建筑能耗模拟分析(2020年整理).doc

- 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。

建筑能耗模拟与分析论文《住宅建筑能耗的特点及其评价指标的确定和节能途径》住宅建筑能耗的特点及其评价指标的确定和节能途径摘要:本文首先回顾了国际上对于建筑能耗的模拟的研究工作，然后对住宅建筑能耗的特点进行了分析，指出在研究的初始阶段，可以使用单位地板面积上的能耗等指标作为住宅建筑能耗的评价指标，建筑能耗但是由于这些指标都是针对某一特定的能耗系统提出的，因而都有一定的局限性，所以如何确定一个更为全面、更为客观的评价指标让是一个重要研究内容。

关键词:建筑能耗评价指标正文:一、前言随着经济的发展和人民生活水平的提高，建筑能耗(这里狭义的建筑能耗概念)在各国国民经济总能耗中所占的比例越来越高，现在全世界每年约有1/3的能源用于维持建筑物内各能耗系统的正常运行。

因此，在节约能源、保护环境的迫切要求下，提高能源使用效率、节约建筑能耗成为各国能源政策中的重要组成部分。

无论是发达国家，还是发展中国家都在使用大量人力、财力和物力研究建筑能耗的特点、确定评价建筑能耗的指标，以达到约束现有建筑能耗水平、规划未来建筑能耗目标的目的。

住宅建筑能耗和商业建筑能耗是民用建筑能还得两个部分。

住宅建筑与商业建筑相比，虽然功能单一，但是住宅建筑能耗更受室内居住人员的影响，因为更具有不确定性，从而给建筑能耗的研究带来很大困难。

下文首先回顾国际上对于住宅建筑能耗的研究工作，其次根据这些研究工作分析住宅建筑能耗的特点，最后指出确定住宅建筑能耗指标时必须考虑、解决的问题。

2、对建筑能耗研究工作的回顾由于住宅建筑能耗是民用建筑能耗中的主要组成部分，因此从二十世纪七十年代开始，国际上已经广泛开始了对建筑能耗的研究。

Yan 研究了气候变化对于香港地区住宅电量消耗的影响，发现由于亚热带气候的原因，香港地区住宅电量消耗与室外空气干球温度有紧密联系，而且还受到室内人员的着衣情况、室外天空的云量的影响。

同时还发现住宅用燃料种类和经济水平密切相关，即随着经济的发建筑能耗展，燃料种类已经从煤油转向了天然气和电能;根据对200个家庭的环境调查结果，发现香港家庭的主要用电设备是空调器(约占总用电量的36.8%)、冰箱(26.7%)和照明(10%)。

建筑设计中的能耗模拟分析随着全球能源形势的日益严峻，建筑行业的能耗问题越来越受到人们的。

为了降低建筑能耗，提高能源利用效率，建筑设计中的能耗模拟分析逐渐成为了重要的方法和工具。

本文将介绍建筑设计中的能耗模拟分析及其应用，并探讨其在未来的发展前景。

建筑能耗模拟分析是指在建筑设计过程中，通过计算机软件对建筑物的能源消耗进行模拟计算，以评估其能效水平并提出优化建议。

这种方法的出现，使得建筑师能够在设计阶段预测和优化建筑能耗，避免了后期可能出现的高能耗问题。

在进行能耗模拟分析前，需要收集建筑的相关数据，包括建筑物的几何尺寸、材料属性、地理位置、气象数据等。

这些数据越详细，越有利于提高模拟的准确性。

将采集到的数据进行处理，包括数据清洗、格式转换、输入变量选择等，以保证数据的质量和适用性。

选择合适的能耗模拟软件，如EnergyPlus、DOE-2等，根据建筑设计方案和相关标准进行模拟分析。

这个过程中，建筑师可以根据需要对模型进行调试和优化。

模拟完成后，对结果进行分析，包括建筑物在不同设计工况下的能耗、能源利用效率等。

通过对比不同方案和数据，建筑师可以找出能效最优的设计方案。

根据能耗模拟分析结果，我们可以得出不同建筑类型、不同设计工况下的能耗指标。

这些指标可以指导建筑师进行设计方案优化，提高建筑的能效水平。

例如，通过对比不同设计方案，可以发现某些设计方案在某些方面的能耗较高，需要针对性地进行改进。

同时，这些指标也可以用于评估已建建筑的能效水平，为后续的改造和升级提供依据。

随着计算机技术的不断进步，能耗模拟分析将更加精确和高效。

一方面，新的算法和模型将不断涌现，使得能耗模拟的精度和速度得到进一步提升；另一方面，随着可再生能源和智能建筑的普及，能耗模拟分析将更加注重能源的多元化和智能化利用。

