建筑能耗

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建筑能耗范文第1篇

关键词：低能耗；建筑；节能

Abstract: building energy efficiency through the difficult process in our country, step by step for the construction of energy-saving has been unable to meet the demand for energy in China's economic development. Energy consumption structure must be adjusted, building heating and cooling from the consumption of fossil energy, which requires low energy consumption building technology to meet the requirements of the development of renewable energy.

Keywords: low energy consumption; building; energy-saving

引言

我国的建筑节能初始于上个世纪80年代初期，经历了一个漫长而又艰难的发展过程。最初从北方采暖区开始，过渡到南方夏热冬冷地区，直至2003年夏热冬暖地区开始实行之后，我国才全面展开建筑节能。建筑节能历经了三个阶段：30％——50％——65％，迄今为止全国都已展开节能50％以上的强制性标准和要求。按照国家节能发展规划到2020年全面实行节能75%的标准。所谓节能50％指的是以采暖区当地一个采暖期每建筑平米标准煤耗量为能源消耗量，在此基础上节省的煤耗量即为节能比例。

我国政府提出，2020年GDP实现翻两番的指标，然而，经济增长是需要能源支持的，能源是否能够支持这样的经济目标是我们面临的问题。即使是建筑节能50％，那么相应能源使用期也只是延长了一段时间，我们能否通过现有科学技术将建筑物能源消耗降至最低，从而达到建筑采用低品位能源替代现有的高品位能源，以达到能耗最省，从而使能源供应满足经济发展的需求。这样就需要低能耗建筑复合系统及发展可再生能源来实现这个目的。

一、低能耗建筑概念

低能耗建筑指充分利用自然能源的被动式供热空调建筑，它能提供人们生活和生产需要的建筑环境，保证人体的卫生和健康，同时具有节能建筑能耗低的特点。我国建筑能耗占总能耗的27.8%，其中的三分之一以上用于建筑物的采暖和制冷。所谓的低能耗建筑是指不用或者尽量少用一次能源，而使用可再生能源对建筑物进行采暖和制冷。

二、低能耗建筑的关键技术

低能耗健康建筑的实现涉及城市能源规划、节能建筑设计、城市微气候改善和建筑自动化等领域的科学技术的研究和应用。

1.城市能源规划

全面解决建筑物供暖和空调问题，对适应城市化的飞速发展，缓解能源紧张特别是电力供应不足问题，以及保护城市局部环境及大气臭氧层，都有极重要的意义。解决这一问题的关键在于合理的城市能源规划。通过研究城市能耗结构、能源转换、能源利用等环节，结合城市规划对整个能源系统进行总体设计，研究为解决建筑物供热、供冷、供燃气等的需要应配置的最合理的能源转化与能源输送系统，重点为我国北方地区热电联产、供冷相适应的大型的供热、供冷方式，与集中供热、供冷相适应的大型蓄冷蓄热装置以及全面规划电力、煤气、冷热源及蓄能的能源系统。

城市的能源规划首先要估算城市的能源需求，包括生活用能（热水、照明、电器、炊事、供暖、空调）和生产用能（工业、农业、林业、其它产业）的性质用量。然后要考察城市的能源结构，对各种可用能源，如电能、煤、燃气、沼气、太阳能、风能、潮汐能、地热能，进行定性和定量的调查和研究。最后制定出城市冷、热、水、电、气等能源的统一、联合供应，以实现城市能源系统的最优的社会和经济效果。

2.节能建筑设计

节能建筑的设计思想是充分利用建筑所在环境的自然能源和条件，在尽量不能常规能源的条件下，创造出人们生活和生产需要的室内外环境。节能建筑的设计关系到三方面的研究内容：当地气候特征，室内环境的设计要求，以及建筑物的结构特征。

当地气候特征指当地一年四季室外气象条件，如空气的温湿度、风速和风向、日照率、降雨量、积雪等。在冬季日照率大的地方，可以考虑太阳能的利用，如被动式太阳房、太阳能集热器。夏季日照率大的地方则要考虑建筑物的有效遮阳措施。夏季昼夜温差大的地方，可以利用建筑物的蓄冷特性进行自然冷却。

室内环境的设计要求包括对室内空气温湿度的要求。传统的设计方法要求空调建筑的室内环境必须维持在一个比较狭窄的温湿度范围，如温度在25～28℃之间，相对湿度在50%～70%之间。空调设备的容量是根据维持整个空调要求的温湿度值来决定的。近年来大量空调建筑的使用已带来所谓空调建筑综合症的问题，那长期生活在空调建筑中的人出现的某些症状，如疲劳、易感冒、恶等，总之是体抵抗环境变化的能力降低了。这是由于空调建筑的室内环境比较稳定，空气温湿度变化小；另一方面由于空调建筑的密封性好，室内空气品质差，人们得不到足够的新鲜空气。目前民办各国都在极力提倡Free Cooling Building等利用自然冷却的非空调建筑，通过合理设计和使用管理，某些气候地区完全可以不使用常规能源而维持建筑环境达到设计要求，这种建筑就是所谓的"零能源"建筑（Zero Energy Buildings）。室内环境的设计应建立在对人体热舒适性研究的基础上。有关研究指出在室温不超过30℃房间，完全可以通过风扇提供的动态风来维持人体的热舒适。即使需要空调的房间，也可以采用区域空调的办法来维持人体所在工作区的热舒适性，而没有必要维持非工作区的温湿度。可见采用区域性动态空调的方法会大大降低建筑物空调的能耗。

建筑物的结构特征指建筑物的造型、朝向、围护结构保温情况，外墙外窗的遮阳情况，以及建筑空间的通风换气情况。合理的建筑结构应该在夏季有效地组织通风和防止太阳照射，减少室内过热和潮湿；在冬季有效地利用太阳能对外墙外窗进行保温，提高室内温度；在过渡季有效地利用室外空气进行通风，改善室内空气品质。有关调查指出，位于同一地方的相同类型的建筑物，由于建筑结构的不同会导致能耗指标相差超过一倍。

3.城市微气候改善

城市化的发展使为人类开始意识到建筑对城市微气候的影响。合理规划建筑形式与位置以改善城市小气候，妥善处理空调系统对外的热污染，以及全面考虑绿化、遮阳等对城市环境的影响将是城市建设规划和设计中的一个重要组成部分。

