建筑能耗基因理論研究.pdf

1、建筑能耗的迅速增加已經(jīng)成為制約我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定增長(zhǎng)和構(gòu)建和諧社會(huì)的“瓶頸”。盡管舉國(guó)關(guān)注、行政部門(mén)強(qiáng)力推進(jìn),但總體效果令人堪憂。既有建筑99％以上屬于高能耗建筑,新建建筑95%以上仍然屬于高能耗建筑。為了推進(jìn)建筑節(jié)能,迫切需要從技術(shù)政策層面上全面深入地認(rèn)識(shí)建筑能耗的客觀規(guī)律。本文在國(guó)際上首次提出了建筑能耗基因的概念,構(gòu)建了建筑能耗基因理論,為正確把握建筑能耗的客觀規(guī)律提供了科學(xué)的方法。建筑能耗基因具有兩方面的內(nèi)涵。其一為結(jié)構(gòu)基因。建筑能

2、耗結(jié)構(gòu)基因是指建筑中需要人工控制室內(nèi)環(huán)境的最小獨(dú)立單元——房間;建筑能耗結(jié)構(gòu)基因的提出是對(duì)注重技術(shù)層面的傳統(tǒng)理論方法的傳承與創(chuàng)新。建筑能耗基因的另一內(nèi)涵就是在時(shí)間上的遺傳特性。建筑能耗遺傳基因被定義為可以反映建筑壽期能耗特征的基本時(shí)間步長(zhǎng)內(nèi)的能耗。遺傳基因的基本時(shí)間步長(zhǎng)的科學(xué)確定既可保證建筑能耗變化規(guī)律具有足夠分析精度,又使分析工作簡(jiǎn)潔高效。建筑能耗基因理論是建立在對(duì)最小環(huán)控單元的熱環(huán)境分析基礎(chǔ)上的。建筑能耗基因理論體系包括四個(gè)方面的內(nèi)

3、容。其一是對(duì)各種因素綜合作用下最小環(huán)控基因單元的空氣溫度變化規(guī)律給出了物理意義清晰的表達(dá)式;任意環(huán)控基因單元空氣溫變規(guī)律均可以由兩個(gè)特征參數(shù)——特征溫度和溫變指數(shù)來(lái)揭示。其二是通過(guò)特征溫度揭示了使室內(nèi)受控環(huán)境達(dá)到某種期望的環(huán)境狀態(tài),所必需消耗的人工冷(熱)耗量與建筑固有特性、室外氣象條件、使用條件與方式等因素的內(nèi)在聯(lián)系。建筑能耗基因理論為建筑空調(diào)冷(熱)負(fù)荷及能耗動(dòng)態(tài)模擬提供了一種全新的方法。第三,通過(guò)溫變指數(shù)變化范圍,在理論上預(yù)測(cè)了空

4、氣式空調(diào)供暖房間的建筑能耗遺傳基因的最短時(shí)間步長(zhǎng)為10～60分鐘,從而科學(xué)地確定建筑能耗的基因數(shù)為每年8760～52560個(gè)。第四,建筑節(jié)能基因圖譜是建筑能耗基因理論體系的重要組成部分。作者在國(guó)際上首次提出了建筑節(jié)能基因圖譜的概念,已有17篇相關(guān)論文被SCI收錄,21篇論文被EI收錄。本文從各種角度對(duì)建筑能耗基因理論進(jìn)行了廣泛的驗(yàn)證。作者以書(shū)房、辦公室、汽車(chē)為人工環(huán)控對(duì)象,分別在夏季和冬季對(duì)室內(nèi)空氣溫度變化規(guī)律進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。大量實(shí)驗(yàn)表