借助大数据和人工智能等技术，能耗模拟分析将能够处理更多维度的数据，为建筑设计提供更全面的优化建议。

建筑设计中的能耗模拟分析在提高能效、降低能耗方面具有重要作用。

《建筑能耗模拟与分析的体会与收获》摘要：中国是一个发展中大国，又是一个建筑大国，建筑能耗迅速增长。

在建筑中积极提高能源使用效率，就能够大大缓解国家能源紧缺状况，促进中国国民经济建设的发展。

建筑规划与设计，建筑围护结构，提高终端用户节能效率和提高总的能源利用效率是降低建筑能耗的有效措施。

同时加快科技进步，开发和利用新能源，才能担负的起我们可持续发展的重任。

关键词：建筑能耗意义、能耗现状、节能途径、节能技术。

通过学习建筑能耗模拟与分析这门课程，让我了解到了许多关于建筑能耗方面的知识，也懂得许多在建造中所应该为节能所设计和改进的东西。

同时也巩固了建筑能耗在脑海中的印象，提高了自己的节能意识。

中国是一个发展中大国，又是一个建筑大国，每年新建房屋面积高达17-18亿平方米，超过所有发达国家每年建成建筑面积的总和。

全面建设小康社会的逐步推进，建设事业迅猛发展，建筑能耗迅速增长。

所谓建筑能耗指建筑使用能耗，包括采暖、空调、热水供应、照明、炊事、家用电器、电梯等方面的能耗。

其中采暖、空调能耗约占60%~70%。

中国既有的近400亿平方米建筑，仅有1%为节能建筑，其余无论从建筑围护结构还是采暖空调系统来衡量，均属于高耗能建筑。

单位面积采暖所耗能源相当于纬度相近的发达国家的2~3倍。

这是由于中国的建筑围护结构保温隔热性能差，采暖用能的2/3白白跑掉。

而每年的新建建筑中真正称得上“节能建筑”的还不足1亿平方米，建筑耗能总量在中国能源消费总量中的份额已超过27%，逐渐接近三成。

由于中国是一个发展中国家，人口众多，人均能源资源相对匾乏。

人均耕地只有世界人均耕地的1/3，水资源只有世界人均占有量的1/4，已探明的煤炭储量只占世界储量的11%，原油占 2.4%。

每年新建建筑使用的实心粘土砖，毁掉良田12万亩。

物耗水平相较发达国家，钢材高出10%--25%，每立方米混凝土多用水泥80公斤，污水回用率仅为25%。

国民经济要实现可持续发展，推行建筑节能势在必行、迫在眉睫。

第十五章建筑能耗的模拟分析第一节概述建筑能耗模拟是建筑模拟的一个方面。

建筑模拟（Building Simulation）是指对建筑环境与系统的整体性能进行模拟分析的方法，因此也可称为建筑性能模拟（Building Performance Simulation）。

建筑性能模拟主要包括建筑能耗模拟、建筑环境模拟（气流模拟、光照模拟、污染物模拟）和建筑系统仿真。

其中建筑能耗模拟是对建筑环境、系统和设备进行计算机建模，并计算出逐时建筑能耗的技术。

第二节建筑能耗模拟基本原理一、概述用来描述建筑系统的数学模型由三个部分组成：①输入变量，包括可控制的变量和无法控制的变量（如天气参数）；②系统结构和特性，即对于建筑系统的物理描述（如建筑围护结构的传热特性、空调系统的特性等）；③输出变量，系统对于输入变量的反应，通常指能耗。

在输入变量和系统结构和特性这两个部分确定之后，输出变量（能耗）就可以得以确定。

因应用的对象和研究目的的不同，建筑能耗模拟的建模方法可以分为两大类。

（1）正向建模方法（经典方法）（2）逆向建模方法（数据驱动方法）二、正向建模方法1．模块建模方法正向建模方法的模型由四个主要模块构成：负荷模块（Loads）、系统模块（Systems）、设备模块（Plants）和经济模块（Economics）——LSPE。

图15-1 正向建模方法的计算流程示意图图15-2 热平衡法原理图2．系统建模方法在建立了建筑及其系统的各个部件的模块之后，要对整个系统进行建模。

图15-3所示为系统建模方法示意。

图15-3 系统建模方法示意图系统模拟方法有两种：顺序模拟法（sequence modeling）和同时模拟法（simultaneous modeling）。

三、逆向建模方法（数据驱动方法）逆向建模方法可以分为三种类型：经验（黑箱）法（Empirical or “Black-Box” Approach）、校验模拟法（Calibrated Simulation Approach）和灰箱法（Gray-Box Approach）。

