当前课程知识点：建筑室内热环境模拟及应用 > 第四章 公共建筑能耗模拟分析方法 > 04-01-公共建筑用能现状 > 04-01-公共建筑用能现状
各位同学大家好
今天主要介绍的内容
是公共建筑能耗模拟分析方法
公共建筑能耗
约占建筑能耗的四分之一
是建筑节能的重要的一环
本讲主要从以下四个方面
分别介绍公共建筑能耗
模拟分析方法的几个要点
第一是公共建筑用能现状
及节能工作的重要性
二 公共建筑的用能特征
三 公共建筑模拟中的关键点
四 模拟分析的实例
本小节是第一部分
主要介绍是公共建筑
用能现状及节能工作的重要性
希望同学们通过本讲的介绍
对我国公共建筑用能特征
和特点有一定的认识
可以熟练掌握
公共建筑能耗的模拟分析方法
从2001年到2013年
我国公共建筑总能耗呈现出
快速增长的趋势
能耗强度和建筑面积
均出现了较大幅度的增长
2010年到2013年
公共建筑单位面积能耗
从16.8千克标煤每平米
增长到21.3千克标煤每平米
能耗强度增长了约20%
从能耗总量上来讲
建筑总面积从1996年40亿平米
增长到2011年80亿平米
而公共建筑总能耗
也将近增加了三倍左右
公共建筑主要包含办公
学校 酒店 商场
交通枢纽等建筑
各类建筑用能情况和特征
有非常大的差异
从这个图中
可以看到办公建筑物的能耗
是在50千瓦时到80千瓦时左右
而商场建筑物的平均能耗水平
是在200千瓦时
可以看到商场建筑物的
每平米的能耗指标会大大高于
这个办公建筑的能耗指标
从商业办公类建筑物
能耗划分情况可以看到
在商业办公之中
能耗占比比较大的几个能耗分项
是空调系统能耗
办公设备能耗以及照明能耗
而从空调系统的能耗划分中
可以看到水泵能耗
空调箱能耗 以及冷冻机能耗
是能耗的主要组成部分
而办公类建筑物之间
也有比较大的能耗差距
例如像清华大学的清华学堂
每平米的能耗是34千瓦时每平米
而美术学院的能耗
是65千瓦时每平米
而对比像经贸大厦
这种大型的写字楼的能耗
它达到215千瓦时每平米
因此办公类建筑之间
存在着巨大的能耗差异
同时
这也是巨大的节能的潜力所在
从这张办公建筑物
累计的能耗分布图中可以看到
各个建筑物之间能耗差异巨大
而且具有同样功能的建筑物
能耗有这么大的差别
它差别主要是
来自于它的运行管理
和空调系统的
本身的效率所决定的
同样对比清华大学
校园办公建筑物的用能量的分析
可以看到以电扇 分体空调为主的
校园办公建筑
它的平均用能量
要显著低于以中央空调为主的
校园办公建筑的用电量
而一些新型的节能示范性建筑
采用了大量
这种热电冷三联供系统
像双层皮幕墙 高性能围护结构
冷辐射吊顶
智能采光调光系统等等
而它的实际能耗
却达到了89.1千瓦时每平米
这是由于
它采用的是全时间乘空间的
空调系统形式
而用户无法主动的对室内环境
进行调节
从而导致建筑物的能耗
相对来讲会比较高
通过以上的建筑实际能耗的对比
可以看出虽然这些节能建筑
采用了较多的新型节能技术
而实际的能耗却高于普通办公楼
这反映出一个问题
就是有时候这种高能效的建筑
并不代表低能耗
而这都是由于人的使用方式
和运行调节的措施所造成的
从中外建筑能耗统计数据
对比中可以看到
中国办公建筑的能耗仅占到
美国办公建筑能耗的二分之一
是香港的三分之一
而从一些案例的调研中
可以看到这种能耗
差距会更加的大
那是什么造成了中外建筑能耗
有这么显著的差别呢
我们对中美两个校园
办公建筑的能耗
进行了详细的实测和对比
从气象数据上可以看到
这两个校园的气象数据
是非常接近的
而实际调研的能耗呢却发现
这二者将近有十倍的这种差距
那这十倍的建筑能耗差距
是由于什么所造成的呢
一是建筑物的通风的方式
