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筑龙网华中科技大学硕士学位论文摘要能源是社会发展的重要基础资源，然而，能源并非取之不尽，用之不竭的。随着经济的飞速发展和人们生活水平的不断提高，建筑能耗在社会总能耗中的比例逐渐增大，同时，暖通空调的能耗又是建筑能耗的大头，成为建筑节能的重点。政府机关办公建筑能耗与其他类型建筑的能耗相比，由于该类建筑建造的年代一般较早，现代化管理水平不高，使用大型用电设备的较少，再加上工作人员较少、人均使用面积较高，设备同时使用率较低，导致这类建筑单位耗电量并不是很高；但是建筑本身围护结构不节能，节能管理也不规范，所以该类建筑存在较大的节能空间。对其能耗现状进行调查，并针对调查发现的问题和建筑特点，提出有效的节能方法，这是本文的研究重点。本文通过全面收集并查阅建筑能耗及节能方面相关文献、资料，在湖北省建设厅07年底针对20余栋政府机关办公楼的建筑能耗进行实地测量、调查的基础上，分析了该类建筑的能耗状况，并全面探讨了其整体用能水平。接着本文利用能耗模拟软件DeST及DesignBuilder，针对典型建筑，进行能耗审计及模拟，根据测试、调查数据及建筑信息，建立建筑几何模型，模拟出该建筑负荷和空调系统能耗数据，并与实际调查结果进行了对比分析。然后利用DeST软件分析了不同因素对建筑负荷的影响情况，并根据模拟分析结果与调查中发现的问题，结合武汉地区的气候特征，利用DesignBuilder软件对其建筑节能潜力进行了研究，这些工作对建筑节能改造具有十分重要的理论参考价值。关键词：办公建筑能耗模拟建筑节能DeSTDesignBuilderI筑龙网:OfficeBuildingsimulationofenergyconsumptionEnergyEfficiencyDeSTDesignBuilderII筑龙网课题背景能源作为社会发展的重要基础资源，其并非取之不尽，用之不竭的。据《2004年BP世界能源统计》，截止2003年底，全世界剩余石油探明可采储量为1565.8亿吨，按目前年产36.97亿吨，探明的含量仅可供开采43年；煤炭剩余可采储量为9844.5亿吨，按目前的生产和消费率仅可维持160年；天然气剩余可采储量为175.78万亿m3，按目前消耗量仅可使用65年，由上面的数据我们可以看出，常规能源已面临枯竭[1]。然而随着经济和社会的发展，对能源的需求也将继续增加，同时世界各国经济发展水平不同，导致各国的能源消费情况也不一样，图1.1为2004年的世界一次能源消耗量情况。图1.12004年各国的能源消耗情况而能源的供给又与经济的发展是密切相关的，经济的发展离不开能源。以我国为例，首先，煤炭是我国经济发展的主要能源，我国不仅是煤炭生产第一大国，更是消费第一大国。据估计，我国平均年产煤炭量约11.5亿吨，实际消耗煤炭高达43亿吨，几乎相当全球的煤炭产量[2]。其次，我国1993年成为石油净进口国，随着我国经济的发展，对石油的需求将逐年增加。据估计，到2020年，进口石油将占石油消耗总量的63%～70%，如果石油的价格上涨，将对我国经济产生很大的冲击。由此可见，能源危机已经成为制约我国经济发展的重要因素。1筑龙网年由湖北省建筑科学研究设计院提出，经湖北省建设厅申请立项，并获得批准，批准文号为鄂建文【2007】311号，在对20余栋省直机关办公建筑和5所高校的能源审计工作及能效公示的实际工程项目的基础上进行的，对机关办公建筑进行了能耗审计模拟，并对建筑的节能潜力进行了研究，为指导下一步的节能改造工作打下基础。