重庆市办公建筑能耗调研及节能对策研究

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近年来,随着办公类建筑迅速增多以及人们对办公环境要求的提高,办公建筑能耗也显著增加,给业者和城市能源、环境和电力供需都带来了很大的压力。据统计,重庆居民住宅一年的能耗叠加在一起,每平方米建筑面积平均不过20多度电,而单体面积超过2万平方米的大型公共建筑,每年每平方米消耗的电能超过300度,是住宅建筑的十多倍,作为公共建筑之一的办公建筑人均耗电量是城镇居民的10.6倍、农民的36倍,可见重庆市办公建筑能耗相当高,因此办公建筑的节能成为重庆市建筑节能事业的重点。由于我国地域广阔,南北跨越严寒、寒冷、夏热冬冷、温和和夏热冬暖多个气候带,各个地区的气候、资源、环境等相差较大,经济文化发展水平也不平衡。故建筑节能具有很强的区域性,不能照搬其他地区的节能对策,只有根据重庆气候适应性原则找出正确的节能途径。本文就是对重庆地区办公建筑的节能途径进行探索和研究。了解办公建筑的能耗现状以及影响能耗的主要因素是节能设计和节能改造的必要前提,只有找到建筑节能的关键环节,才能取得显著的节能效果。所以为了了解办公建筑能耗现状,笔者首先查阅大量资料,对国内外办公建筑能耗现状、节能技术、能耗调研、能耗动态模拟方法进行系统回顾与剖析。其次笔者花了大量的时间,分成普遍、重点两个阶段对重庆市主要办公建筑进行调研,调研工作围绕着了解重庆市办公建筑的特点、围护结构使用的材料、建筑总能耗、能耗能结构、以及运行管理状况等几个方面进行的,通过对调研结果的详细分析,得出重庆办公建筑平均能耗密度132 kWh/m2?a,空调采暖能耗占50.7%;处于最不利的东西朝向的建筑高达32%;外墙和屋顶基本没有采用保温材料,外墙传热系数高达2.0 W/m2.k,屋顶传热系数高达3.14W/m2.k,使用铝合金窗框和普通玻璃的建筑达到80%,传热系数高达6.4W/m2.k,围护结构的热工性能很差,和标准相比差的还很远;对于能耗高的原因进行了较为全面的把握,为下一步能耗模拟方案的制定和模拟模型的选取打下基础。接着借助模拟软件DeST-c,在调研归纳的办公建筑能耗现状的基础上,选取典型办公建筑模型进行能耗模拟,运用单一因素法,对影响办公建筑能耗的显著性因素进行定量分析,从而找到办公建筑能耗与朝向、体形、外墙、屋顶、窗户这些因素之间的关系。通过模拟得出:各因素对办公建筑影响程度为窗墙面积比>外窗类型>外墙类型>遮阳>朝向>屋顶;墙体、窗户、屋顶的最大节能潜力分别为7.51%,9.14%,3.08%;办公建筑应该把非空调房间放到东西朝向,尽量使用节能潜力大的LOW-e玻璃,屋顶虽然节能潜力不大,但是它对顶层房间室内热环境影响相当大,需要注意其保温隔热;本研究所得数据和相关分析具有一定的代表性,将为科学、合理地制定适合重庆的建筑节能标准、法规和激励政策提供依据,也能为相关研究和节能改造提供参考。最后,通过对前期调研数据、模型模拟的详细分析,针对围护结构提出了具体的节能设计方案;并在节能改造实例中对各方案的节能率、节能投资与收益进行计算分析与比较,把理论研究落实到实际工程,从而对重庆市办公建筑节能设计和节能改造具有参考价值。
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