气候变化对天津市商场和居住建筑极端能耗的影响

通过模拟1961-2009年天津市商场建筑采暖和制冷能耗及不同节能水平居住建筑采暖能耗,采用百分位法确定了极端能耗阈值,分析了不同类型建筑的极端能耗年际变化特征,同时探讨了其与气候变化的关系。结果表明,近49年来,采暖期商场建筑热负荷极值日数呈显著下降趋势,而制冷期冷负荷没有明显变化趋势,但年际间波动较大;商场建筑热负荷极值对总热负荷的影响总体呈显著减小趋势,而冷负荷极值对总冷负荷的贡献呈弱的减少趋势,但没有通过显著性水平检验;一步节能居住建筑采暖热负荷极值日数呈显著下降趋势,且占总热负荷的比重显著减少;二步节能居住建筑仅有7年出现热负荷极值,而三步节能建筑热负荷49年来没有出现极值。逐步回归分析表明,平均气温是影响商场和居住建筑冬季热负荷极值的主要因素,而商场建筑冷负荷极值主要受湿球温度的影响。对商场建筑和居住建筑在设计和运行两个方面进行节能时要充分考虑能耗的变化特征以及不同时期对不同气候因子的响应,也要考虑制冷能耗极值的出现对空调系统运行安全的影响。另外,随着节能水平的提高,居住建筑能耗减少的同时,极端能耗出现的日数明显减少,有利于居住建筑节能。     

太原冬季采暖期气温变化特征与节能效应分析

采用太原市1951～2003年冬季采暖期逐日气温资料,应用气候方法分析了采暖期平均气温以及与能耗相关的采暖初日、终日、采暖度日等要素的变化特征.结果表明:采暖期气温存在明显升高趋势.而且在20世纪80年代末发生跃变;采暖初日在逐年推后,采暖终日的年代际变化振荡较大,90年代以来有明显提前趋势,采暖期在逐年缩短;采暖度日存在明显减少趋势.结合供暖指标,分别从平均气温升高、采暖期缩短及采暖度日减少等方面进行节能效应分析,指出有必要改变传统的采暖模式.城市采暖具有很大的节能潜力.     

湿球温度冷度日反映制冷能耗的适用性评估

基于湿球温度提出一种新的表征制冷能耗的冷度日,利用TRNSYS软件模拟得到1961—2012年逐月制冷能耗,分析了基于湿球温度的冷度日反映我国不同建筑气候区制冷能耗的适用性。结果表明,除上海外,基于干球温度的冷度日并不能很好地反映制冷能耗,仅能解释逐月制冷能耗的17%~60%;基于湿球温度的冷度日能够很好地反映各建筑气候区的制冷能耗,可以解释逐月制冷能耗的67%~98%。此外,各建筑气候区随着设定的基础湿球温度不同,计算得到的冷度日对制冷能耗的解释量不同。基础湿球温度为16.85℃的冷度日对哈尔滨和天津制冷能耗解释量最大,而不同基础湿球温度的冷度日对上海和广州制冷能耗解释量均无明显差异。以上研究结果证实,基于湿球温度的冷度日能较好地反映各建筑气候区制冷能耗,但各气候区用湿球冷度日反映制冷能耗时应设定不同的基础湿球温度。     

华东地区气温变化对居住建筑能源消耗的影响研究

基于1961-2007年华东478个测站和2010-2039年RegCM3模式模拟的日平均气温资料,分析了华东采暖度日和制冷度日时空变化特征及其与气温变化的关系。结果表明,1961-2007年期间,华东采暖度日呈先增加后减少的变化趋势,制冷度日则呈先减少后增加的变化趋势。在2010-2039年期间,华东采暖度日将继续减...     

气候变暖对刚察县采暖气象指标的影响及节能潜力分析

利用青海省刚察县1961—2008年逐日气温资料,运用数理统计等方法,分析了该地区采暖期气象条件变化及节能潜力。结果表明,1961—2008年间,刚察县采暖期平均气温上升,负积温减少,采暖初日推迟、终日提前,采暖长度明显缩短;采暖度日与采暖期平均气温关系密切,采暖度日呈极显著下降趋势,特别是1994年气温突变后,下降趋势更加明显,冬季寒冷程度有所减弱,能耗需求量减小;该县采暖能源需求异常偏多主要分布在20世纪60年代,偏多年份以70—80年代为主,偏少年份出现在80年代中期以后,主要集中在2000年以后。气候变暖所致采暖节能率为7%,这对节约能源、减少大气污染和温室气体排放较为有利。     

