论文题目：北京地区高校教学建筑节能潜力优化研究
摘要：在我国建筑行业迅猛发展的同时,建筑能耗也在飞速上升,降低建筑能耗对保障我国能源安全与社会经济的健康发展具有重要意义。高等学校是社会组织结构的重要一员,拥有庞大的建筑基数,节能潜力十分明显。最新颁布的《绿色校园评价标准》提出了符合我国国情的校园节能技术,加快推进绿色校园的建设工作是国家政策的要求,同时也是高校对全社会应该承担的重要责任。我国现存高校建筑数量众多,大多数建造时间较为久远,普遍存在能源消耗量大,运行能耗偏高等问题。而教学建筑作为高校校园的主要功能建筑,具有人员密度大、人员活动频率高、运行管理复杂但能耗类型较为简单的特点,较容易进行建筑分项节能优化。因此,探究适宜于高校教学建筑的节能优化技术对高校教学建筑的节能研究具有重要意义。本文以北京地区某高校教学建筑为研究对象,首先对该教学建筑的围护结构现状、暖通空调系统和室内热环境进行研究分析,发现该教学建筑建造时间较早,围护结构热工系数超出规范《北京市公共建筑节能设计标准》规定限值。供暖期内二次侧管网实测运行温度远低于设计温度,制冷期冷冻水实测供回水温度达到设计温度。制冷机组负载率高,冷机运行状况良好,采暖热水系统与空调水系统均处于“大流量,小温差”的状态,循环水泵的能耗较高。冬季教室室内温度偏低,夏季室内温度适宜。其次,针对该教学建筑的实际情况选择合适的围护结构和空调系统节能优化技术。通过De ST能耗模拟软件,建立教学建筑基准能耗模型,在能耗模拟数据与实测数据进行准确性校验的基础上,采用局部敏感性分析方法对影响教学建筑能耗的各围护结构因素进行了敏感度研究,得到围护结构对建筑能耗的平均敏感度排序:外窗传热系数＞外窗遮阳系数＞外墙传热系数＞屋顶传热系数,以此提出相应的围护结构的优化方案,通过围护结构的节能优化可使建筑总能耗降低5.76%。同时对空调系统进行节能优化探讨,分别模拟分析采用排风全热回收、水泵节能及空气源热泵作为热源时的建筑总能耗。研究结果表明,采用水泵变频方案时的节能效果最好,其次是排风全热回收,最后是空气源热泵,总能耗节能率分别为14.15%、8.14%、7.62%。最后,针对教学建筑所提出来的节能技术进行节能效益与经济性分析。研究结果表明:进行水泵变频、排风全热回收、空气源热泵、围护结构优化后每年节能量换算为标准煤相当于分别节省费用84852.02元、48818.97元、45680.61元、34521.99元。对采用各建筑节能技术情景下的碳排放强度和减排率进行分析发现采用水泵变频后建筑碳排放强度可降低至31.90kg/（m~2·a）,碳减排率最高为14.15%,其次是采取全热回收方案,碳排放强度为34.13kg/（m~2·a）,碳减排率达到8.14%,然后是热源采用空气源热泵,碳排放强度为34.32kg/（m~2·a）,碳减排率为7.62%,最后是围护结构优化,碳排放强度为35.01kg/（m~2·a）,碳减排率为5.76%。采用年收益投资比SIR值对教学建筑节能技术进行研究发现,暖通空调系统的节能优化技术节能潜力排序为:水泵变频＞排风全热回收＞空气源热泵;外围护结构的节能优化技术节能潜力排序为:外窗＞屋面＞外墙。对基准建筑和采用所有节能优化技术后的建筑进行了全生命周期费用分析,发现优化后建筑初投资较基准建筑增长了26.5%,优化后建筑年运行费用较基准建筑降低了25.7%,在整个生命周期内,优化后建筑生命周期费用较基准建筑减少了38.9%,节能效益显著。
关键词：高校教学建筑;能耗分析;节能潜力;节能效益;节能经济性
学科专业：建筑与土木工程（专业学位）
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 我国高校建筑能耗
1.1.2 我国高校节能政策发展
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.2.3 节能技术研究现状
1.3 研究内容及方法
1.3.1 研究内容
1.3.2 研究方法
1.3.3 技术路线
1.4 研究目的及意义
第二章 北京地区高校教学建筑节能可行性分析
2.1 建筑现状分析
2.1.1 建筑基本信息
2.1.2 建筑围护结构现状
2.1.3 建筑空调系统现状
2.2 建筑室内热环境分析
2.3 建筑围护结构与空调系统问题分析
2.3.1 围护结构问题分析
2.3.2 空调系统问题分析
2.4 本章小结
第三章 教学建筑基准模型的建立
3.1 软件介绍
3.2 基准模型的建立
3.2.1 建筑概况
3.2.2 室内环境参数
3.2.3 建筑内扰参数
3.2.4 建筑围护结构
3.2.5 暖通空调系统
3.3 建筑模型验证
3.4 基准能耗
3.5 本章小结
第四章 节能技术应用效果分析
4.1 围护结构优化
4.1.1 影响因素分析方法
4.1.2 外墙节能技术敏感性分析
4.1.3 屋顶节能技术敏感性分析
4.1.4 外窗节能技术敏感性分析
4.1.5 围护结构节能优化方案
4.2 空调系统优化
4.2.1 热回收方案
4.2.2 水泵节能
4.2.3 空气源热泵
4.3 节能效果分析
4.4 本章小结
第五章 节能效益与经济性分析
5.1 效益分析
5.1.1 能耗效益分析
5.1.2 环境效益分析
5.2 经济性分析
5.2.1 节能技术经济性指标
5.2.2 全生命周期费用分析
5.3 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 主要结论
6.2 研究展望
参考文献
致谢