关键词:超低能耗建筑，能耗模拟，能耗分析1超低能耗建筑和能耗模拟随着全球变暖现象加剧，健康舒适的超低能耗建筑成为严寒地区建筑的发展重点。

据调查，欧洲各国目前都在逐步建造和推广超低能耗建筑甚至近零能耗建筑。

以德国为例，德国被动房建筑的节能达90%。

超低能耗建筑的发展使得建筑能耗的模拟分析成为必须。

通过对超低能耗建筑的能耗模拟与分析，可以使能耗评价更加准确，使其符合相关的标准和规范，进行经济性分析等。

我国目前已建成的严寒地区常规公共建筑节能都达到65%，吉林省现行的采暖设计是《公共建筑节能设计标准(节能65%)》，而超低能耗建筑节能达80%及以上。

目前在全世界范围建筑能耗模拟得到很大发展，相关的研究与应用在建筑设计、建筑调适、既有建筑节能改造、优化控制等方面展开。

基于建筑信息模型的集成化设计是建筑设计的发展方向，建筑能耗模拟将成为被集成的一个功能，真正起到辅助和优化建筑设计的作用。

对于既有建筑，建筑能耗模拟的应用主要在于建立建筑能源系统的基准线模型，用于建筑能耗系统的能效评价、经济性评价和优化基准。

2超低能耗建筑示范工程2．1项目工程概况吉林建筑科技学院超低能耗建筑示范工程及其研发中心，超低能耗建筑部分与工程实训中心形成主辅体，总建筑面积3925m2，超低能耗部分建筑面积约1200m2，总高度8．1m，二层框架结构。

内设实验室、体验室及会议室等。

项目总投资约500万元，是全国首批超低能耗建筑标志性项目。

2．2围护结构设计该工程外墙保温构造采用外墙外保温系统，在190mm厚的砌块墙体外做140mm厚苯板，外加80mm厚岩棉和50mm厚保温砂浆，加上饰面板及抹灰后外墙总厚度480mm，外墙平均传热系数K＜0．1W/(m2•K)。

屋顶为钢筋混凝土屋面板上做300mm厚B1级保温板，上铺1∶10水泥膨胀珍珠岩(最薄处30厚)，上面做干湿两道4mm厚SBS改性沥青防水卷材。

将保温厚度提高到300mm，实现屋顶传热系数K＜0．1W/(m2•K)。

装配式建筑的建筑能耗分析与改进措施随着社会经济的发展和人们对住房需求的不断增加，传统的建筑方式已经难以满足现代化社会的需求。

装配式建筑作为一种新兴的建筑方式，具有工期短、节能环保、质量可控等优势，逐渐受到人们的关注和青睐。

然而，装配式建筑在提高效率的同时也面临着一些问题，其中之一就是建筑能耗较高。

本文将从装配式建筑的角度出发，对其建筑能耗进行分析，并提出相应的改进措施。

一、装配式建筑的能耗特点1.生产过程中能源消耗装配式建筑在制造过程中需要大量使用机械设备进行生产、运输和安装。

这些设备需要消耗大量的电力和燃料，在生产过程中会产生较高的二氧化碳排放量。

2.材料选择与能源消耗为了提高装配式建筑体系整体性能和减轻自重负荷，通常选用轻型材料进行构造。

然而，这些轻型材料的生产过程中往往需要大量的能源，例如钢材的高炉冶炼、水泥的生产等。

这些材料的制造过程会对环境造成一定程度的污染，并且消耗大量资源。

3.运营阶段的能耗装配式建筑在使用阶段也存在能耗问题。

首先是由于采用了节能保温技术所需设备，例如空调、供暖系统等，会增加耗电量。

其次，装配式建筑常常以大面积玻璃幕墙为特点，使得建筑内部均温较难维持，从而导致能源浪费。

二、装配式建筑能耗分析1.生产过程中优化能源利用为了减少装配式建筑生产过程中对能源的消耗，可以优化机械设备使用效率和工艺流程。

首先，在选用机械设备时应注重其能效等级和使用寿命，并定期维护保养以确保其正常运行。

其次，在施工过程中应尽可能减少材料浪费和物流成本，在选择合适尺寸和数量时要精确计算。

此外，可采用清洁能源代替传统能源，例如使用太阳能供电。

2.优化材料选择和生产工艺在装配式建筑的设计和施工过程中，可以采用更环保、资源节约的材料。

例如，使用可回收再利用的轻质钢材或木材替代传统的钢筋混凝土结构，可以大幅度降低二氧化碳排放量和资源消耗。

此外，在制造轻型材料时也应考虑采用更节能的技术，通过对原材料、生产工艺和能源利用等方面进行综合考虑，提高资源利用效率。

建筑能耗模拟分析(总2页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--建筑能耗模拟分析建筑能耗包括室内能耗、新风能耗、附加能耗。

