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住宅建筑能量信息系统综合评价模型研究

时间:2011-01-04 20:26来源:未知 作者:冲锋 点击:
住宅建筑能量信息系统综合评价模型研究 美国劳伦斯伯克利国家研究室 陈淑琴 东华大学 沈恒根 湖南大学 李念平,关军 摘要:建筑能源使用效率的提高取决于对建筑耗能过程、建筑能

住宅建筑能量信息系统综合评价模型研究
美国劳伦斯伯克利国家研究室 陈淑琴
东华大学 沈恒根
湖南大学 李念平,关军

摘要:建筑能源使用效率的提高取决于对建筑耗能过程、建筑能耗特点及其相关影响因素的全面了解,因此在对建筑能耗进行科学评价的过程中,也必须将所有相关因素考虑进去。本文首先提出了“住宅建筑能量信息系统”的概念,即一个完整的住宅建筑能量信息系统应包括住宅建筑概况,住户基本资料,住户能耗设备性能及运行情况,室内热环境状况,能耗量,建筑物的外部条件以及建筑耗能所产生的生态环境及社会经济效益等几个方面。根据这一定义,建立了住宅建筑能量系统的评价指标,并跟据数量化理论Ⅲ建立了城市住宅建筑能量信息系统评价的数学模型,并对五大建筑气候区划下各城市住宅建筑能量信息系统进行评价。评价结果表明:各城市冬季住宅建筑能量信息系统的优劣顺序依次为乌鲁木齐>西安>昆明>长沙>重庆>香港。6大城市的冬季住宅建筑能量信息系统可以划分为三个等级:香港等级最低,重庆、长沙处于中等,西安、乌鲁木齐和昆明等级最高。

关键词:住宅建筑能源信息系统 综合评价 数量化理论III

1. 引言
阻碍建筑能耗效率提高的一个重要原因就是对建筑耗能过程、能耗特点、影响因素等相关信息缺乏全面了解。当获取了建筑能耗所有相关信息之后,对建筑能耗进行科学的综合评价是提高其节能潜力的一种重要途径。国内一些学者对住宅建筑能耗评价进行过一些研究。文献[1]在回顾国际上对住宅建筑能耗研究工作的基础上分析了住宅建筑能耗的特点,指出在研究的初始阶段可以使用单位建筑面积能耗等指标作为住宅建筑能耗的评价指标。我国建筑节能的相关标准也将建筑能耗量或采暖空调能耗量作为建筑节能的重要评价指标,并进一步规定了对建筑能耗有重要影响的建筑围护结构性能指标值及空调设备能耗比。但这些工作仅仅从建筑能耗量、围护结构及空调设备来考虑建筑节能过程[2]。此外,《绿色奥运建筑评估体系》和《中国生态住宅技术评估体系》是目前国内较有影响的两大建筑评估体系[3,4]。《绿色奥运建筑评估体系》从能源消耗、水资源、材料等几个方面对建筑可持续性进行综合评价。在对能源消耗进行评价时,考虑了建筑围护结构性能、采暖空调设备的性能、建筑全年耗热/耗冷量和照明能耗量、可再生能源利用等四个方面[3]。《中国生态住宅技术评估体系》从小区微环境、室内环境质量(室内热环境和空气质量)、能源等方面进行评价[4]。两大评估体系评价的目标都是针对建筑可持续性,而不是仅仅针对建筑能耗进行评价。同时,这两大评估体系的评估内容也没有涉及到能源市场特点、城市基础设施、社会经济效益等外部因素。此外,这两大评估体系中的定性指标的量化标准需人为制定,这样定性指标的量化易受打分者感情的控制,量化常凭经验进行,量化的结果有时很难做到客观、可靠[3,4]。
本文主要针对建筑能耗这一目标建立了综合评价模型,从住宅建筑概况、住户基本资料、住户能耗设备性能及运行情况、室内热环境状况、能耗量、建筑物的外部条件(气候、能源市场、经济水平等)以及建筑耗能所产生的生态环境及社会经济效益等几方面全面确定城市住宅建筑能量信息系统的评价指标。不仅从“微观”的角度——建筑自身进行评价,也从“宏观”——城市条件的角度进行考虑,同时还兼顾了建筑、社会和环境三者之间的相互作用。利用数量化理论Ⅲ建立数学评价模型,将定性指标引入模型,并运用多元分析方法通过计算将定性数据定量化,从而不需要专家主观打分来量化定性数据,克服了评分法或指数法的不足[5]。

2. “住宅建筑能量信息系统”的提出
住宅建筑能源消耗是一个相当复杂的过程,全面揭示住宅建筑能耗特征以及耗能过程的内在规律尤为重要。以下几个方面决定了住宅建筑能源消耗的复杂性:首先,随着能源供给的多样化与市场化,电、煤、燃气等都成为了主要能源种类,太阳能等新能源也逐渐开始使用。就能源使用用途而言,采暖空调能耗、炊事热水能耗、家用电器能耗和照明能耗构成了住宅能耗的主体 [6,7]。其次,影响住宅建筑能耗的因素错综复杂。建筑物朝向、围护结构性能等建筑特性直接影响能源消耗量[8]。建筑内能耗设备,如热水器、空调等的性能及运行状况也是影响住宅建筑能耗的重要因素 [9]。建筑物处于变化的环境中,季节气候的变化对建筑能耗影响很大[10]。同时,对室内热环境的不同要求也会产生不同的能耗量。此外,从社会宏观角度来看,住宅建筑能耗量与GDP、能源价格、能耗结构等因素有关[11]。最后,由建筑耗能所产生的生态环境及社会经济效益也是衡量建筑能耗的重要信息指标。 由上分析可见,住宅建筑用能的过程是一个涉及围护结构、空调、照明等多个子系统,并受到外部输入能源价格、气候与使用特点等多个因素影响的复杂大系统。因此对住宅建筑能源消耗进行深入研究,仅仅从某个局部或者空调、照明等某个子系统进行研究是远远不够的。只有运用系统集成的思想,充分考虑建筑耗能过程相关的各个子系统之间的关联及特点,以及建筑物和外界环境之间的影响和联系,才能科学指导建筑节能[1,4]。综上所述,作者提出“住宅建筑能量信息系统”的概念,即住宅建筑能量信息系统需包括以下几个方面: (责任编辑:冲锋)

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