建筑群的布置应注意建筑物的空间和平面的布局，以减少和控制城市风沙和建筑物之间的强烈辐射对环境污染的作用。

城市水资源的规划对微气候也起明显的作用。河道的合理布置和走向往往可以改善城市局部区域的热岛效应。

城市的三维绿化对防止夏季太阳强烈照射，改善空气品质和美化环境都能起到不可估量的积极作用。

从气象观测数据可以知道，城市市中心的环境温度一般比郊区的环境温度高出3℃左右。城市市中心由于工业、商业、娱乐业等建筑密集，加上人口也相对多，交通拥挤，造成市中心的热量相对大得多，形成局部热岛效应，如何改善市中心的微气候已成为城市人居环境研究的一个课题。

4.建筑自动化

建筑自动化指建筑设备系统（如供热空调系统、给排水系统、照明系统、运输系统、消防系统、保安系统、办公系统、通讯系统等）的监测、管理、运行和控制的自动化。智能大厦的基础是通讯自动化系统CA、办公自动化系统OA、大楼自动化管理系统BA、消防自动化系统FA和信息自动化系统MA的有机统一。建筑自动化要求建筑设备系统的合理设计、有效使用以及运行控制过程中的能量节约，以保证建筑设备在提供要求的建筑环境的同时，达到初投资、运行费和维修服务费最小的优化目标。

建筑自动化不仅是实现能耗建筑的必要条件，而且也是建筑安全、舒适和适应性的保证。随着建筑物规模的增大（如日本计划在下个世纪建造能够容纳一个城市的建筑，也称"建筑城市"），对整个建筑物的规划、设计和管理越来越像是对一个城市的规划、设计和管理。计算机技术的发展和应用为建筑自动化提供物质基础和技术手段。

三、结束语

低耗能建筑已经逐渐成为国际建筑界的主流趋势，一个全新的建筑变革时代正在快步向我们走来。低能耗建筑是一个系统工程，需要全社会方方面面的参与，让建筑在全生命周期中都能低排放，我们应立足实现确立符合中国国情的节能理念和设计体系，努力实现建筑的低碳化。

参考文献：

建筑能耗范文第2篇

关键词:建筑；施工管理；能耗

中图分类号：TU7 文献标识码：A

1、引言

我国城市化进程在逐年加快，城市人口的不断增加刺激了我国房地产业的发展，在解决城市居民住房问题和工作环境问题的同时，能源消耗问题也随之愈发突出，由于建筑工程的快速增多，而人们对建筑能耗工作普遍不够重视，从而使得建筑能耗成为了城市能源消耗的最严重部分，由于我国人口众多，并且处于持续发展之中，我国建筑能耗以占城市能耗三成左右的这种状况，对于我国社会经济发展非常不利，同时也威胁到了我国的环境保护工作和可持续战略的实施。自改革开放以来，我国建筑业持续发展，但由于注重数量忽视质量，施工企业盲目追求经济效益，追求工程施工速度，所以发展的总体水平与发达国家相比还存在很多不足，由于在建筑施工过程中对建筑产生的污水、建筑垃圾等处理不当，导致工程结束后要耗费大量能源来治理环境污染，这又加大了能源消耗，大量能源消耗问题不断产生，给我国能源供给企业造成了非常大的影响。因此，我们应该加强施工环节的技术管理工作，降低能源消耗，并通过对施工技术的改善，减低建筑能耗，从而确保我国社会环境的协调发展。

2、施工过程及建筑能耗的主要表现形式

2.1、建筑能源消耗分析

建筑能源消耗问题，最主要的集中在电力能源的消耗和浪费。由于我国土地资源短缺状况严峻，所以在工程项目施工的过程中，相关单位必须要做到对土地的高效利用，使土地资源的有效利用率不断提高。但是在此同时，难免会出现一些伴生的问题，如采光度不足等，为在此情况下改善建筑室内照明状况，就必须要采用相应的照明设备，这样又造成了更大的能源消耗问题。同时，由于社会经济的快速发展，居民的物质生活需求随之提高，家用电器的使用越来越普遍，这也在很大程度上使得电力能源消耗提高，导致建筑消耗不断上升。其中最重要的原因还有空调设备的大量应用，使城市在热岛效应的控制之下，这样的恶性循环最终导致建筑能耗越来越大，造成了非常严重的后果。

2.2、施工设备的能源消耗

施工过程中最主要的问题就是施工设备的能源消耗问题，在我国科技水平的不断发展过程中，施工企业对施工设备的应用也越来越普遍，越来越智能化和高效化的施工设备虽然提升了施工效率，但大量的能源消耗问题和环境污染问题也随之而来。由于我国的经济发展模式属于粗放型，所以我国工程施工企业在工程施工阶段，往往很少注重节约利用工程材料，也忽视了对设备的管理工作，过分追求工程进度和对工程质量的管理，对材料的管理措施不到位，缺乏对工程施工设备的维护保养，导致设备老化现象严重，设备能源消耗问题不断升级。此外，由于对设备的监督力度不够，使得许多施工设备的运转效率降低，这是对能源的巨大浪费。

3、减低建筑施工技术与建筑能耗的相关措施

3.1、做好工程施工项目的规划工作

在现代建筑施工的规划过程中，人们更多注重的是产出量而忽视了环保节能与可持续发展等理念，由于土地资源不断短缺，所以在施工过程中要尽量避免不合理规划所造成的资源浪费，我国建设理念自已有几千年，传承下来的建筑思想中，很多就包含了绿色环保的概念，在工程施工设计过程中，要重视建筑环境的的稳定性和生态系统的稳定性，一定要解决工程施工项目的照明问题，不但要保证内部环境的采光效果良好，还要提升建筑能源的使用效率，尽量减少照明设备的使用，在建筑工程开工之初，要详细了解工程目标，在进行建筑设计时要使建筑功能与节能环保保持平衡，不但要完全发挥建筑功能，还要尽量在施工中实行节能环保的建筑模式，有效减少用户对空调设备的依赖，使室内环境保持稳定，通过这些科学而合理的建筑规划与设计，减少建筑内的能源总需求量，降低建筑能源消耗。