气候变暖对刚察县采暖气象条件的影响及节能潜力分析

利用青海省刚察县1961-2008年逐日气温资料,运用数理统计等方法,分析了该地区采暖期气象条件变化及节能潜力。结果表明,近47年来,刚察县采暖期平均气温上升,负积温减少,采暖初日推迟、终日提前,采暖长度明显缩短;采暖度日与采暖期平均气温关系密切,采暖度日呈极显著下降趋势,特别是1994年气温突变后,下降趋势更加明显,冬季寒冷程度有所减弱,能耗需求量减小;该县采暖能源需求异常偏多主要分布在20世纪60年代,偏多年份以70-80年代为主,偏少年份出现在20世纪80年代中期以后,主要集中在2000年以后;气候变暖使采暖节能率为7%,这对节约能源、减少大气污染和温室气体排放较为有利。     

气候变化对江苏省采暖和降温耗能的影响

利用江苏省气象观测站1961—2012年逐日平均气温资料,分析了江苏省采暖度日和降温度日的时空变化特征,探讨了气候变化对江苏省采暖耗能和降温耗能方面的影响。结果表明,近52 a全省采暖度日以淮北大部分地区以及盐城北部地区最多,苏南地区最少;空间变化趋势均为明显减少,且以苏南中部和江淮南部大部分地区减少趋势最为明显。而降温度日以苏南地区最多,淮北东北部和盐城北部地区最少;空间变化趋势以苏南和江淮南部地区呈增加趋势,其他地区变化趋势并不显著。近12 a来采暖度日减少了9.8%。降温度日增加了29.9%。2001—2012年采暖期日数为近52 a来最短,降温期日数为近52 a来最长。气温变率与采暖度日变率呈很好的负相关,与降温度日变率呈正相关,二者均通过了信度0.001的显著性检验。     

气候变暖对呼和浩特地区采暖期能源消耗的影响

利用呼和浩特市1962—2007年逐日气温以及采暖期供热部门提供的相关参数,运用数理统计等分析方法,参照采暖供热等相关规范,综合分析了呼和浩特市采暖变化特征以及气候变暖对采暖能耗的影响。结果表明:随着气候变暖,呼和浩特市采暖期比实际采暖期缩短30d,尤其是在1988年气温发生突变之后,采暖期缩短趋势更加明显。采暖期能耗的高低与采暖度日和采暖期长度关系极为密切。近46年呼和浩特市采暖度日与采暖期长度均呈现显著下降趋势,说明呼和浩特市冬季寒冷程度减弱,寒冷期变短,如果采取措施可以有效降低采暖能耗。呼和浩特市采暖需求偏多年份88%以上出现在20世纪60—70年代,而约有85%的偏少年份出现在20世纪90年代至21世纪初期。     

阳泉地区热度日和冷度日变化

利用阳泉市地面气象观测站1955—2011年和平定县、盂县两县地面气象观测站1972—2011年逐日平均气温,计算阳泉市、平定县和盂县月、年的热度日(HDD)和冷度日(CDD),分析热度日和冷度日的时空变化特征,探讨度日与月、年平均气温的关系。     

气候变化对天津市不同节能水平建筑制冷采暖能耗的影响

利用天津市地面气象观测站1961—2017年逐小时观测资料,通过TRNSYS软件,对不同节能水平办公建筑供热和制冷能耗,以及居住建筑供热能耗进行动态模拟,定量评估了气候变化对天津市不同节能水平建筑能耗的影响。结果表明：在供暖期和制冷期,温度均呈现显著上升的趋势,而太阳辐射则呈现下降的趋势,受其影响,1961—2017年办公和居住建筑供热能耗呈现显著下降的趋势,制冷能耗呈现微弱的上升趋势,但气候变化对供热能耗的影响要明显强于制冷能耗;随着建筑节能水平的提升,供热和制冷能耗均有一定程度的下降,其中供热能耗的降幅尤为明显,四步节能居住建筑相比于一步到三步节能居住建筑,供热能耗分别下降了53.56%、50.13%和21.25%。对新建建筑及既有建筑的节能改造,应充分考虑不同节能水平对建筑能耗的影响,结合实际需求酌情进行升级改造。除此之外,建筑节能水平的提升,会使其供热和制冷能耗变化量随温度的上升而减小,说明其对气候变化的敏感性在逐渐减弱。因此,提高建筑节能水平,可以更好的应对气候变化,保证其在未来的使用中耗能更低。     