室内能耗包括围护结构能耗、空气渗透能耗、室内热源散热形成的能耗。

具体的计算可参照《实用供热空调设计手册》进行计算。

空调区的建筑能耗，应根据所服务空调区的同时使用情况、空调系统的类型及调节方式，按各空调区逐时能耗的综合最大值或各空调区能耗的累计值确定，并应计入各项有关的附加能耗。

各空调区逐时能耗模拟的综合最大值，是从同时使用的各空调区逐时能耗相加之后得到的数列中找出最大值；各空调区能耗的累计值，即找出各空调区逐时能耗的最大值并将它们相加在一起，而不考虑它们是否同时发生。

例如：当采用变风量集中式空调系统时，由于系统本身具有自适应各空调区建筑能耗变化的调节能力，此时即应采用各空调区逐时建筑能耗的综合最大值；当采用定风量集中式空调系统或末端设备没有室温控制装置的风机盘管系统时，由于系统本身不能适应各空调区建筑能耗的变化，为了保证最不利情况下达到空调区的温湿度要求，即应采用各空调区建筑能耗的累计值。

设计负荷是按照标准规定的室内外计算参数进行的负荷计算的结果，它是全年负荷中的最大冷（热）负荷，是选择设备最大容量的依据，并不代表实际运行负荷。

实际上全年室外气象参数在逐时变化，而室内的热湿环境参数也是在逐时变化，因此，采用动态能耗模拟计算进行建筑全年能耗分析的变化，为空调系统提供真实的能耗分析设计依据。

目前有许多可用于全年建筑冷热负荷计算的计算机建筑能耗模拟软件。

如DeST、PKPM、EnergyPlus、DOE-2、ESP-r等。

（1）DOE2 DOE-2是现今世界上最为流行的建筑能耗分析和建筑能耗模拟软件。

冷热负荷的能耗模拟模拟采用的反应系数法，假定室内温度恒定，不考虑不同房间之间的相互影响。

（2）EnergyPlus是在BLAST和DOE-2的基础上开发的，兼具两者的优点以及一些新的特点。

此报告书是一项基于DEST做的能耗模拟报告，本人可代做。

有意者见下方联系方式。

江北嘴金融城3号项目建筑能耗分析报告项目名称：江北嘴金融城3号项目委托单位：重庆江北嘴置业有限公司咨询单位：报告日期： 2016-08目录1、项目概况 (1)2、节能目标 (1)3、参考依据 (2)4、模型分析 (2)4.1模型建立 (2)4.2 建筑构造 (3)4.3 计算参数 (4)4.3.1 气象数据 (4)4.3.2材料热工参数 (4)4.3.3 构建热工参数 (4)4.3.4空调系统 (6)4.3.5设备性能参数 (8)4.3.6空调运行时间 (11)4.4模拟结果 (12)5 结论 (12)1、项目概况重庆市属于中亚热带温润季风气候，年平均气温16-18℃，最热月份平均气温26-29℃，最冷月平均气温4－8℃。

年均风速在1.5 m/s左右，静风频率大。

夏季以NW为主导风，过渡季节(春秋季节)以NW为主导风，冬季以N为主导风向。

重庆市江北嘴金融城(CBD)3号项目位于江北城中央商务区A02地块，地处江北嘴黄花园北桥头，总用地面积约为1.995万平方米。

包括3栋一类高层建筑。

其中：1号楼高139.55米（±0.00至屋面）；2号楼高180.25米（±0.00至屋面）；3号楼高126.45米（±0.00至屋面）。

1、2、3号楼的功能为写字楼。

三栋建筑在吊层连通，功能为商业、车库、食堂以及设备房等。

总建筑面积：263424.98m2。

1号楼地上31层，2号楼地上39层，3号楼地上27层，地下均为4层。

3栋建筑均属于一类高层建筑，1号楼、2号楼、3号楼的主要建筑户型相似。

图一江北嘴金融城3号效果图2、节能目标夏热冬冷地区夏季炎热冬季湿冷，随着经济的发展，人民生活水平的不断提高，建筑能耗呈稳步上升趋势，加大了我国能源压力，制约了国民经济的持续性发展。

本项目从该问题出发，采用江水源热泵冬季供暖夏季供冷，其能效比的采暖空调设备。