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当前,人类面临着能源危机、气候变化、环境恶化等一系列问题,世界各国开始反思高能耗和高排放行为并聚焦于节能减排的研究。数据显示,建筑业能耗量约占世界总能耗的30%～40%,其温室气体排放量约占全球的40～50%;其中,我国建筑业能耗约占全国总能耗的20%以上并呈不断上升趋势,所以建筑业是亟需实施节能措施和推动碳中和发展的关键领域。大量研究和实践表明,40%以上的节能潜力来自于建筑设计阶段,此阶段的各项抉择将对建筑能耗产生源头性影响,所以关于建筑设计阶段的节能研究势在必行。但是,目前此阶段的参数抉择多依靠经验判断和定性分析,虽然相关学者已经开始进行量化研究,但是在研究深度和广度上尚待继续补充和推进。本课题选取数量迅猛增长和节能潜力巨大的高校公共教学楼作为研究对象开展研究。在梳理国内外“建筑能耗典型模型库构建”、建筑节能、教学类建筑节能等相关研究成果和分析国内“能耗模拟”与“建筑节能”的演进趋势和研究热点的基础上,选取高校云集的北京地区展开高校公共教学楼的能耗影响机制和节能预测研究,具体内容如下:（1）构建了北京地区高校公共教学楼的能耗典型模型库。A○1EA实地勘察了40座北京高校公共教学楼,按照建筑形式、围护结构、HVAC系统、内部负荷等四大方面进行数据采集。A○2EA收集北京地区的气象统计数据,依据实际调研数据,结合行业相关规范标准和国内外研究成果,系统梳理和调整。A○3EA筛选出表征建筑能耗特征的26类参数,总结其特点与取值空间,为下文深入开展能耗影响因子的作用规律和特性的研究夯实基础。（2）探析了10种设计参数（局部动态变化）与各项建筑能耗的作用规律和特性。就建筑形式与围护结构两方面的10类参数（建筑形状、朝向、各向窗墙比、围护结构参数等）,通过全年动态能耗模拟和局部敏感度法,逐一量化分析了它们与各类能耗间的作用机理,并从峰值、谷值、节能率、最大节能量、碳中和潜力等角度进行了详细分析,研究结果表明:A○1EA具有相同的相对体形系数的不同建筑形状（“矩”型、“L”型、“U”型、“庭院”型）,在无窗时,能耗随相对体形系数的变化趋势基本一致;有窗时,四种形状的能耗随相对体形系数的变化规律不一致,这也表明窗户自身属性（传热系数、太阳得热系数、窗户面积等）和建筑形状存在交互作用。A○2EA量化了朝向因素对于能耗的作用特性和机理,朝向对能耗影响的实质是改变了在不同方向上的墙体与窗体的面积分配与比例。A○3EA各向窗墙比对于各类能耗的影响呈现出较大的差异;外墙和屋顶的保温层厚度存在一个“经济值”;外窗得热系数对供暖和制冷能耗的影响效应相逆,外窗传热系数对于供暖和制冷能耗的影响效应也相逆。（3）确定了9种设计参数（全局动态变化）对于各项能耗的敏感度排序并对比分析了不同建筑形状的参数敏感度排序异同。运用Energy Plus、Design Builder、j EPlus三者协同运算平台,综合应用定性Morris和定量Sobol的全局敏感度方法,评估了在所有参数动态变化下的输入空间对模型输出的影响,揭示了各项参数与能耗之间的作用机制,识别了影响各类能耗的敏感参数,确定了9类参数在3类响应变量下的敏感度排序,求出了各个输入因子对于各项能耗的敏感度指数。结果表明:对于不同能耗类型,参数敏感度排序具有巨大差异;对于不同建筑形状的同种能耗,参数敏感度排序大体一致,但局部会有波动;朝向因素的交互效应较强。A○1EA供暖能耗:外窗传热系数和太阳得热系数为高敏感参数,“矩”型中它们的总阶（一阶）敏感度指数分别为0.509（0.481）和0.270（0.259）,“L”型中为0.552（0.533）和0.292（0.286）,“U”型中为0.618（0.561）和0.193（0.172）,“庭院”型中为0.634（0.610）和0.264（0.258）;南北窗墙比、朝向、外墙与屋顶的传热系数等5个参数为中度敏感度参数,对于不同建筑形态,5个参数的排序存在局部变化（不确定性）;西向和东向窗墙比为低敏感度参数。A○2EA制冷能耗:四类建筑形状中太阳得热系数均对于制冷能耗的敏感度最显著,占据主导型地位,其总阶（一阶）效应指数分别为0.645（0.620）、0.705（0.698）、0.708（0.675）、0.856（0.817）;然后为南北窗墙比、朝向因素和东西窗墙比,其中较为均质的“庭院”型在排序上表现出局部微差。A○3EA照明能耗:南向或者北向窗墙比的敏感性最高。研究成果可应用于建筑设计参数抉择和低能耗建筑实践。（4）推导了建筑设计阶段的能耗预测模型和设计了能耗预测工具。A○1EA叠加运用SRC系数,确定了各项参数与四项能耗的正负作用情况,并分析得出全年综合能耗由冬季供暖能耗来主导。A○2EA基于LHS抽样方法,运用多元线性回归方法,推导了四种建筑形状的综合能耗及分项能耗与9类参数之间的关系模型,验证和评价了预测模型。A○3EA设计了一款具备4种使用模式的建筑设计阶段的高校公共教学楼能耗预估工具,并详述了工具的界面布局、操作步骤和使用模式,增强和延伸了本研究成果的应用前景。