3.2、提高维护结构的能源利用

我国四季鲜明，“冬暖夏凉”一直是人们对建筑的美好理想，因此，在工程施工过程中，我们应该尽量选取节能环保并有效提高室内环境效果的施工材料，如果真能达到这种效果的住宅，能耗方面也会大大降低，因此冬暖夏凉的建筑不仅是住宅功能的需求，也是建筑节能环保的需求。此外，通过改变维护结构组成材料的热工能性，如在进行建筑门窗建造时，采用反光效果优秀的玻璃材料，能够减少阳光对室内环境的直射。还可以通过切实可行的构造技术，提高维护结构的隔热和保温性能，比如通过架空通风、屋顶蓄水等技术，使屋面的隔热降温性能增强，还可以采用复合墙体，使墙体达到节能的效果。此外，选择隔音效果良好、保温效果良好的建筑施工材料，使得室内温度的扩散减少，保证室内温度相对稳定，降低用户对采暖设备的依赖，有效降低建筑能源的消耗。

3.3、加强可再生能源的利用率

能源大量消耗所导致的直接后果就是自然资源的枯竭，因此在建筑施工过程中尽量减少不可再生能源的使用，并加大对可再生新能源的开发和利用，这是当前降低能耗的最有效途径，目前人们已经开始利用高科技手段将一些绿色资源运用于工程建设当中，比如太阳能、风能、潮汐能、水力等可再生资源，但是受技术和资金的限制，这些新型能源的利用还不够普遍，这就需要有关部门的大力宣传和政策支持。大力推广应用新型墙体材料、新型节能结构体系、新型节能建筑体系(CL体系)、成熟节能技术和绿色照明技术，限制、淘汰落后技术产品，支持建设一批既有建筑热计量与节能改造、可再生能源利用、节能减排技术等示范工程，对不达标的建筑技术和产品坚决禁止使用。严格建筑节能专项验收,对达不到强制性标准要求的建筑,不得出具竣工验收报告,不允许投入使用,强制进行整改。实行民用建筑绿色信息公示制度,建设单位要在房屋施工、销售现场将民用建筑的绿色性能以张贴、载明等方式予以明示；房地产开发企业在销售房屋时,必须在房屋买卖合同、质量保证书和使用说明书中载明所售房屋的节能措施、保温工程保修期等信息。

3.4、降低施工环节的能源消耗

施工环节的能源消耗，主要来自于施工设备的能源消耗，因此，就需要从施工设备入手降低施工环节的能源消耗。首先，施工企业要对施工设备加大检查力度，定期更换能源消耗量大、施工效率低下的施工设备，选择购买那些施工效率高、能源消耗相对较低的设备，并采用这些高性能、低能耗的设备参与工程施工工作，有效缓解施工能源消耗大的问题。此外，要加强对施工设备的检查，成立相关检查小组，定期检查工程施工设备，并长期监督设备的运行状况，注重工程施工设备的保养和维护，延长工程施工设备的使用寿命，提高工程施工设备的工作效率，降低工程施工设备的能源损耗，从总体上提高工程施工设备的能源使用效率，进而提高工程施工环节的降耗节能效果。

4、结束语

目前我国的城市化进程飞速发展，建筑业能源消耗问题也相当严峻，尤其是对不可再生资源的消耗，这种状况持续下去我国的可持续发展战略将受到严重影响，因此要积极地改进建筑施工技术，提高能源的使用效率，减少建筑能耗，解决好建筑能耗与建设效率平衡发展的问题，促进我国经济长足发展以及多元化发展。

参考文献:

[1]郭靖.西安市建筑施工能耗标准研究[D].西安建筑科技大学，2012.

[2]黄璐.公共建筑项目绿色度评估体系研究[D].中南大学，2012.

[3]孙连营.东北地区绿色节能建筑施工技术优选研究[D].哈尔滨工业大学，2009.

建筑能耗范文第3篇

1案例1：制冷设备集中、输配系统集中、用户无调节能力

案例1为江苏某住宅小区［12］。该小区共10栋住宅楼，建筑面积11．4万m2，测试期间入住率约90％。空调末端采用顶棚供暖和供冷辐射系统＋置换新风系统形式。空调主机采用地源热泵机组，2台1400kW的热泵机组为新风系统提供冷热源，2台1070kW的热泵机组为顶棚辐射系统提供冷热源。新风系统夏季设计冷负荷2636kW，冬季设计热负荷1430kW；顶棚辐射系统夏季设计冷负荷1757kW，冬季设计热负荷604kW。顶棚辐射系统循环泵单台额定流量500m3／h，扬程31m；新风系统循环泵与地源侧循环泵规格相同，单台额定流量250m3／h，扬程32m。该住宅小区采用的是典型的完全集中式空调系统，由地源热泵机组统一提供冷热源。在用户侧，对建筑物内的每一个空间，包括走廊、卫生间、无人居住的房间等，空调系统按照预定的温湿度标准进行全天24h调控，甚至达到“恒温恒湿”标准，保证建筑物内的任何空间在任何时间都满足舒适性要求。可见，物业提供的服务理念为集中化的空调调控方式。然而，在这种调控形式下，用户对室内环境的调控能力十分有限，例如，建筑的外窗不能开启，无法通过开窗进行通风换气；用户不能关闭空调末端等。该小区单位面积空调电耗如图3所示。同时，以分体空调作为分散式空调的典型代表，根据对上海地区780户住宅的实测调研，得到上海地区分体空调单位面积电耗的一般水平为4．3kW•h／m2［8］。由于江苏地区气候与上海类似，可认为江苏地区的分体空调能耗水平与之近似相同。该小区单位面积空调能耗约为该地区分体空调能耗的5倍。分析发现，造成该小区空调电耗偏高的一个主要原因是在该种空调系统形式下，由于用户没有调控能力，空调系统采用的是“全时间、全空间”的运行方式，小区空调全负荷运行的时间长于分散式空调，所服务的空间也大于分散式空调。在案例1的空调形式下，空调服务面积与空调服务时间的乘积为11．4万m2×24h＝273．6万m2•h；而同地区采用分体空调时，空调服务面积与空调服务时间的乘积大约为68．4万m2•h，仅为案例1的25％［13］。在这种情况下，虽然热泵机组自身效率较高（供冷季的COP平均值约为4．4），但由于末端需冷量大，仅热泵机组的电耗就为分体空调的3倍多。同时，采用该完全集中式空调系统时还存在风机、水泵的输配电耗。根据2009年5—9月空调系统的运行记录，得到各月制冷机、水泵和新风机组的耗电量，如图4所示。可以看到，水泵、新风机电耗约占总电耗的30％～60％，约为制冷机电耗的0．5～1．4倍。因此输配电耗是该空调系统能耗的一大组成部分，这也是采用该空调系统的住宅小区空调能耗较高的一个重要原因。案例1中空调系统各部分电耗如下：冷却水输送，2．5kW•h／m2；制冷机，13．4kW•h／m2；冷水输送，4kW•h／m2。用户侧供冷量为59kW•h／m2。整个空调系统的能效为3．0，高于目前分体空调的一般能效水平（2．5）。但是，由于空调系统采用“全时间、全空间”的运行方式，空调末端不可调节，末端用户实际耗冷量为同一地区分体空调的5倍多，导致其实际运行能耗远高于分体空调，并且输配系统能耗占到总能耗的33％。在这2个因素的综合作用下，虽然热泵机组自身的效率较高，同时整个系统的能效也不低，但整个小区的空调耗电量约为同一地区分体空调的5倍。