非常不同
在我国的办公建筑中
大多采用开窗通风
这种自然通风的方式
其风机的能耗
大部分都小于十个千瓦时每平米
而美国的这种校园办公建筑
往往采用气密性非常好的
外围护结构
通常不开窗通风
而通风方式
主要采用机械通风的方式
而这种机械通风的方式
它的每平米的能耗
大概是70千瓦时
到110千瓦时每平米
这有非常巨大的能耗差别
第二是建筑物的一天中
空调系统和照明系统
等等机电系统的运行时间
差异巨大
而我国的办公建筑
主要是在办公时间开启空调
开启照明系统
而像美国的这些办公建筑呢
大多是一天二十四小时连续运行
因此造成了能耗浪费
也非常的巨大
第三点
是空调系统结构和运行方式
有巨大的差别
像美国空调系统中往往采用的
是有再热的这种空调系统
当夏季室内环境温度偏低的时候
他们会采用这种再热的方式
将房间温度再次提升上去
能够保证房间温度
在设定温度值上
而这种再热的方式
是一种冷热抵消的
房间温度调控方式
将会造成巨大的能源消耗
因此建筑物的能耗主要受到
以下四个主要因素的影响
一建筑物是否可以开窗通风
还是需要完全依靠
机械通风系统进行换风
第二是对环境的控制是部分时间
部分空间的这种控制方式
还是全空间
全时间的控制方式
第三提供服务的保证率方面
是允许一定程度的不保证率
还是要求百分之百的保证
第四在提供服务的方式方面
是要求用户主动进行手动调控呢
还是要求空调系统自控系统
进行全自动的控制
因此在公共建筑能耗分析中
可以看到一个非常显著的共性
就是当保证率和舒适性
达到一定程度之后
过分强调保证率和舒适度
将导致极大的能源消耗
同时大幅压缩
被动式设计的设计空间
这将造成
巨大的建筑节能障碍和阻力
同样通过宾馆类建筑能耗对比
可以看到宾馆类建筑能耗
存在着能耗强度大
个体之间差异也大
同样服务品质越高
能耗差异越大
这三个显著特征
对于能耗分项之中空调系统
约占建筑总能耗的44%左右
照明约占25%
尤其重点需要提出的
是给排水的能耗约占17%
这与其他类型公共建筑
有较大的差别
因此宾馆类建筑的能耗
存在以下四个特点
第一宾馆类建筑
随时需要供应生活热水
而生活热水循环泵
全年24小时需要连续运行
第二单位面积瞬时冷量
通常都低于办公建筑
远低于商场建筑
而且空调系统
24小时需要连续运行
冷热量昼夜差别不显著
第三往往设有蒸汽锅炉
生产蒸汽用于餐饮
洗衣 生活热水等等方面
第四部分高级酒店
采用的是四管制空调系统
同时供冷和供热
往往会在春秋季等过渡季节
发生冷热抵消的问题
从以下两百余个宾馆类建筑物
能耗的对比中可以看到
虽然这些宾馆
提供的服务水平大致相同
但能源消耗水平却有巨大的差别
而造成以上宾馆类建筑物
能耗巨大差别的主要原因
有以下三点
一建筑物是否可以开窗通风
第二
室内环境是否可以实现部分时间
和部分空间的一种控制
第三生活热水形式
是一种分散式的生活热水形式
还是集中式的生活热水供应方式
同样
在商场类建筑物的能耗分项之中
空调系统和照明系统
占到了总能耗的将近90%左右
而在空调系统能耗分项之中
空调箱的风级能耗 冷却泵
冷冻泵以及冷冻机的能耗
是空调系统能耗的重要组成部分
而商场类建筑能耗
主要具有以下三个特点
第一商场的客流密度非常的大
各种照明电器的功率密度非常高
从而导致室内的发热量巨大
第二商场类建筑大多体量大
而且容易导致空调系统
能量输送的距离非常长
因此多采用这种全空气系统
因此这个空调箱风机的能耗
是能耗的重要组成部分
第三空调系统的运行时间长
一般每天运行将近12个小时以上
而且不分工作日和休息日
同样大型商场与其他办公建筑
或中小型商场对比
单位面积耗电量密度高
全年的总耗电量大
