公共建筑能耗分析及节能改造研究

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1、公共建筑能耗分析及节能改造研究ResearchonPublicBuildingEnergyConsumptionSimulationandEnergy-SavingReformTechnology研究生：杨志伟指导教师：于瑾教授学科专业：建筑与土木工程二〇一五年十二月分类号：学校代码：10153UDC：密级：公开硕士学位论文公共建筑能耗分析及节能改造研究作者姓名：杨志伟入学年份：2013年9月指导教师：于瑾教授学科专业：建筑与土木工程申请学位：工程硕士所在单位：市政与环境工程学院论文提交日期：2015年10月论文答辩日期：2015年12月学位授予日期：2016年1月答

2、辩委员会主席：王庆辉答辩委员会组成：王庆辉王宏伟王岳人敖永安尚少文论文评阅人：声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下独立完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我共同工作过的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：日期：年月学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解沈阳建筑大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权沈阳建筑大学（或其授权机

3、构）可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库并通过网络提供检索、浏览。（如作者和导师同意论文交流，请在下方签名；否则视为不同意。）作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：不限□半年□一年□一年半□两年作者签名：导师签名：日期：年月日期：年月硕士研究生学位论文摘要I摘要近年来，随着我国经济的飞速发展，我国建筑能耗日益增加。面对现有建筑中存在的问题，我国政府提出了与建筑节能改造相关的政策。同时，不少学者针对建筑改造技术作了相应的研究。因此，研究建筑节能技术是实现建筑“节能减排”的关键。本文主要针对公共建筑进行了能耗分析及节能改造研究，通过对沈阳某高校建筑基本情况

4、和能耗情况的调研分析，选定了一栋代表性的公共建筑作为研究对象。研究结果表明：代表性的办公建筑外墙传热系数为0.639W/(㎡·K)，屋顶传热系数为0.973W/(㎡·K)，外窗传热系数为2.6W/(㎡·K)，这与《公共建筑节能设计标准》的限值相比，有一定差距；另外，办公建筑冷热源由于运行时间长久，存在腐蚀、漏水以及机组运行效率降低等问题。为解决代表性办公建筑所存在的问题，首先采用DeST-C模拟软件对该办公建筑的外墙、外窗和屋顶三个因素进行了能耗模拟分析。结果表明：外墙保温层厚度对建筑能耗影响明显，全年累计热负荷随着保温层厚度的增加而减小，在10年生命周期内外墙最佳保

5、温层厚度为45mm；屋顶保温层进行改造时，在10年生命周期内，在原有基础上所增加的保温层厚度最佳为20mm；外窗改造过程中，外窗窗框宜采用塑钢，中空玻璃间隔层厚度为12mm，间隔层气体为空气，且玻璃类型选用玻璃颜色为无色的在线low-e中空玻璃（辐射率≤2.5），此时传热系数和模拟的空调能耗均能达到最小，节能效果最好。最后利用TRNSYS模拟软件对冷热源进行了能耗分析。结果表明：选用容量较小的普通型水源热泵机组LSBLGR-550M运行效果最好，此时热泵耗电量和水泵耗电量均达到最小，性能系数COP达到4.21，高于原有水源热泵机组的性能系数（COP=3.12）。除了对

6、外墙、外窗、屋顶和冷热源分析外，结合绿色建筑中新型节能技术，对幕墙、天窗以及新风系统提出了改造建议。办公建筑横明竖隐式玻璃幕墙铝合金框架可用铝木框架替换，或将幕墙改装成全隐式玻璃幕墙；将固定式采光天窗用电动采光天窗替换，增强办公建筑夏季自然通风效果；新风系统的改造主要考虑了新风的预处理，太阳能系统的利用不仅可以减少新风系统的能耗，同时增强了办公建筑的烟囱效应，改善了办公建筑的室内空气品质。最后，针对代表性公共建筑所提出的改造方案进行比较，分析办公建筑在改造前后空调负荷和自然室温的变化情况，并分析得出改造方案的节能效益。模拟结果表明：办公建筑在改造后全年累计热负荷减少1

7、2.6%，全年累计冷负荷减少5.04%，全年累计总负荷减少10.57%；典型房间自然室温出现低温（<16℃）和高温（>35℃）的小时数明显减少。节能效益方面，围护结构改造每年可节省标准煤约52477.65㎏，节省费用约26238.82元，冷热源改造每年节省耗电量约102929KW·h，比原水源热泵节能25.94%，每年节省费用约51464.52元，全年总节省费用约77703.34元。因此，这次公共建筑节能改造研究不仅为高校办公建筑的改造工作提供了技术参考，也为进一步推进节约型校园建设奠定了基础。关键词：公共建筑；能耗分析；节能改造；TRNSYS；De