建筑能耗模拟分析PDF.pdf

- 146 -生 态 与 环 境 工 程0 引言由于环境恶化，世界能源短缺，各国开始大力发展节能建筑，如超低能耗建筑、近零能耗建筑以及零能耗建筑等。

在欧洲各国，被动式超低能耗建筑已经普及，从2020年12月31日起，欧盟的27个国家要求所有新建建筑必须采用被动式超低能耗建筑的建设标准[1]，美国要求“零能耗建筑”在2025年商业化，通过推动“净零能耗公共建筑倡议”，到2030年所有新建公共建筑达到净零能耗状态，到2050年所有公共建筑达到净零能耗[2]。

我国对相应建筑的研究较晚，从20世纪80年代才开始，虽然建立了多个示范项目，出台了多项政策，但是我国相应的技术规范和设计标准体系并不完善。

国内的超低能耗建筑大多数以居住建筑为主，公共建筑相对较少，且因公共建筑的类型众多，情况相对复杂，用单一的能耗及热工指标去分析并准确描述相应的能效水平已经无法实现，需要对每种类型的建筑进行研究，从而得到相应的指标[3]。

该文通过运用Design Builder 能耗软件，对山东省某超低能耗办公楼进行模拟计算以及能耗分析，为设计超低能耗建筑提供研究方向，同时为制定山东省公共建筑超低能耗标准提供参考价值。

1 工程概况该项目位于山东省潍坊市，为多层公共建筑，主楼地上主体为三层。

一层设置休闲区和值班室，中庭一直通至屋面，顶部为采光窗；一层、二层分别为办公区、卫生间、新风机房；三层为办公室、会议室、卫生间以及新风机房。

建筑高度为17.6m，建筑面积为8364 m 2。

为达到超低能耗建筑的节能设计要求，在保证室内环境舒适的前提下，消耗更少的能源，该工程的设计要点如下。

1）围护结构具有高气密性以及良好的保温性能。

2）无热桥设计。

3）新风的热回收效率高。

4）合理利用日照以及自然通风。

2 模型建立常规设计中，在计算建筑物的负荷时，只需要计算最大冷负荷及热负荷即可，但是超低能耗建筑因为其特性，室内温度场的变化与常规建筑相比，要有延迟和衰减，能耗较常规建筑少，常规设计不再能满足设计要求，因此需要对建筑物进行全年逐时负荷分析。

第一篇 1概述 随着我国人们生活水平的提高与经济收入的增长，人们对于建筑条件的标准与要求也在逐渐提升，建筑消费的重心由室内装修与耐用消费品方面向建筑环境品质与建筑功能方面转变，这在很大程度上提升了建筑室内中所需的能耗，例如：采暖、通风、热水供应以及空调等；这些能源资源需求的加大，需要建筑工程项目建设企业采取相应的节能措施，合理的控制建筑耗能。

2建筑耗能的概述 2.1建筑耗能的定义 应当从两个方面对建筑耗能的定义进行理解，一个方面是从广义角度来阐述建筑耗能的定义，另一个方面是从狭义角度来阐述建筑耗能的定义。

从广义角度来看，建筑耗能实质上就是指建筑工程项目中原材料的制造以及施工阶段，一直到建筑使用的整个过程中对于能源资源的消耗；从狭义角度来看，建筑耗能实质上就是指建筑的运行耗能，主要包括：照明、采暖、洗衣、空调以及炊事等一系列方面的耗能，运行耗能在建筑耗能处于主导地位。

2.2建筑耗能的特点 2.2.1南方地区与北方地区气候差异性显著。

我国南方地区与北方地区在气候方面的差异非常大，北方地区的气温相对于南方地区而言要低，所以全面采取了冬季采暖措施，而南方地区则没有采取冬季采暖措施，大多数采取的都是空调制暖或者是小型锅炉的方式来抵御严寒。

我国北方地区采取的冬季采暖措施，在很大程度上增加了北方地区建筑耗能，需要更多的能源资源来支撑采暖措施，所以建筑耗能的控制十分重要。

2.2.2城市与乡村住宅耗能用量差异性显著。

我国城市与乡村在住宅耗能方面的差异非常大，主要体现在：能源种类不同，我国城市与乡村在能源方面的种类不同，城市主要有电、煤、燃气等商品能源，而乡村一些地方也有电、煤等能源，但是主要还是以薪柴或者秸秆等为主要的能源。