特别是冬季采暖耗热量很小
甚至有的时候需要进行供冷
而很多商场在冬季或过渡季
由于通风不足
会导致室内温度过高的问题
例如经济日报
曾经对这个现象进行了报道
提出冬季商场缘何高温依旧
而冬季商场室内高温的问题
并非是由于过量供热所造成的
而往往是由于
没有有效的利用室外通风
所引起的室内温度过高
而这是一个商场类建筑物
能源消耗的重要特征
随着我国经济快速发展
近年来新建落成了多座铁路客站
从2010年到2012年
开工建设的铁路新客站
为一千零六十六座
其中2012年建成八百零四座
而从实际的调研中可以看到
不同车站之间
日发送量和人员密度
具有显著的这种差异
特别有意思的是
平均侯车时间会由于车站的类型
而有巨大的差别
从这个图中可以看到
最后两个客站是高铁车站
它的平均侯车时间大概是15分钟
而普通车站的平均侯车时间
却达到了45分钟
这是铁路客站由于高铁
所带来的巨大的新的变化
同样通过铁路客站的
能耗状况对比可以看到
空调系统 照明系统
以及信息屏系统
占到了总的能耗的80%以上
是交通枢纽类建筑物
能耗的主要组成部分
从空调用能分项指标
对比中可以看到
采用这种中央空调系统的
能耗相对较高
而采用这种分体空调
加自然通风的客站的
空调系统能耗相对而言比较低
而通过照明用能指标的对比
可以看到采用比较好的照明设计
和采光设计的客站
它的照明能耗指标
要显著低于其他的客站
通过以上不同公共建筑
能耗对比和分析中可以看到
产生能耗巨大差异的主要原因
主要来自于以下三个方面
第一个方面是设计与技术措施
及所谓的硬件部分
其中就包括气象数据
围护结构的性能
空调分区 设备安装
设备类型以及装其容量等等
第二部分是运行管理
及所谓的软件部分
其中包括设备开启的台速
以及设备作息
以及设计温湿度 新风量
冷冻水和冷却水的流量等等
第三部分呢
主要是建筑物的人行为部分
其中包括开关窗 开关灯
以及人员移动和设定值的部分
这个我们统称为用户部分
硬件 软件和用户部分
这三部分都会对建筑能耗
产生巨大的影响
同时也会相互作用
因此是我们在设计和运行中
不能够忽视的三个重要组成部分
通过本小节的介绍
我们详细介绍了
公共建筑物能源消耗的总量
强度和面积现状
以及各类公共建筑
能耗水平与特点
通过课程的学习
我们可以看到公共建筑
具有巨大的节能潜力
公共建筑节能工作的开展
对于我国构建节约型社会
具有重大的意义
-01-01-建筑设计与运行中存在的问题与挑战
-01-02-建筑模拟是解决上述问题的重要手段
-01-03-建筑模拟的历史与分类
-01-04-DeST的介绍与特点
-01-05-DEST的应用
--Video
-01-06-准确性问题
--Video
-01-07-建筑模拟过程中常见的几个问题
--01-07
-01-08-课程目标与安排
--Video
-01-09-录屏-DEST简介
--01-09
-01-10-录屏 DEST建模
--1-10
--1-11
-第一章 绪论--第一次作业
-02-01-建筑热环境的三大传热过程
--Video
-02-02-非透明围护结构的热平衡过程
--Video
-02-03-透明围护结构的热平衡过程
--Video
-02-04-室内空气的热平衡
-02-05-建筑热过程的动态求解方法简介
--Video
-02-06-室外气象参数的取值方法
--Video
-02-07-录屏：DeST围护结构的设定
-02-08-录屏：DeST建筑全局设定
--Video
-第二章 建筑热过程与负荷计算--第二次作业
-03-01-中国城镇住宅建筑现状
-03-02-住宅中的热点问题-1
-03-03-住宅中的热点问题-2
