夏热冬暖地区办公建筑能耗预测模型研究

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我国夏热冬暖地区经济和建筑产业发展都非常迅速,建筑能耗形势较为严峻,对该地区进行建筑节能研究具有重要意义。本文以夏热冬暖地区典型城市——深圳市为例进行该气候区办公建筑能耗预测模型的研究。通过分析参考建筑节能设计标准规范及大量文献的基础上,建立了一个符合该地区能耗水平的典型办公建筑分析模型。以该建筑模型为载体,根据建筑负荷、空调系统及制冷设备三个模块分别对夏热冬暖地区办公建筑能耗影响因素进行了分析汇总,确定了13个作为本文研究的影响因子:(1)建筑朝向;(2)外窗类型;(3)窗墙面积比;(4)外墙类型;(5)室内设定温度;(6)人均面积指标;(7)照明功率密度;(8)设备功率密度;(9)人均新风量;(10)空调系统形式;(11)风机效率;(12)冷冻水供水温度;(13)制冷机COP。为了抓住主要影响因素,对各因子安排了正交试验并采用能耗模拟软件eQUEST对各种组合进行了正交模拟试验。通过方差分析方法得到了11个建筑能耗显著性影响因子和9个空调系统能耗显著性影响因子。建筑能耗显著性影响因子为:(1)外窗类型;(2)窗墙面积比;(3)室内设定温度;(4)人均面积指标;(5)照明功率密度;(6)设备功率密度;(7)人均新风量;(8)空调系统形式;(9)风机效率;(10)冷冻水供水温度;(11)制冷机COP。空调系统能耗显著性影响因子为:(1)窗墙面积比;(2)外窗类型;(3)室内设定温度;(4)人均面积指标;(5)人均新风量;(6)空调系统形式;(7)风机效率;(8)冷冻水供水温度及(9)制冷机COP。针对常用的三种中央空调系统形式:风机盘管加新风系统,全空气定风量系统和全空气变风量系统,分别对11个建筑显著性能耗影响因子安排模拟试验,运用SPSS18.0对试验数据进行多元回归分析,建立了三种空调系统形式下的能耗方程并对各方程的正确性进行了检验。通过选取夏热冬暖地区典型城市深圳市某幢写字楼进行了预测模型的验证,该写字楼采用的是变风量空调系统,预测值与实际值的相对偏差为7.0%,表明本文所建立的模型具有较好的预测效果。文中最后还对各能耗影响因素进行了单因子分析,指出了建筑节能的重点,有助于建筑节能设计者对设计参数进行权衡分析,同时为该地区开展新建建筑节能设计和既有建筑节能改造工作提供了参考。
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