2.2.3不同公共建筑的耗能差异大。

公共建筑，实质上就是指非住宅性质的民用建筑。

一些公共建筑在除去采暖方面的耗能情况下，单位建筑面积耗能差异性显著，例如：一栋面积超过一万平方米的公共建筑在对中央空调进行使用的时候，它的单位建筑面积能耗是一些不使用中央空调的小规模公共建筑耗能的几倍。

Hans Journal of Civil Engineering 土木工程, 2018, 7(6), 826-832Published Online November 2018 in Hans. /journal/hjcehttps:///10.12677/hjce.2018.76099Energy Consumption Simulation Analysis of an Office Building Based on EnergyPlusDexiang Huang1, Yuan Lv2, Yangjie Feng2, Meiqin Ni21Company of Jiangsu Tianhe Energy Management, Changzhou Jiangsu2School of Hydraulic, Energy and Power Engineering, Yangzhou University, Yangzhou JiangsuReceived: Oct. 20th, 2018; accepted: Nov. 8th, 2018; published: Nov. 15th, 2018AbstractBuilding energy consumption simulation is an important technical means in building energy sav-ing design, also called the building performance simulation. This paper analyzes the energy con-sumption of air conditioning in an office building of Yangzhou City. The EnergyPlus software is used to analyze the influence of different external wall structure, indoor air conditioning temper-ature and host redundancy coefficient on building energy consumption. The results show that Wall heat transfer coefficient, a reasonable set of air conditioning temperature and redundancy coefficient can reduce building energy consumption.KeywordsOffice Buildings, Air Conditioning Energy Consumption, Energy-Saving, Hot Comfortable基于EnergyPlus某办公建筑的能耗模拟分析黄德祥1，吕媛2，冯杨杰2，倪美琴21江苏天合能源管理有限公司，江苏常州2扬州大学水利与能源动力工程学院，江苏扬州收稿日期：2018年10月20日；录用日期：2018年11月8日；发布日期：2018年11月15日摘要建筑能耗模拟是建筑节能设计中的一种重要技术手段，也称建筑性能模拟，本文对扬州市某办公楼空调能耗进行模拟分析，利用Energyplus软件分析了不同外墙结构、室内空调设定温度和主机的冗余系数等黄德祥等因素对建筑能耗的影响，结果表明：减小外墙的传热系数、合理地设定空调温度和冗余系数均能降低建筑能耗。

建筑能耗研究分析报告1 引言建筑能耗随着人们采暖、空调、采光等基本需求和娱乐、工作等过程产生。

随着经济发展与社会进步，人们对建筑使用的要求也将越来越高；这种变化直接体现在建筑能耗的逐年增加上。

截至2004年，建筑能耗占全球总能耗的比例已达30%[1]。

随着能源供应的日益紧张，与人类生活息息相关的建筑节能，也受到越来越广泛的关注和重视。

能源消耗数据是开展建筑节能工作的基础：面对各国建筑能耗现状进行横向比较，分析数据差异及原因，有利于发现我国建筑用能的特点和存在的问题，找出节能潜力，为确定节能战略和工作重点提供依据和参考。

目前，许多国家开展了针对本国建筑能耗的数据统计：比如美国的能源信息部（Energy Information Administration，EIA）以及美国能源署（the US Department of Energy）都建立起了建筑能耗统计数据库，并分别出版了《世界能源展望》（International Energy Outlook）和《建筑能源数据手册》（Building Energy Data Book）等年度报告展现世界主要国家和地区以及美国的建筑能耗数据；日本的节能中心（Energy Conservation Center）也同样开展了本国的建筑能耗数据统计和分析，并出版了《日本能源经济统计手册》（Handbook of Energy& Economic Statistics in Japan）一书，提供日本的建筑能耗数据等等。

我国的能源统计起步于20世纪80年代，建筑能耗长期被分割在能源消费的各个工业部分或消费领域，如住宅能耗的大部分归入城乡居民生活能源消费，而公共建筑能耗归入交通运输、仓储和邮政业以及批发零售住宿餐饮业等。