2案例2：制冷设备集中、输配系统集中、用户有调节能力

案例2为河南某住宅小区。该小区占地面积27944m2，建筑面积41200m2，每栋楼5层，共有12栋楼，总计294户，入住率为75％。区域供冷供热系统主机采用2台螺杆式水源热泵机组，水系统形式为一级泵定流量，共设3台用户侧循环泵（两用一备）和4台潜水泵（两用两备）。主要设备如表1所示。用户末端为风机盘管，水侧没有安装通断控制阀。该小区按照风机盘管实际运行状况收费，也就是根据实测的风机盘管风机高、中、低挡运行的时间，分别按照不同价格收费，风机停止时不收费。案例2的空调系统结构与案例1类似，但其用户末端采用风机盘管，用户可以根据自身的需求选择风机的高、中、低挡来进行室内环境参数的调节，也可以完全关闭风机，停止某些房间的空调供应。因此，这种空调末端的调节能力与分体空调相似。另外，小区采用了根据风机高、中、低挡运行时长来收取费用的机制，进一步调动了使用者在不需要空调时关断风机的积极性，从而使末端的独立调节能力得到更有效的发挥。但由于采用集中冷源，冷水系统定流量运行，因此冷水循环泵的电耗在总能耗中占很大比例。在案例2中，供冷季用户耗冷量的测试结果为7．5kW•h／m2。在案例2这种空调系统形式下，空调末端的调节能力与分体空调相似，因此可认为2种空调系统形式下用户的冷量消耗近似相等。而通过模拟计算可以得到，如果该小区采用完全集中式空调系统（如案例1中“全时间、全空间”的空调运行方式），则小区用户耗冷量为54．0kW•h／m2，约为实际用户耗冷量的7倍。因此，在用户可自由调节空调末端，且采用合理的收费机制的情况下，用户侧的需冷量将显著下降。采用分体空调时，用户的耗冷量与案例2的用户实际耗冷量一致，分体空调的COP按2．5计［15］，则可得到如果采用以分体空调为代表的分散式空调，该小区供冷季耗电量为3．0kW•h／m2。2种空调形式下小区空调耗电量对比如图5所示，该小区单位面积耗电量为分散式空调的2倍多。图6为根据该小区风机盘管运行时间计算得到的各用户风机盘管开启率（用户所有风机盘管的总开启时长／（所有房间的风机盘管数×热泵机组运行的总时长））的统计结果。可以看出，有近80位用户在这段时间内没有开启房间的风机盘管，超过1／3的用户其空调开启率低于10％。经计算，供冷季小区用户对空调末端的开启率均值仅为7％。通过分析该小区空调系统的能效，发现在这种空调系统末端的运行情况下，由于用户末端同时使用率低，整个小区负荷率低，导致整个空调系统的能效很低。计算得到该空调系统的综合能效仅为1（用户供冷量／（热泵机组电耗＋水泵电耗）＝7．5kW•h／m2÷（4．4kW•h／m2＋3．2kW•h／m2））。造成该空调系统综合能效低的原因如下：一方面，如前文提到的，在小区“部分时间、部分空间”的空调运行模式下，整个系统总负荷率较低，但负荷需求不同步，少数用户仍有较大的负荷需求。即绝大多数时间内，空调系统中仅有少数风机盘管处在运行状态。而该小区水系统采用定流量运行，这就导致水系统处在“大流量、小温差”的运行状态。如图7所示，整个供冷季小区内各住宅楼的供回水温差均为1℃左右。因此水泵电耗成为空调电耗的一大组成部分，循环水泵的电耗占系统总用电量的43％。另一方面，在该小区用户的总冷量需求状况下，制冷机长期处在低负荷状态下运行，整个供冷季小区制冷机的平均COP＝用户侧耗冷量／制冷机电耗＝1．7，远小于其额定值6．4。即使制冷机的COP可以达到额定值6．4，受限于水泵电耗，整个系统的能效为7．5kW•h／m2÷（7．5kW•h／m2÷6．4＋3．2kW•h／m2）＝1．72，提升的空间十分有限。因此，冷水循环泵电耗是制约该小区系统能效提高的主要因素。综上所述，通过案例2的分析可以发现，在用户侧可自主调控的情况下，相比于集中系统，用户侧的冷量需求显著下降，建筑侧的冷量需求与采用分散式空调时类似。受系统形式的影响，案例2中空调系统电耗包括输送环节的水泵电耗。而且由于水系统为一级泵定流量系统，水泵输送电耗成为空调电耗的主要组成部分，这也是系统能效低的主要原因。

