为本文研究的是绿色建筑投入运行后,相对于普通建筑的节能效果评价,文章采用狭义的建筑能巧概念。

1.2 建筑能耗计算和模拟

根据刘大龙等、郑慧凡关于建筑能耗和负荷计算的介绍,可知随着对建建筑得热量和冷负荷关系的认识的逐步加深,建筑负荷和能耗计算经历了稳态计算法时期、周期作用下的不稳态计算时期、动态负荷计算三个时期。其中,稳态计算时期,冷负荷与得热量相同,且不随时间变化,即负荷与之前时刻的传热状况不发生联系,没有考虑到建筑物衰减和延迟的影响;周期热作用下的不稳定计算法,考虑到了围护结构本身的不稳定性,但并未考虑房间内部的传热过程,仍然没有区分得热量、冷负荷和除热量的区别;动态负荷计算法,则体现出了三者的区别。

建筑能耗模拟,是依托于计算机在“动态负荷计算方法”的基础上发展起来的。我国《公共建筑节能设计标准》GB50189-2015,明确指出“应采用能自动生成本标准要求的参照建筑计算模型的专用计算软件,进行建筑围护结构热工性能权衡判断”,可见,建筑能耗模拟己经在实践中得到了广泛引用。

1.3 建筑能耗实测和调研

为了获取建筑能耗的真实数据,实测调研是最直接最可靠的方法。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆建筑能耗实测,主要通过在被调查建筑内各部分加装测试仪器,每个月选择典型周或典型日,进行能耗数据实时监测,再通过计算大概得出建筑全年的各部分的能耗状况或者是季节建筑能耗状况。建筑能耗调研的内容主要包括:建筑年代、建筑围护结构、建筑使用情况、空调系统形式、冷热源形式等建筑基本信息和建筑各部分用电用气等能耗数据。建筑能耗实测和调研可以是针对单项建筑,也可以是针对大量建筑进行的能耗统计。

2 国外绿色建筑实际节能效果研究

国外绿色建筑节能效果的研究主要在如下几个方面:1)绿色建筑的能耗与普通建筑的能耗对比;2)绿色建筑能效与普通建筑的能效对比;3)影响节能效果发挥的因素分析,主要运行阶段相关因素的分析。

美国绿色建筑委员会NBI的Cathy T.等通过12个LEED新建办公建筑的运行能耗、用户舒适度的调研,分析其能耗分布、实际能耗与设计能耗值的比较。研究表明,LEED认证建筑能耗均值比普通建筑节能2%;但是不同认证等级能耗无显著区分度;部分建筑没有达到设计节能效果。Guy R. Newsham等通过NBI和USGBC提供的100项LEED绿色建筑能耗数据与美国商业建筑数据库的对比分析,标识项目比普通建筑平均节约18-39%的能耗,但是有28-35%的标识项目能耗高于普通建筑,而且标识项目的能效与标识层级不相关。Dixon Oates等对比了美国亚利桑那州LEED-NC项目实际能耗及与普通建筑的对比。John H. Scofield等分析了2011年953座纽约办公大楼(21座为LEED认证建筑)的能源消耗、温室气体排放和能耗评级,比较了同类型、结构、地域和气候地区的LEED认证建筑和非认证建筑的能效。

3 国内绿色建筑实际节能效果研究

国内绿色建筑起步较晚,绿色建筑实际运行效果研究基本上处于调研阶段,且研究视角主要集中在:1)绿色建筑的常见节能技术、落实度和运行度分析;2)绿色建筑在运行过程中存在问题的介绍等。

绿色建筑的常见节能技术、落实度和运行度分析。中国城市科学研究会绿色建筑研究中也在“绿色建筑实施效果与评估”课题中,以2008-2011年全国113个绿色建筑标识项目为研究对象,进行了一系列调查和研究,包括标识项目的数量和分布、技术应用和达标情况的介绍、増量成本的统计、开发目的和投资模式等,指出对大多数项目在设计和施王阶段均能达到绿色建筑理念,而在运行阶段的效果相对理念大打折扣。阳春等通过北京市10个绿色建筑标识项目的实际运行数据,做了定性和定量分析,结果表明北京市绿色建筑技术落实度为87.67%,并据此得出适合在北京市持续使用的各项绿色技术。张继军对公共建筑常用的三项被动式节能技术(建筑外墙节能技术、建筑玻璃技术和建筑遮阳技术)进行了应用情况和能耗分析介绍。叶凌等以57个绿色建筑标识项目为样本,调查分析了地源热泵、太阳能热水系统和光伏发电三项可再生能源技术在绿色建筑中的应用情况。王庭阳等认为绿色建筑实施现状分为:绿色技术落实情况、运行实效和经济效益分析,对30个己实施绿色建筑实施现状的调研,得到绿色公共建筑常用技术方案、“绿色”技术实际落实和运行的数量,结果表明绿色建筑技术实施情况和运行度较差,增量成本的回收期较长。

4 结语

建筑节能是我国国家节能战略的重要组成部分,而绿色建筑是我国建筑节能战略的重点工作内容之一,同时,绿色建筑在建筑节能的基础上进行了丰富和拓展,绿色建筑又是节能建筑的发展方向。我国绿色建筑一直保持大幅度爆发式増长态势,但是,其节能实施效果的研究非常匮乏,节能效果众说纷纭,甚至存在“绿色建筑(节能建筑)不节能”的说法,亟需相关研究来评价和论证绿色建筑的实际节能效果。

邮寄地址: 西安市南二环东段29号 13201731826王聪

论文作者:吴博

论文发表刊物:《基层建设》2017年第33期

论文发表时间:2018/3/1

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