近年来，不少研究单位及个人开展了针对我国的建筑能耗研究，在建筑节能调查统计方面做了大量的有益工作，较为清楚地描述了我国建筑能耗现状。

本文基于各公开统计资料，对我国和世界主要国家与地区的建筑能耗进行比较，进而分析我国的建筑节能重点和节能潜力。

的影响为外窗传热系数＞墙体传热系数＞遮阳太阳得热系数＞屋面传热系数＞外窗太阳得热系数[1]，围护结构的能耗研究是影响技术发展的重点。

屋顶使建筑在北方的冬季避免了大量能量的损失，通过调研长春市新建居住建筑屋顶的各项所需数据建立模型，对模型进行能耗模拟，总结出长春市平屋顶的能耗影响因素及优化策略，对长春市超低能耗居住建筑屋顶的设计与建设有一定参考价值。

1超低能耗居住建筑的发展及新建住区调查1.1超低能耗居住建筑的研究我国超低能耗建筑的发展已有十余年，规模覆盖国内多个省、自治区和直辖市，包括北京、天津、江苏、浙江、山东等多地均已建成超低能耗建筑。

现代化的被动式超低能耗建筑技术大多引用借鉴发达国家的成熟理论与科技。

在对这些前沿科技进行实际应用时，应降低被动式超低能耗居住建筑建设的成本，赋予建筑新的生命力。

若将技术指标进行示范校项目应用，改进效果符合技术指标要求的同时也具有可实施性和可推广性[2]。

建筑节能是实现“双碳”目标的重要举措。

近年来建筑领域不断提高建筑节能设计标准，超低能耗建筑已经从试点示范阶段逐步向规模推广阶段发展。

北方采暖能耗依然是超低能耗建筑能耗的重要组成部分，屋顶作为建筑围护结构的重要组成部分，对建筑能耗具有一定影响。

对于严寒和寒冷地区，围护结构优化对全年能耗的降低有明显效果[3]。

为了进一步促进建筑节能工作的开展，2015年11月中华人民共和国住房和城乡建设部发布摘要 根据长春地区超低能耗高层住宅的热工设计要求与特点，在实地调研的基础上，使用绿建斯维尔能耗模拟软件对围护结构进行超低能耗节能设计，对平屋面的11个传热系数进行全年能耗模拟，分析平屋面热工参数与能耗关系，得到平屋顶对长春超低能耗住宅的总建筑能耗与供暖能耗占比及趋势。

设计时在标准限制内尽量减小屋面传热系数，合理筛选适宜结构做法以进一步降低建筑能耗及供暖能耗，对长春市住宅屋顶能耗设计有一定参考价值。

关键词 平屋顶；超低能耗；住宅中图分类号 TU111.19+5.2文献标识码 ADOI 10.19892/ki.csjz.2023.07.45Abstract According to the thermal design requirements of ultra low energy consumption high-rise residential buildings in Changchun area and special point, on the basis of field research, use Greenesville energy consumption simulation software the envelope structure is designed for ultra-low energy consumption and energy saving, with 11 heat transfer coefficients of flat roof the annual energy consumption simulation is carried out, and the relationship between thermal parameters and energy consumption of flat roof is analyzed the proportion of flat roof to total building energy consumption and heating energy consumption of Changchun ultra-low energy consumption residence trends. Design in the standard limit as far as possible to reduce the roof heat transfer coefficient, reasonable screen selection of appropriate structural practices to further reduce building energy consumption and heating energy consumption, for Changchun urban residential roof energy consumption design has a certain reference val ue.Key words flat roof; ultra-low energy consumption; residence严寒地区居住建筑外围护结构的热工性能对超低能耗建筑的能耗有比较大的影响，围护结构热工参数对总能耗作者简介：周洪涛（1974-），男，副教授。