3案例3：制冷设备分散、输配系统集中、用户有调节能力

案例3为北京某住宅小区［14］。该住宅小区有3栋住宅楼，总空调面积为7万m2，采用分布式水环热泵供冷／热。小区内共有住户368户，设计空调冷／热负荷分别为64W／m2和51．8W／m2。如图8所示，地下水通过深井泵取出，经过一次换热，通过循环管网送到分布于各户的热泵，作为冷却水使用。各户的热泵在夏季制取空调用冷量，再将热量排入冷却水循环系统；在冬季则从循环水中提取热量经热泵升温。返回的循环水又被回灌到地下。这样形成集中式地下水循环供应系统和分散在各户的水源热泵形式。为保证供冷／热需求，二次侧的循环泵采用定流量方式，并且24h连续运行。该小区的空调末端采用全空气系统，风管通到各个房间，风口没有设置调节阀，因此需要供冷时，该户的所有房间均供冷。与前面2个案例不同的是，在案例3中，所有的热泵分户设置，可以根据末端的需求自行启停。即用户侧采用的是“部分时间、全空间”的运行方式。案例3的空调系统仍具有集中式系统的特征，即冷水统一循环，冷却水集中从地下抽出，经过各个末端热泵机组再返回回灌井，集中回灌。已有学者通过测试得到北京市居住建筑中采用分体空调时的空调电耗大致为3．1kW•h／m2［5］。该小区单位面积空调电耗约为分体空调电耗的3倍（如图9所示）。考虑分体空调COP的一般水平为2．5，则采用分体空调时单位面积耗冷量为7．8kW•h／m2。而案例3中实测得到的小区用户侧供冷量为13．2kW•h／m2。因此，在该种系统形式下，小区单位面积耗冷量高于采用分体空调的情况。主要原因是采用分体空调时，用户的使用模式为“部分时间、部分空间”，而在案例3中，受空调系统形式的影响，用户的使用模式为“部分时间、全空间”。整个供冷季热泵的COP均值为2．9，优于一般的分体空调COP＝2．5的水平。但在该小区的热泵系统中，无论末端水源热泵机组开启多少台，二次侧循环水系统的所有循环泵总是全天候满负荷运行，因此仅循环水泵电耗就达3．6kW•h／m2。从测得的供回水温差可以看出，该小区水系统处在大流量、小温差的运行状况下，如表2所示。在这种运行情况下，水泵输配电耗成为耗电重要部分，从图9可以看出，这种集中方式的地下水循环系统的水泵电耗占总用电量的一半左右。因此，该小区空调系统单位面积电耗高于一般的分散式空调。综上所述，案例3表明，在“部分时间、全空间”的供冷模式下，用户侧供冷量低于完全集中式的空调系统（案例1），但高于“部分时间、部分空间”服务模式下的供冷量（案例2）。同时系统采用分散式热泵，能够保证热泵机组在较高的负荷率下运行，热泵性能得到提高。但系统中冷却水侧为集中形式，冷却水泵电耗成为空调电耗的主要组成部分，约占空调总电耗51％。