1.2建筑能耗现状建筑能耗广义上是指从建筑材料制造、建筑施工直至建筑使用全过程的能源消耗；狭义上是指维持建筑功能所消耗的能耗，包括采暖、通风、空调、照明、设备、烹饪和热水供应等方面的能源消耗[3]。随着科技进步，社会经济迅猛发展，建筑总量不断增加，居民对居住环境的要求也在不断提升，建筑能耗呈急剧上升的趋势。1.2.1国外建筑能耗现状国外在建筑能耗方面所做的工作比较早，如美国早就对建筑能耗进行了调查，建立了建筑能耗统计数据库[4]；英国于1976年对建筑能耗进行了调查；希腊用5年时间对1200栋建筑进行了能源审计[5]；印度对其首都50余栋5层以上10层以下的办公楼进行了能源审计[6]；加拿大在1993和1997年对单体住宅进行了两次抽样调查，并根据调查分析结果，与美国DOE合作开发了设备使用及更新数据软件[7]。日本的建筑能耗占社会总能耗的约27%[8]，欧盟这一比例约为40%[9]，葡萄牙是23%左右[10]，德国的工业是昀先进的，其也是能源消耗昀多的国家之一，在2002年德国提出将建筑节能要求提高近30%[11]。图1.2列出了2004年世界部分国家建筑能耗的具体情况，从中我们可以看出各国建筑能耗占社会总能耗的30%~40%左右[12]。2筑龙网我国建筑能耗现状我国是能源消耗大国，建筑能耗已成为社会总耗能的重要部分，1996年中国建筑消耗3.3亿吨标准煤，占能源消耗总量的24%，2001年达3.76亿吨，占消耗总量的27.6%。2004年我国具体各类建筑能耗所占比例如图1.3所示[13]。图1.3我国各类建筑能耗所占比例据建设部统计数字显示，截止2003年底，我国城乡房屋建筑面积为383亿m2，城镇房屋建筑面积140.9亿m2，且仍在以每年16～20亿m2的速度增长，在每年近20亿m2的竣工面积当中，只有5000万m2左右是节能建筑，只占3%左右，也就是说有97%属于高能耗建筑。将我国建筑能耗与其他发达国家进行比较，结果如图1.4和图1.5所示，由对比分析结果可以看出，我国建筑能耗单位水平远远低于发达国家，仅为欧洲的1/5，美国的1/3，有待努力实施建筑节能。3筑龙网年的石油危机，给世界各国敲响了能源供应的警钟，各国开始认识到节能的重要性和迫切性，将建筑节能纳入到节能工作的重点，从技术、政策等方面采取各种有力的举措来推动建筑节能策略的实施[14]。建筑节能发展经历了三个阶段：从昀初的以减少能源使用和保持能源稳定，到提高能源效率，再到利用可再生能源，用有限资源和昀小消耗获取昀大经济效益的节能[15]。1.3.1国外建筑节能发展美国的建筑节能法律法规是目前世界上公认昀详细的，美国绿色建筑协会推出的《绿色建筑评估体系》，目前来说，是昀完善、昀具影响力的建筑环保评估标准。美国建筑节能方面的工作，受到各级政府的高度重视，并且美国对建筑节能做了长4筑龙网华中科技大学硕士学位论文远的规划，采取了一系列包括推行能效标识、经济激励、低收入家庭补助、加强研究开发等在内的节能措施[4]。日本是一个岛国，能源短缺，90%以上依靠进口，因此对建筑节能工作更加重视。日本1979年就颁布了《关于能源合理化使用的法律》，并于1997年提出了2010年的建筑节能目标，将节能指标下达到具体的各个部门和行业[16]。此外日本还提出了“建筑的节能与环境共存设计”的概念。德国的建筑节能体系及技术在欧洲乃至整个世界都处于领先地位，西德政府早在1976年就颁布了《建筑节能法》，其EnEV2002建筑节能规范，体现了德国昀新的节能技术研究成果，具有非常强大的实际操作性；德国在建筑节能方面的工作对世