DeST-h用户使用手册清华大学建筑技术科学系DeST开发小组2004.9目录第 1 章概述 (1)1.1 DeST开发理念 (1)1.2 DeST发展历程 (1)1.3 DeST-h特点 (2)第 2 章DeST-h操作界面 (4)2.1 界面简介 (4)2.2 菜单简介 (4)2.3 工具栏概述 (5)第 3 章项目管理 (9)3.1 概述 (9)3.2 文件管理 (9)第 4 章建筑绘图 (11)4.1 概述 (11)4.2 新建建筑 (11)4.3 楼层控制 (11)4.4 墙体的绘制和编辑 (12)4.5 绘制门窗 (13)4.6 建筑计算预处理 (14)第 5 章建筑描述 (15)5.1 概述 (15)5.2 建筑参数 (15)5.3 房间类型 (17)5.4 建筑构件 (22)5.5 房间通风 (24)5.6 作息设定 (25)5.7 参数查询和库管理 (28)第 6 章模拟计算 (32)6.1 概述 (32)6.2 建筑计算预处理 (32)6.3 建筑室温计算 (32)6.4 住宅负荷分析 (32)6.5 计算结果统计报表 (33)第 7 章显示 (35)7.1 概述 (35)7.2 显示控制命令 (35)第 8 章绘图实例 (38)8.1 建立建筑模型 (38)8.2 添加空调要素 (43)8.3 模拟计算 (53)第 1 章 概述随着人们生活水平的提高，对住宅建筑设计的要求也越来越高。

同时有越来越多前所未见的复杂的建筑设计方案出现，既要保证房间的舒适性又要保证节能，很多问题已经不能只凭经验来解决，例如合理的选择建筑的围护结构、选择合适的外遮阳、以及各种新技术的采用等。

同时，许多新型技术在实际应用中还可能会出现许多预想不到的问题，这些都需要更为详尽的计算来辅助设计。

为此，清华大学建筑学院建筑技术科学系建筑环境与设备研究所（原清华大学热能系供热、通风与空气调节教研组）“综合十余年科研成果的结晶，开发出了用于建筑热环境设计模拟分析的软件平台——建筑热环境设计模拟工具包（Designer's Simulation Toolkit，简称DeST）。

图１建筑模型外观３．２建筑围护结构由于该大厦已建成１０年之久，许多原始资料已很难查到，因此我们从模拟软件的材料库中尽量选取与实际情况相接近的围护结构形式，具体参数见表１：表１模型围护结构参数汇总围护结构传热系数ｗ／ｍ２・Ｋ表面粗糙度吸收率外墙３．０５４０．２５内墙２．２８３０．７楼板２．２７３０．７地面０．４７３０．７吊顶２．０５３０．７屋面２．９ｌｌ０．６６．１７ＳＣ：０．９５Ｓ｝ＩＧＣ：Ｏ．８１玻璃６．１２ＳＣ：０．５３ＳＨＧＣ：０．４６３．３内部负荷与运行时间表模拟软件需要输入建筑的人员密度、照明负荷和办公设备负荷以及各区域运行时间表等信息，我们根据物业管理人员提供的设计资料和典型区域的实际情况输入到模型中。

表２模型各区域内部负荷值及运行时间表汇总功能区域人员密度ｍ２／人照明负荷Ｗ／ｍ２设备负荷Ｗ／ｍ２运行时段办公１８１５１５９：００－１７：３０学校３２０２５９：００－２０：３０银行４１５２５８：３０～２１：００饭店６４０１０ｌｌ：３０－２２：００桑拿２０２５１２：００－２：００商场５２５１０１０：００～２２：００一楼大堂５４０车库５００５走廊３５１０３．４空调系统分区根据建筑物内高、低区的使用情况和空调系统形式对模型进行了分区：７５图４模拟结果与２００４年实际用电量的比较４．２模型的评价【刮经过校正（ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ）之后的建筑能耗分析模型的准确性究竟怎么样，国内目前还没有相关的标准来进行评价，国际上已经有了几个通行的协议（或标准）。

１）ＡＳＨＲＡＥＧｕｉｄｅｌｉｎｅ１４－－２００２，ＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆＥｎｅｒｇｙａｎｄＤｅｍａｎｄＳａｖｉｎｇｓ【４Ｊ，这是美国采暖、制冷与空调工程师学会（ＡＳＨＲＡＥ，ＡｍｅｒｉｃａｎＳｏｃｉｅｔｙｏｆＨｅａｔｉｎｇＲｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎａｎｄＡｉｒＣｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｓ）为满足节能计算过程的需要而制定的，它为商业行为中节能测试的最低可接受的水平提供了指导。