4分析与讨论

文中的3个实际案例均为集中式空调系统形式，但3个空调系统在用户调节能力、制冷设备和输配系统形式上略有差异。综合比较上述3个案例，有利于增强对集中式空调系统在居住建筑中适用情况的理解。3个案例中空调系统部分的能耗组成及供冷量如表3所示，表4列出了各部分的能效情况，表中的能效计算方法参照GB／T17981—2007《空气调节系统经济运行》中的要求，即机组COP为用户侧供冷量与热泵机组耗电量的比值；冷水输送系数为用户侧供冷量与冷水循环泵电耗的比值；冷却水输送系数为用户侧供冷量和热泵机组电耗之和与冷却水循环泵电耗的比值；系统能效等于用户侧供冷量／（热泵机组耗电量＋冷水循环泵电耗＋冷却水循环泵电耗）。通过3个工程案例的对比分析，得到的主要结论如下。1）只要有自主调节的条件和机制，末端用户就会按照类似分散式空调的模式运行，用户侧负荷呈现需求不同步、负荷率低的特征。在寒冷及严寒地区，居住建筑的冷热负荷特征迥异。在供热过程中，热负荷的主要影响因素为室外气象条件，因此各用户的热负荷具有同步性。但在夏季供冷过程中，气象条件并非主要的影响因素，室内热扰情况成为影响冷负荷的最关键因素，这也是造成居住建筑冷负荷与热负荷特征不一致的本质原因。目前我国住宅的主导形式为公寓式，其使用方式的主要特点为：①各户之间居留情况差异大；②室内人数变化大；③室内环境需求差异大等。在这样的使用特征下，只要末端用户对空调系统有调节能力，用户就会按照“部分时间、部分空间”的方式运行空调，进而形成居住建筑中用户侧负荷需求不同步、负荷率低的情况。从对比分析可以看出，完全集中式空调系统提供“全时间、全空间”的室内环境控制服务（案例1），对应的空调电耗最高，能耗约为具有末端独立调节功能的半集中式系统（案例2）的3倍。这种能耗差异主要是由服务模式的差别导致的。从用户侧供冷量的对比可以看出，在案例1中，供冷量为59kW•h／m2，远大于案例2与案例3。在案例1中，不管末端的需求情况如何，一律按照公认的舒适性进行环境调控，即采用“全时间、全空间”的室内环境调控方式。而在案例3中，采用户式集中空调系统，其服务模式为“部分时间、全空间”，用户侧耗冷量为13．2kW•h／m2，相比案例1有所降低。案例2中，空调末端的调控类似分散式空调，用户可以根据需要自行调节。在这种调控方式下，受生活方式的影响，我国居民大部分会采用“部分时间、部分空间”的运行方式，因此空调系统需要供应的冷量比案例1和案例3少。例如，某户的卧室平均只有30％的时间有人，而居住者入睡后又不希望空调运行，则该卧室真正需要开启空调的时间平均仅为20％。然而，同样的卧室，采用集中式系统时空调却是在100％的时间内运行，因此供冷量远大于实际需求量，其提供服务的时间、空间累积（运行时间×服务面积）几乎是分散式空调的5倍。2）在居住建筑中，受用户末端的需求现状影响，在集中式空调系统中，输配能耗成为系统能耗的主要组成部分。在案例2和案例3中，其空调末端具有分散式空调的特性，但制冷设备及输配系统是典型的集中式形式。案例2和案例3的空调能耗均在8kW•h／m2左右，约为分体空调的1．5～3倍。这主要是由于案例2和案例3的输配能耗较大。从表5可以看出，案例2中的冷水和冷却水输送系数均不超过10，而案例3中的冷却水输送系数甚至只有3．7。GB／T17981—2007《空气调节系统经济运行》规定，用于全年累计工况评价时，冷水输送系数指标的限值为30，冷却水输送系数指标的限值为25。2个案例中水泵输送系数均处在很低的水平。正如上文的分析，就实际的总冷量来说，案例2和案例3这种集中式系统与分体空调相差不大。然而集中式系统的输配循环泵全天24h连续运行，而且在大部分时间输送冷量的功效很差（供回水温差很小）。如在案例2中，供冷季仅循环水泵的电耗就达到3．2kW•h／m2，已经相当于采用分体空调住宅的平均夏季电耗。案例3能进一步说明上述问题。在案例3中，只有冷却水需要统一循环。由于末端的可调控性，居民采用“部分时间、全空间”的运行方式，一天中热泵运行的时间大大缩短，热泵和末端装置电耗只占空调系统总能耗的49％，但冷却水循环泵的电耗竟超过系统总用电量的一半。如果在案例2和案例3中的用户末端水侧安装电动通断阀并配以水泵变频，则可以增大冷水系统的供回水温差，在一定程度上降低这种集中式系统的输配能耗。但由于居住建筑中存在用户侧负荷需求不同步、负荷率低的特征，输配能耗仍将是系统能耗的主要组成部分。图10为案例2典型日各用户末端风机盘管的开启时间频率分布情况。可以发现，大部分用户的风机盘管开启率集中在10％以内，仅有极少用户的开启率可以达到60％左右。在这种情况下，最理想的调控方式为设置多台循环水泵并联运行，并根据供回水温差进行水泵台数及频率调节。但在实际工程中，一般设置2～3台水泵，在低开启率的情况下将导致水泵的工作点严重偏离，进而造成输配系统的高能耗、低能效状况。同时，输配系统的能耗降低也受到制冷机侧的限制。一般集中式系统最多设置2～3台制冷机，而每台制冷机均有最低流量限制，这就导致在小负荷的情况下，输配系统的流量不可能下降过多，系统不可避免地处在大流量、小温差的运行状况下。因此，从以上分析可以发现，造成这种系统能效偏低的本质原因是住宅空调负荷率低、负荷不同步，这与公共建筑差异较大。所以在居住建筑中采用集中式空调系统需要非常谨慎。3）从居住建筑实测案例分析发现，空调系统中处在集中与分散特界处的环节往往呈现出高运行能耗的特性。从上文的分析可知，居住建筑中用户侧的需求具有“部分时间，部分空间”的分散特性，这与集中式空调系统自身具有的调节灵活性较差的特征相矛盾。在实际应用中，在集中与分散特性的交界处，往往容易出现能耗高或能效低的问题。在案例1中，其空调末端缺乏可调性，与用户负荷的分散特性产生矛盾。这意味着在这种集中式空调系统中，空调末端与室内的换热环节为集中与分散特性的矛盾边界。这种矛盾导致系统的供冷量大大增加，系统运行能耗高。在案例2中，空调末端具有可调性，但一级泵为定流量控制，这与用户负荷的分散特性产生矛盾。即冷水在机组与用户末端之间的换热环节为集中与分散特性的矛盾边界。这种矛盾导致冷水泵的输送能耗成为了制约系统能效提高的主要原因。从表5可以看出，该系统的冷水输送系数仅为5，远低于GB／T17981—2007《空气调节系统经济运行》中提出的限值（30）。而且冷水侧的不可调节特性进一步影响了制冷机及冷却水侧的可调节性及运行情况，造成整个系统能效偏低。在案例3中，由于采用分户式热泵，机组至室内的整个换热环节可视为一个整体，均具有分散的特性。但冷却水侧为定流量，即冷却水在冷源和机组之间的换热环节为集中与分散特性的矛盾边界。这种矛盾导致冷却水泵电耗成为耗电量的主要组成部分。对比案例2和案例3可以看出，同样是水源热泵，案例2的地下水循环泵电耗不到系统总用电量的20％，但案例3中地下水循环泵电耗却占系统总用电量的51％，而且其冷却水输送系数仅为3．7。从3个案例的对比分析可以发现，当集中式空调系统应用于居住建筑中时，应尽量增强各环节的可调节性，使各环节的特性与分散式的用户侧负荷需求相匹配。如果某个环节缺乏可调性，其集征将与用户负荷的分散特征产生矛盾，在此矛盾边界上往往容易产生高能耗或低能效的问题。

5结论

5．1在居住建筑中应用集中式空调系统时，3个实测工程案例表明，用户末端、制冷机及输配系统的可调性较差是造成空调系统能耗较高、能效较低的主要原因。

建筑能耗范文第4篇

关键词：能耗模拟；eQUEST；节能

Abstract: The eQUEST is one of the most recognized energy simulation software at present. In this paper, the software is employed to simulate a building in Zhengzhou City, obtainning the following conclusions: applying the wall materials with low heat transfer coefficient presents a significant energy saving effect; changing the roofing materials have little effect on energy consumption; and changing the set temperature of air conditioning, while the energy saving effect is not obvious, can achieve a prominent effect by optimizing the management,which is a viable energy-saving programs.

Key words: energy simulation; eQUEST; energy-saving

中图分类号：TU201.5文献标识码：A

0 引言

继西方发达国家20世纪70年代末的能源危机掀起的节能运动以来，由于能源的不合理使用所造成的不可再生能源的枯竭和环境污染的全球化，使这一趋势在发展中国家得以延续和发展[1]。近年来，石油价格的一再上涨，使得人们对节能有了更加深刻的认识。

建筑是能源消耗中的大户，其所消耗的能源占社会总能耗的三分之一左右[2]，因此，对建筑采取节能措施，会对节能社会的建设有重要意义。

本文以郑州某商用办公楼为例，采用eQUEST建筑能耗软件，对不同墙体材料，不同屋面材料，空调系统的不同设定温度三种情况进行了能耗模拟。

1 eQUEST能耗模拟软件简介

eQUEST是一款基于DOE-2基础上开发的界面建筑能耗模拟软件[3,4]， 它允许设计者进行多种类型的建筑能耗模拟， 并且也向设计者提供了建筑物能耗经济分析、日照和照明系统的控制以及通过从列表中选择合适的测定方法自动完成能源利用效率。eQUEST建筑能耗模拟软件的计算核心是DOE-2 的高级版本DOE-2.2，并在其基础上做了许多优化。开发eQUEST软件的主要目的就在于逐时能耗模拟能够为更多的设计人员更方便的应用。

