建筑节能异常现象分析
1. 引言
1.1 建筑节能的重要性
1.1.1 建筑节能的背景
- 建筑行业是实现中国碳达峰、碳中和目标的关键环节。
- 当前的研究成果尚不足以支撑建筑行业实现碳中和。
- 北方城市外墙保温技术取得了良好效果，但南方城市效果不明显，甚至可能产生反效果。
1.1.2 研究目的
- 深入研究建筑节能异常现象的原因，提升建筑能效。
- 优化保温层厚度及运营时间。
1.2 研究方法
1.2.1 研究思路
- 模拟上海建筑一天内的能耗，构建九种不同外墙。
- 设置空调日夜运行模式，计算九种外墙的节能性能。
1.2.2 研究变量
- 外墙的热惰性指标和热释放时间为变量。
- 外墙从1到9逐渐增大。
1.3 研究结果
1.3.1 日间能耗
- 热惰性指标增加，日间负载降低。
- 1到6的负载变化范围为0.15%，7到9的负载显著降低，最大差异达2%。
1.3.2 夜间能耗
- 夜间负载逐渐增加，导致异常节能现象，尤其在7和8号建筑中最为明显。
- 9号建筑热惰性指标比3号高12.3%，导致其负载最小。
1.4 比较分析
1.4.1 不同地区的研究
- 2015年，潘教授对北京、上海、广州外墙的节能现象进行研究，发现南方地区更易出现异常节能现象。
- 我们的研究在上海也观察到了同样的现象。
1.4.2 夜间空调的使用
- 2020年，Kossecka指出夜间使用空调可能产生反节能效果，这与我们观察到的夜间负载增加一致。
1.4.3 与JingTong的研究对比
- JingTong的研究结果表明，随着保温层厚度的增加，能耗先降低后增加。
- 我们的研究结果与其不尽相同，但异常现象在一年中可能呈现不同趋势。
1.5 解释分析
1.5.1 白天能耗解释
- 外墙能抵抗和吸收太阳能辐射，导致负载降低。
1.5.2 夜间能耗解释
- 外墙在夜间释放热量，白天吸收的热量越多，夜间释放越多。
- 如果夜间空调开启时与外墙释放热量的时间重合，将导致空调能耗增加。
1.6 建议
1.6.1 结论
- 负载与房间功能及使用时间存在一定关系，应考虑这一关系进行节能效果评估。
- 在温度差异小、风速低、使用时间短的情况下，应从源头减少能耗。
1.6.2 未来研究方向
- 进一步研究墙体其他参数对建筑能耗的影响。
