建筑能耗模拟的校验方法及其应用

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1、建筑能耗模拟的校验方法及其应用建筑能耗模拟的校验方法及其应用目录一、研究背景3二、校验模拟32.1校验模拟的步骤42.2校验模拟评价标准4三、校验模拟的实际应用53.1建筑基本信息53.2模型建立和校验53.3能耗分析103.4节能措施模拟分析12四、总结12一、研究背景近年来,随着我国经济的高速发展,能源需求与供应之间的矛盾越来越凸显,节能成为热点问题。据统计,我国的建筑能耗占社会总能耗的18%～20%左右,而且呈现上升的趋势,建筑节能越来越受到关注。而建筑节能工作的基础是对建筑能耗的准确把握、科学分析和合理预测。计算机能耗模拟方法是目前最常用的建筑能耗分析方法,世界上许多国家都开发出具

2、有不同特点的建筑物能耗模拟计算软件,比较有代表性的有DOE-2,EnergyPlus,Energy-10,HAP,TRNSYS,TRACE,HASP,ESP-r,DeST等[1]。由于功能和复杂程度不尽相同,这些软件有些仅被用于设计新建筑时计算空调负荷、预测建筑物能耗和节能计算等,有些则还被用于模拟建筑及系统的实际运行状况,从而预测年运行能耗和费用,这种软件又称建筑全能耗分析软件(wholebuildingenergyanalysistools),例如DOE-2,EnergyPlus,TRNSYS,ESP-r,DeST等。在对建筑及其系统的实际运行能耗进行模拟时,非常重要的一项工作就是用实

3、际的建筑资料和历史能耗数据对计算机模型进行校验,没有经过校验的计算机模型是无法对建筑能耗进行准确预测的,也就无法在该计算机模型上进行进一步的研究工作,如预测某种节能措施的节能效果等。二、校验模拟现有大概四种对于节能改造方案的节能量进行测试与认证的方法,包括:方法A,将改造部分与建筑其他设备系统隔离,通过约定部分参数和现场测量部分参数来确定节能量;方法B,将改造部分与其他设备系统隔离,通过现场测量确定节能量;方法C,通过确定整个系统的能耗水平来确定节能量;方法D,通过模拟部分或整个设备系统的能耗水平来确定节能量。方法D可简称为校验模拟,这种方法首先建立模型模拟建筑的能耗状况,然后采用电力公司

4、每小时或每月收费单数据和终端用户的计量数据来进行校验。校验模拟适用于以下情况:1)无法获得整个建筑系统改造前或改造后的能耗数据,例如,该建筑为新建建筑或者在改造之后有新的设备尚未安装而需测试;2)无法很方便地通过改造前后的测试确定节能量,例如,空调系统改造后的节能量与天气状况密切相关,简单地进行改造前后的现场测试无法准确确定节能量;3)被测试的部分与建筑其他系统相互影响、无法隔离的情况,例如,改进照明系统会使得室内照明负荷下降,从而影响到空调系统;4)仅可获得整个建筑的能耗数据,而无法获得各建筑系统的分项能耗数据;5)需要进行基准年能耗量的调整,气象参数、运行日程和出租率等参数都会对建筑能

5、耗产生影响,而这些因素与节能改造措施没有关系,因此需要把它们的影响剔除。当出现以上情况中的一种或几种时,就可以考虑采用校验模拟的方法。通过校验模拟所建立的建筑能耗分析模型还可用于分析和预测建筑系统将来可能的变化所造成的能耗变化。然而,校验模拟也有一些不适用的情况,例如,有更为简单的方法(现场测量)可以得到节能量;较难模拟的建筑(外形不规则);空调系统无法模拟;改造措施无法模拟;建筑及系统的数据无法充分获得。2.1校验模拟的步骤校验模拟主要有以下几个步骤1)制定一个校验模拟计划在进行校验模拟之前,必须首先确定:采用哪种模拟软件是采用逐月还是逐时实测数据来校验模型还是两者都用采用哪种标准来

6、判断校验2)收集数据需收集的数据包括:建筑围护结构特性参数、几何尺寸、逐月和逐时的能耗数据、空调系统和其他系统的铭牌数据、运行时间表、部分空调系统和其他系统的现场测试数据、气象参数等。3)输入数据,建立模型将收集的数据输入软件,建立模型。在输入时,要注意内部负荷、空调分区、运行时间表、渗透率等问题。4)将模拟结果与实际能耗数据进行比较根据可获得的实测数据的不同,这个步骤有所不同。最简单的是将模拟结果与逐月能耗账单及现场测试数据进行比较;最好的则是将模拟结果与逐时数据比较。可以用图示和统计两种方法进行比较。5)调整模型使模拟结果与实际能耗数据的误差可以接受如果模拟结果与实际能耗数据的比较结

7、果不符合标准,就需要对模型进行修正,经过多次修正,直至达到标准的要求。6)建立基准模型和改造后模型基准模型表示未采用节能措施的建筑,改造后模型表示节能改造措施实施之后的建筑。7)计算节能量节能量等于基准模型的能耗减去改造后模型的能耗,用来计算节能量的基准模型和改造后模型必须采用同一气象参数文件。2.2校验模拟评价标准部分文献对校验模拟的误差指标进行了规定,见表1。可以用月误差Em、年误差Ey和均方差变异系数δm来检验模型