DOE-2是目前世界上最为流行的建筑全能耗分析软件[5]， 包括负荷计算模块、空气系统模块、机组模块、经济分析模块。负荷模块是基于反应系数法利用建筑描述信息以及气象数据计算建筑全年逐时冷热负荷。冷热负荷， 包括显热和潜热， 与室外气温、湿度、风速、太阳辐射、人员班次、灯光、设备、渗透、建筑结构的传热延迟以及遮阳等因素有关。整个负荷分为外部负荷和内部负荷，其中外部负荷来自围护结构的传导、从窗户进入的太阳辐射以及渗透； 内部负荷包括人员、设备及照明负荷， 由于负荷计算中， 假定没有空调运行且每个区域的温度保持在用户设定的温度值， 所以eQUEST的负荷模块计算的冷热负荷是为保持房间设定温度所带走的热量。

空气系统模块利用负荷模块的结果以及用户输入的系统描述信息， 确定需要系统移去或加入的热量。该模块考虑了新风需求、系统设备控制策略、送回风机功率以及系统运行特性。

机组模块利用系统模块结果以及用户输入的设备信息， 计算建筑及能量系统的燃料耗量和耗电量。该模块考虑了部分负荷性能。 经济模块进行寿命周期分析。输入数据通常包括建筑及设备成本、维护费用、利率等。这四个模块相互联系形成一个建筑系统模型。

eQUEST软件模拟前必须收集大量信息，包括建筑场地信息和气象数据， 建筑外形、结构、材料， 建筑的运营及时刻表， 内部负荷， 空调系统各设备及性能及公用事业等。

eQUEST能够模拟常见的60多种空调系统， 其中可模拟的一些特殊的空调系统有： 地源热泵系统、水侧变流量系统、双风机双风管变风量系统、自然通风、热电联产、蓄能系统、光电转换、热回收通风等。[1]

2 建筑模型建立

2.1 建筑模型参数设置

本文的研究对象为郑州市某商用办公楼，总长45.4m，宽15.8m,第一层层高5m,主要为设备房间；第二层高4.5m，第三层高3.9m，主要是办公室。建筑总高度为14.6m，围护结构及其他相关参数如表1。

表1 建筑围护结构的相关参数列表

2.2 空调系统及设计参数

该建筑的空调系统采用标准变风量加热回收系统，选用的冷水机组能效比取为4.2，锅炉效率为85%。郑州地区的电价0.1美元/度，天然气价格0.25美元/m3 ，工作时间为每周一~周五，空调运行时间为每个工作日的8：00~17：00。室内主要设计参数见表2。

表2 室内主要设计参数

3 模型建立及模拟

根据已知信息，利用能耗分析软件eQUEST建立分析模型，如图1。

针对郑州地区典型气象特征，对所建立的模型，进行能耗模拟，得到当前条件下的建筑能耗情况。图2，图3分别是该建筑全年工况下，每月的耗电，耗气情况，图4是全年各种设备耗能的分配情况。

在郑州地区，夏季温度很高，需要空调制冷，消耗的主要是电能；而冬季，气温较低，需要供暖，所消耗的热量由锅炉燃烧天然气提供。温度最高的月份出现在七八月份，这两个月非常炎热，给建筑物内的工作人员造成了很大影响。为保持良好的工作状态，这段时间内，空调设备往往会大功率运行，消耗大量的电。因而七八月份耗电量很大，其中七月略微高出一些。在寒冷的冬天，尤其是十二月和一月，温度较低，供暖消耗大量的天然气，其中一月更多一些。对全年而言，暖通空调消耗建筑总能耗的38%之多，而照明和其他设备则消耗总能耗的41.18%。

图1 建筑模型图图2 全年各月的耗电量

相对于照明和其他设备而言，暖通空调所消耗的电能具有很大的变动性，各个季节和月份都不一样；而照明和其他设备则全年比较稳定，变化小，并且不宜改变，否则会影响正常的工作生活。暖通空调系统主要是满足人体的舒适性，因而从建筑的围护结构以及空调系统的优化方面来考虑节能是具有可行性的。

建筑能耗范文第5篇

关键词:建筑施工技术；建筑能耗；能耗形式

伴随着建筑行业的高速发展，建筑行业已逐渐发展为一个主要的能源消耗产业。在当前全球能源呈现逐年减少的趋势之下，因而提高能源资源的利用率，节约使用能源已经成为全球人们广泛关注的一个热点问题。所以，作为一个能源消耗较大的行业，建筑行业提升施工技术，降低能源资源的消耗，对促进我国能源资源的可持续发展，具有重大且现实的意义。

1我国建筑能耗的现状

近年来，在社会经济蓬勃发展，城市规模日益扩大的当下，我国建筑行业获得了突飞猛进的发展与进步，而与此同时，建筑行业也暴露出了新的问题，即能源消耗。在建筑施工过程中，由于未对能源消耗问题予以一定的重视，进而致使其成为我国一大能源消耗行业，有关数据指出:在城市能源消耗中，建筑能源消耗占30%左右，而在所有的建筑工程中，有九成是高能源消耗建设项目。而这种情况对我国社会经济的健康、可持续发展，极为不利，并且还将对我国生态环境的保护带来一定的影响。在建筑工程施工中，一些施工单位往往会为了追求经济利益，而忽略了建筑施工中的能源消耗问题，因而将大量的时间与精力都投放在建筑工程的施工进度与质量上。这种情况必定会引发极为严重的能源消耗问题;而在现今我国建筑行业快速发展的情况下，建筑能源消耗问题也将在一定程度上对能源供给企业带来影响。对此，强化建筑施工技术，控制建筑能源消耗，保证城市建设与环境之间的协调发展，是极为关键的。

2施工中建筑能耗的形式

2．1施工设备能耗

伴随着科学技术的日益进步，建筑施工技术与施工设备也得到了一定的发展，在施工过程中，愈来愈多高效化、智能化的施工设备被投入使用。这些施工设备的大量运用，虽然在一定程度上提升了建筑施工的效率，加快了施工的进程，但同时其也带来了各种问题，环境问题与能源消耗问题就是其中较为典型的问题［1］。此外，因为我国建筑行业依然是采取粗放式的发展模式，建筑施工企业在施工期间，往往只重视工程施工的质量与进度，而对施工设备的管理与工程材料的节约方面，并不重视，且没有采取有效的管理手段对其予以管理，例如没有对施工设备进行较好的维护与保养，致使设备老化，进而导致能源消耗的增加。另外，因为对施工设备的监督力度不足，造成一些施工设备低效运作，进而使得能源大量浪费，引发能源消耗问题。

