氣候變化對我國不同建筑氣候區(qū)建筑節(jié)能氣象參數(shù)及能耗的影響.pdf

1、近年來，中國樓宇經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，每年新增建筑面積18-20億平方米，而且每年建設(shè)部有近億平方米的既有建筑節(jié)能改造任務(wù)。如何使新建建筑建設(shè)和既有建筑的改造更加節(jié)能，尤其是采暖空調(diào)系統(tǒng)能夠充分利用有利的氣候條件，避免能源浪費(fèi)，同時(shí)提高建筑環(huán)境的舒適度，其中非常重要的一點(diǎn)就是要準(zhǔn)確把握中國不同建筑氣候區(qū)的氣候變化特征，充分考慮氣候變化開展建筑節(jié)能，為政府決策和建筑設(shè)計(jì)部門節(jié)能設(shè)計(jì)提供依據(jù)。
　　本文選取全國五種建筑氣候區(qū)（嚴(yán)寒地區(qū)、寒冷地

2、區(qū)、夏熱冬冷地區(qū)、溫和地區(qū)、夏熱冬暖地區(qū)）的典型城市（哈爾濱、天津、上海、昆明和廣州）辦公建筑作為主要研究對象，根據(jù)國家氣象信息中心1961—2010年每年的8760個(gè)（365d×24h/d）氣象要素（干球溫度、相對濕度、太陽輻射、風(fēng)速、風(fēng)向）的逐小時(shí)數(shù)據(jù)和與能耗相關(guān)的建筑參數(shù)（包括圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)、建筑物的室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度、濕度和空氣交換率、室內(nèi)荷載強(qiáng)度、窗墻比等）這兩類初始數(shù)據(jù)，利用TRNSYS(Transient System Si

3、mulation Program)軟件完成能耗的模擬。利用MIROC5模式的逐月輸出結(jié)果（要素包括溫度、相對濕度和輻射，通過溫度和相對濕度計(jì)算得到濕球溫度）得到未來（2011年-2050年）和（2011年-2100年）氣候預(yù)估數(shù)據(jù)，并結(jié)合主成分分析等統(tǒng)計(jì)方法，將影響能耗的逐月干球溫度、濕球溫度和太陽總輻射數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，研究了氣候變化對建筑采暖和制冷能耗以及室外氣象參數(shù)的影響，預(yù)估了未來氣候條件下建筑采暖和空調(diào)能耗。本文主要研究結(jié)果如下：

4、
　　（1）嚴(yán)寒地區(qū)、寒冷地區(qū)、夏熱冬冷地區(qū)各城市建筑供熱負(fù)荷均主要受干球溫度的影響，在氣候變暖的背景下，各氣候區(qū)建筑供熱負(fù)荷均呈顯著下降趨勢；各氣候區(qū)建筑制冷負(fù)荷對氣候/氣候變化的響應(yīng)模式明顯不同，從北方嚴(yán)寒地區(qū)到南方夏熱冬暖地區(qū)，影響制冷負(fù)荷的主要要素從干球溫度變?yōu)闈袂驕囟?。氣候變暖的背景下，受干球溫度影響的哈爾濱制冷年負(fù)荷呈升高趨勢，天津和上海（受濕球溫度影響）制冷年負(fù)荷沒有顯著變化趨勢，而廣州（受濕球溫度影響）年制冷負(fù)荷呈

5、弱的顯著下降趨勢。
　?。?）受氣候變暖影響，建筑節(jié)能設(shè)計(jì)氣象參數(shù)發(fā)生了明顯的改變，不同建筑氣候區(qū)有明顯差異，且冬季影響明顯大于夏季。通過計(jì)算設(shè)計(jì)負(fù)荷，發(fā)現(xiàn)僅考慮氣候變暖的影響，總體上冬季能耗的降低大于夏季能耗的升高，對建筑節(jié)能有利。夏季空調(diào)室外計(jì)算溫度的升高不僅增加夏季空調(diào)能耗，也使空調(diào)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)加大，在極端高溫天氣應(yīng)當(dāng)注意空調(diào)系統(tǒng)的安全運(yùn)行。
　?。?）夏季空調(diào)期日平均溫度和室外逐時(shí)溫度近20年來在不同城市均表現(xiàn)出上升趨勢

6、，但不同城市一日內(nèi)差異最大值出現(xiàn)時(shí)段明顯不同。哈爾濱和天津最大值出現(xiàn)在凌晨，此時(shí)溫度升高對日最大負(fù)荷影響不大。廣州和上海在午后時(shí)段，溫度均有升高，由于該時(shí)段空調(diào)運(yùn)行負(fù)荷最大，也是一日中的高溫時(shí)段，所以溫度的變化將對空調(diào)最大負(fù)荷產(chǎn)生顯著影響，使負(fù)荷理論值小于實(shí)際值，不但影響下午空調(diào)運(yùn)行的效果，也對空調(diào)運(yùn)行安全產(chǎn)生一定的影響。
　　（4）在冬季,各城市通風(fēng)室外計(jì)算溫度上升明顯，從而使通風(fēng)負(fù)荷下降；而在夏季,其通風(fēng)室外計(jì)算溫度升高，將增

7、加通風(fēng)負(fù)荷。但總體來看，冬季升溫幅度要大于夏季，全年通風(fēng)負(fù)荷降低，對通風(fēng)節(jié)能是有利的。
　?。?）應(yīng)用主成分分析法，并結(jié)合過去50年(1961-2010年)TRNSYS模擬結(jié)果以及未來90年（2011-2100年）兩種排放情景下氣候預(yù)估數(shù)據(jù)，共計(jì)140年逐月的干球溫度、濕球溫度和太陽輻射數(shù)據(jù)，推算出不同氣候區(qū)典型城市辦公建筑制冷和采暖能耗。受未來氣候變化影響，不同氣候區(qū)代表城市熱負(fù)荷均呈現(xiàn)下降的趨勢，而冷負(fù)荷則呈現(xiàn)上升的趨勢。但不

8、同氣候區(qū)變化幅度明顯不同，應(yīng)該在新建建筑節(jié)能設(shè)計(jì)和既有建筑節(jié)能改造中充分考慮未來氣候情景下能耗特征，做好氣候變化應(yīng)對和適應(yīng)。
　?。?）在氣候變暖的背景下，2011-2050年和1961-2010年相比，在低排放情景和中等排放情景下，哈爾濱平均總能耗降幅分別為1.93％和1.85%，2011-2100年平均總能耗降幅分別為2.16%和2.72%。而天津和上?？偰芎脑黾樱旖?011-2050年平均總能耗相比1961-2010年兩種