作者:王超 来源:中国科学报 发布时间:2016/8/1 10:01:07
选择字号:
气象研究“献计”城市建筑节能

 

■本报记者 王超

如果你认为城市建筑节能只是建筑学家和建材科学家的“活儿”,那可就大错特错了。如今,我国的气象专家们也在为此出谋划策。

一项“气候变化对城市建筑能耗的影响及对策”的研究项目已在天津市气象局展开,那里的气象专家们试图建立气候变化对建筑能耗影响评估模型的方法,分析气候变化对建筑节能用气象参数和建筑能耗的影响,从建筑设计和运行两个方面为节能减排献计献策。

建筑能耗“因气象而动”

建筑能耗与气象关系密切,一栋建筑从设计到使用是否节能,气象都起着关键性作用,室外气象参数直接决定着冬季供暖、夏季制冷能源消耗量。我国现行的建筑节能设计标准都是基于1970—2000年作为统计期的历史气象数据计算制订的,这些气象数据已不能代表当前气候的状况及未来气候发展趋势。

“在气候变化的大背景下,建筑节能用气象参数发生了明显变化,同时城市‘热岛效应’加剧了这些气象参数的变化。”该项目负责人、天津市气候中心副主任郭军对《中国科学报》记者说。

郭军举例说:“随着冬季平均气温的逐步升高,如果室外温度上升1.0℃,能源消耗需求就会相应减少约2.9%,但是按照目前的采暖期供暖标准,并没有考虑气候变暖的因素,显然会令能源产生浪费。”

与此同时,气候变化也使夏季制冷期的能耗需求上升,且气象参数还会随着气候变化而继续改变,这对空调系统选型和运行安全也会产生一定影响,影响建筑节能整体效能。

定量评估科学实用

“我们通过定量评估气候变化和热岛对气象参数及能耗影响,计算设计负荷,得出如果建筑在设计、运行时考虑气候变化因素采暖,具有采暖总能耗3%~5%的气象节能潜力。”天津气候中心副主任李明财对《中国科学报》记者说。

研究方法上,通过与天津大学等高校和科研机构合作,项目组先是用软件进行模拟,再用理论算法推演,算完之后开展理论应用。他们从北到南选取了哈尔滨、天津、上海、广州、昆明5个代表城市做气候区,将研究对象细分为居住建筑和公共建筑,居住建筑又选择了第一步节能、第二步节能和第三步节能建筑,公共建筑选取了商场、办公楼和场馆类建筑等,利用国际通用的TRNSYS(瞬时能耗模拟软件)模拟了各种建筑物逐小时采暖和制冷能耗。

“在能耗模拟软件中输入针对某栋大楼的建筑参数、传热系数等一系列固定参数,然后输入室外气象参数,通过软件的运行模拟,输出的就是理论能耗。”

李明财表示,软件模拟的是假定的建筑,存在一定的误差,还需用实测的数据进行校正。通过对各类建筑温湿度、供回水温度、流量等的实际监测,得出符合实际能耗情况的结论。

“该方法不但考虑了多种气象要素对城市建筑的影响,而且考虑了围护结构、通风性能、朝向等建筑参数影响。”李明财进一步解释,该研究与以往研究相比,不但比仅基于气温计算而得的数据更加准确,而且不考虑经济和人为因素的影响,更为客观地反映了气候变化的影响,研究成果更具有实用性和可操作性。

建筑节能对策得当

据统计,我国每年新增建筑面积达到18亿至20亿平方米,建筑能耗占社会终端能源总消耗的比例约为30%。随着城市化水平的提高,建筑能耗占比将进一步增加,而城市“热岛效应”愈加明显,城区与郊区、远郊及农村气候差异的加大,则进一步增加了节能气象研究与技术应用的潜力。

“在完成了气候变化对城市建筑能耗影响分析的前提下,我们对建筑节能手段给出了相应对策。”李明财认为,一是在建筑节能设计时,应根据当前及未来气候条件设定相应的气象参数;二是应改造提升建筑物的围护结构,注意提升在窗户、幕墙等建造过程中围护结构的整体保温性能,以达到降低建筑能耗对气候变化敏感性的目的;三是应重视自然通风,并将其视为最为有效的建筑节能技术之一,在今后的设计过程中充分考虑自然通风的因素,从而避免不必要的投资浪费。

“气候变化已是不争的事实,我们要利用现有的技术手段,不断提升应对气候变化的能力,为城市建筑节能、实现能源可持续发展提供有价值的参考信息。”郭军说。

《中国科学报》 (2016-08-01 第4版 综合)
 
 打印  发E-mail给: 
    
 
以下评论只代表网友个人观点,不代表科学网观点。 
SSI ļʱ
相关新闻 相关论文

图片新闻
科学家构建更好抗生素 70亿年后,垂死太阳刮什么风
地震波也能测海温 慧眼卫星发现距离黑洞最近的高速喷流
>>更多
 
一周新闻排行 一周新闻评论排行
 
编辑部推荐博文
 
论坛推荐