2．2建筑能耗

在建筑工程施工中，建筑能耗现象是极为普遍的，建筑能耗主要表现在电力能源方面。近年来，我国土地资源越来越少，这就要求在建筑工程施工过程中，必须最大限度的提升土地资源的利用率。但是，在这一过程中，往往会带来一些问题，例如采光度较差，而为了提高室内的明亮度，在室内安装充足的照明设备是有必要的，在这一过程中，能源消耗问题就随之产生。此外，伴随着社会的发展，人们生活水平的提升，家庭中的家用电器越来越多，例如冰箱、空调等，这些都使得电力能源消耗加大，继而导致建筑能耗的提高。

3提升施工技术降低能耗的对策

在整个工程项目施工期间，能源消耗是贯彻始终，且不可避免的，因而，要想推进能源资源的可持续发展，那么就应当在确保建筑环境安全的前提之下，提升建筑施工技术，以降低建筑施工的能源消耗。

3．1加强建筑规划设计的合理性

科学合理的建筑规划与设计，对降低建筑能源消耗具有一定的作用。在工程施工期间，要想有效提升建筑设计的科学性、合理性，那么就要求建筑设计人员深入建筑项目所在地，对当地的实际情况进行详细的、全面的调查，以掌握当地的一些基本情况，例如自然环境、地理环境以及气候等等，进而对建筑项目进行规划与设计［2］。此外，因为地区不同，其所采用的建筑材料也不一样，所以，在对建筑工程进行设计时，还必须将这一点考虑进去，以便在确保建筑工程施工质量的前提之下，最大限度的控制能源消耗。在对建筑工程项目进行设计时，采光、光照是其中一个极为关键的环节与内容，若建筑设计采光充足，那么就能有效降低建筑投入使用后的能源消耗。因而，建筑设计人员应当将采光、光照因素纳入考量的范围，依据当地的实际状况对建筑物或构筑物的窗口角度予以合理的设计，进而保证在建筑使用时自然光的充分利用，从而最大程度的减少有关能源的消耗。

3．2提升能源资源的利用率

为了确保居住空间的环境质量，必须采取各种施工技术，以便对室内的环境进行适度的调节，即天气寒冷时，提升室内的温度，天气炎热时，降低室内的温度，又或者天气干燥时，对室内空气进行加湿处理，以上这些操作都必须建立在能源消耗的基础之上，只有这样，方能实现对室内环境的随意调节。对此，要想降低建筑能源的消耗，就应当有效提升建筑供暖系统、制冷系统的使用效率;而建筑供暖、制冷系统使用效率的提升，可以从几个方面来实现，即管网的传送效率、设备本身的效率、室内环境控制装置、用户端计量等等。

3．3强化维护结构能源的运用

提及居住环境，人们往往会要求自身的居住环境冬暖夏凉，这主要与我国的气候环境有一定的联系，我国春夏秋冬四季分明，特别是在我国黄河以北的区域，夏季天气炎热，冬季天气寒冷。而“冬暖夏凉”的要求，其不单单只是对居住环境舒适度的一个标准，从更深层次的角度而言，如果室内居住环境真的可以达到“冬暖夏凉”，那么其在能源消耗上也会有所下降。由此可见，“冬暖夏凉”不但是住宅功能的要求，同时还是建筑节能、环保的要求。为了能够切实实现这一目标，在建筑工程施工过程中，提升维护结构能源的利用，是极为有必要的。通常情况下，可以从两个方面来提升维护结构能源的利用，即其一，对维护结构构成材料的热工能性予以改变，因而，在建筑施工过程中，应当坚持整体观念，选取市场中新的环保实用材料;其二，采取有效的构造技术，以此在一定程度上提升维护结构的保温性能与隔热性能，例如在建筑施工过程中采用屋顶蓄水技术、架空通风技术，以提高屋顶的降温、隔热性能，或者是采取复合墙体，来实现墙体节能的效果，又或者是通过的对材料隔热保温性能的改进，来达到进一步强化门窗密闭性的目的。

3．4强化可再生能源的充分利用

当前能源资源的过度消耗，其所造成的直接影响就是自然资源的枯竭，这无疑会影响人们的日常生活，影响社会经济的可持续发展。面对这种情况，人们在不断控制能源资源消耗的过程中，还应当不断强化对可再生资源的充分利用，提升可再生资源的利用率，以此来控制对非可再生资源能源的利用，加速能源资源的循环利用，推进能源可持续战略的切实实施。众所周知，可再生资源具有一定的优越性，即清洁、污染小且可再生，因而，在日常生活与生产中，充分利用可再生资源，不但能够降低非再生资源的消耗，避免自然资源的过早枯竭，还能保护生态环境不被破坏。水力能、地热能、太阳能、潮汐能以及风能等是目前最为多见的可再生资源。在建筑工程施工过程中，可适度加强对可再生资源的有效使用，例如在一些地区充分运用地热能源，可有效解决当地的采暖问题;利用太阳能，可以为小区照明设备、居民生活用水的加热等提供相应的能源［3］。伴随着社会的发展，科技的进步，一些可再生新能源的使用概率将愈来愈多，因而，在今后的建筑设计中，应当注重一些新技术的运用与融合，强化新能源在建筑施工中的充分运用，从而推动我国可持续发展战略的贯彻实施。

4结束语

总而言之，建筑行业是一个极具代表性的采取粗放化发展模式的行业，其对能源资源的消耗是十分大的，而在这一过程中，能源资源的浪费是无可避免的。在现今能源资源日益短缺的背景下，能源资源消耗已渐渐引起人们的关注，且意识到建筑能源消耗的严重性。对此，积极转变思想观念，采取各种有效的措施与手段，例如加强建筑规划设计的合理性、提升能源资源的利用率、强化维护结构能源的运用、强化可再生能源的充分利用等，来最大限度的降低能源消耗，是极为迫切且需要的。

作者:黄天国 单位:绵阳市浩龙天星建筑工程有限公司

参考文献:

［1］穆建平．论优化建筑施工技术以有效降低建筑能耗［J］．价值工程，2014(22):135－136．