-03-04-住宅特点及模拟要点
-03-05-住宅模拟案例-1
-03-06-住宅模拟案例-2
-3-7-房间功能设置1
--Video
-3-8-房间功能设置2
--3-8
-3-9-房间功能设置3
--3-9
-3-10-房间功能设置4
--3-10
-第三章 住宅类建筑能耗模拟分析方法--第三次作业
-04-01-公共建筑用能现状
-04-02-公共建筑的用能特征
-04-03-公共建筑模拟中的关键点
-04-04-模拟分析的实例
-04-05-录屏：建筑参数设定（1）
-04-06-录屏：建筑参数设定（2）
-04-07-录屏：建筑参数设定（3）
-04-08-录屏：建筑参数设定（4）
-04-09-录屏-报表解读（1）
-04-10-录屏-报表解读（2）
-04-11--录屏-报表解读（3）
-04-12--录屏-报表解读（4）
-第四章 公共建筑能耗模拟分析方法--第四次作业
-5-1 环境控制方案模拟的工程背景和影响因素
-5-2-环境控制系统模拟的实际工程应用
-5-3-空气处理设备方案的影响因素
-5-4-空气处理设备的模拟分析方法
-5-5-录屏：DeST中Scheme模拟计算的操作方法
-5-6-录屏：DeST中AHU模拟计算的操作方法
-第五章 环境控制模拟分析方法--第五次作业
-06-01 冷热源与水系统的工程背景与实际意义
-06-02 冷热源与水系统的模拟设计方案
-06-03 特约采访：空调水系统常见工程问题介绍-张野
-06-04 建筑能耗系统的背景和主要内容
-06-05 建筑能耗系统模拟的基本方法
-06-06 特约采访：分项计量系统与模拟的关系-沈启
-06-07 经济性分析的基本方法
-06-08 经济性分析的实际工程应用
-06-09 特约采访：经济性模拟分析的必要性与特点-王福林
--06-09 特约采访：经济性模拟分析的必要性与特点-王福林
-06-10 录屏：冷热源与泵站分析的具体操作
-06-11 录屏：其他能耗系统模拟计算模块操作
-06-12 录屏：经济性分析模块模拟操作
-第六章 冷热源方案设计与经济性分析--第六次作业
-07-01 建筑光环境：窗和遮阳
-07-02 DeST中的遮阳计算与日影分析
-07-03 外檐的遮阳与建模技巧
-07-04 DeST中的采光模拟分析方法
-07-05 DeST软件使用的实用专题
-07-06 批处理功能介绍
-07-07 多联式空调系统VRF的主要特征
-07-08 VRF系统的设计关键点
-07-09 录屏：VRF多联式空调系统模拟计算方法
-07-10 录屏：DeST中的遮阳模拟计算方法
-07-11 录屏：DeST中的阴影和采光计算
-07-12 录屏：阳光遮挡对负荷影响的模拟分析
-07-13 录屏：遮阳板对负荷影响模拟分析
-07-14 The Interview of Sun Kaiyu from Lawrence Berkeley National Laboratory about the practical eng
--Video
-第七章 VRF系统与建筑采光模拟及批处理操作--第七次作业
-08-01 人行为对建筑能耗的影响
-08-02 人行为的定义、分类与特征
-08-03 人行为的模拟分析方法
-08-04 人行为建模与实际应用（1）
-08-05 人行为建模与实际应用（2）
-08-06 录屏：DeST软件中人行为模拟模块的计算
-08-07 访谈：IEA能源分析师Brian Dean谈建筑人行为
--08-07 访谈：IEA能源分析师Brian Dean谈建筑人行为
-第八章 人行为模拟分析方法与DeST应用案例介绍--第八次作业
