公共建筑能耗影响因素及交互作用分析

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中国是造成全球建筑能耗增加的主要新兴经济国家。在中国城镇化进程越来越快的过程中,建筑业也随之发展迅速,其能源问题已经成为我国关注的焦点。公共建筑的高能耗问题最为显著。相比其他建筑类型,其全年运行能耗强度最高,因此公共建筑的节能减排是我国建筑节能工作的重点。通过对公共建筑能耗影响因素的研究能够找准建筑高能耗的关键原因,有助于在设计初期提高设计决策的针对性和准确度,是公共建筑节能设计工作中不可缺少的部分。目前国内已陆续开展了公共建筑能耗信息统计和多个城市的能源审计工作,产生了大量实际建筑信息数据。从实际建筑数据入手进行影响因素研究,能够提高研究的可信度和实用性。现有研究大多在探究因素对建筑能耗的影响时,将各因素假定为相互独立的关系,对因素间交互作用方面涉及较少。建筑师在进行节能设计时,若缺乏考虑影响因素间交互作用对能耗的影响,将降低节能设计的精准度。基于此,本文旨在以真实数据为基础,对公共建筑能耗影响因素及因素间交互作用进行研究,通过确定公共建筑能耗主要影响因素和量化交互作用结果为公共建筑节能设计过程提供参考。论文的主要研究包括:(1)通过文献研究方法建立了包含22个影响因素在内的公共建筑能耗影响因素指标体系。指标体系分为四大类,分别是建筑本体类、用能设备类、人员使用类和环境类。并根据指标体系通过文献采集和能耗审计文件调研收集了全国各地总共83栋公共建筑的实际基础数据。(2)使用主成分分析法建立公共建筑能耗影响因素分析模型。通过对22个影响因素的聚类降维提取出16个主要影响因素,并归结为6个主成分。分析各个因素对建筑能耗的影响度,根据方差贡献值,建筑规模主成分和建筑围护结构热工性能主成分对公共建筑能耗的影响最大。(3)主成分分析提取的主要影响因素作为影响因素交互作用模型构建的基础,利用广义多因子降维法(GMDR)对影响因素间交互作用进行研究。结果显示多组影响因素间存在交互作用,根据计算结果分类限值量化了各组交互作用对建筑能耗的影响,并对公共建筑节能设计提出建议。
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