Effects of climate change on building energy consumption in cities

Summary Sensitivity of building-energy consumption to changing urban environments is examined by simulating building energy loads in hypothetical urban settings. A modified version of an algorithm developed by the U.S. Army Construction Engineering Research Laboratory is used to evaluate energy requirements. Energy loads for two buildings of interest are estimated for changing climatic conditions (air temperature) as well as changing environments around the building. An isolated building and a building surrounded by several other buildings are considered.Results indicate that climate warming may lead to energy savings in a wide range of climates while savings also depend on the nature of the building and its use. In cool climates, climate warming forces net energy-load decreases through reductions of the winter heating loads. For example, a one-degree increase in annual air temperature in Duluth led to a 10 kWh decrease in net energy loads for a small office building. In warm climates, urbanization tends to accelerate energy consumption although shadowing may contribute significantly to decreases in summer cooling loads. In Phoenix, annual mean daily net energy loads decreased by about 10 kWh due to shadowing for the same office building. Even in relatively cool regions, summer cooling-load reductions caused by shadowing are effective.With 12 Figures     

Spatial distributions of heating, cooling, and industrial degree-days in Turkey

Summary The degree-day method is commonly used to estimate energy consumption for heating and cooling in residential, commercial and industrial buildings, as well as in greenhouses, livestock facilities, storage facilities and warehouses. This article presents monthly and yearly averages and spatial distributions of heating, cooling, and industrial degree-days at the base temperatures of 18 °C and 20 °C, 18 °C and 24 °C, and 7 °C and 13 °C, respectively; as well as the corresponding number of days in Turkey. The findings presented here will facilitate the estimation of heating and cooling energy consumption for any residential, commercial and industrial buildings in Turkey, for any period of time (monthly, seasonal, etc.). From this analysis it will also be possible to compare and design alternative building systems in terms of energy efficiencies. If one prefers to use set point temperatures to indicate the resumption of the heating season would also be possible using the provided information in this article. In addition, utility companies and manufacturing/marketing companies of HVAC systems would be able to easily determine the demand, marketing strategies and policies based on the findings in this study.     

未来气候变化对天津市办公建筑制冷采暖能耗的影响

利用能耗模拟软件（TRNSYS）模拟了1971—2010年天津市办公建筑制冷和采暖能耗,结合未来不同排放情景（低排放：B1;中等排放：A1B）下气候预估数据,定量评估了未来（2011—2100年）气候变化对办公建筑能耗的影响。结果表明,2011—2100年热负荷呈显著的下降趋势,而冷负荷显著上升,冷负荷的上升幅度高于热负荷的下降,导致总能耗呈微弱的上升趋势;低排放情景下热负荷的下降和冷负荷的上升幅度低于中等排放情景,总能耗的变化在两种排放情景下没有明显差异;与1971—2010年相比,低排放和中等排放两种情景下2011—2050年热负荷下降10%左右,而冷负荷上升约12%,总能耗增加超过2%;2051—2100年热负荷的下降和冷负荷的上升更为明显,尤其是冷负荷上升（约30%）,总能耗增加8%左右,冷负荷变化率在两种情景下相差较大。     

气候变化对中国东北地区典型城市办公建筑能耗的影响

利用中国东北地区三个典型城市（哈尔滨、长春和沈阳）1961—2019年的气温、相对湿度等气象资料和TRNSYS软件模拟的能耗资料,分析了气候变化对东北地区办公建筑设计气象参数的影响,研究了气候变化对办公建筑能耗的影响及其影响因子。结果表明：与1961—1990年相比,近30 a（1991—2019年）东北地区三个城市的办公建筑室外设计计算参数,即供暖室外计算温度、冬季空调室外计算温度和夏季空调室外计算温度均有所升高,且夏季空调室外计算温度升幅低于其他两个设计参数,三个城市供暖室外计算温度分别升高了2.1℃、1.7℃和0.2℃;1961—2017年三个城市办公建筑冬季供暖能耗均呈减少趋势,夏季制冷能耗均呈增加趋势,年总能耗呈减少趋势;哈尔滨和长春的变化速率大于沈阳,三个城市的办公建筑年总能耗减少速率分别为5.02 MJ·m^-2/10 a、6.15 MJ·m^-2/10 a和1.99 MJ·m^-2/10 a。气温是影响东北地区城市办公建筑能耗的主要气象因子,分别可以解释三个城市冬季供暖能耗95%、96%和93%的变化和夏季制冷能耗72%、71%和72%的变化;气温每升高1℃,三个城市的冬季采暖能耗将分别减少20.6 MJ·m^-2、21 MJ·m^-2和18.9 MJ·m^-2,夏季制冷能耗将分别增加15.1 MJ·m^-2、16.1 MJ·m^-2和18.8 MJ·m^-2,年总能耗将分别减少5.5 MJ·m^-2、4.9 MJ·m^-2和0.1 MJ·m^-2。     

气候变化对典型气象年数据的影响及能耗评估——以中国北方大城市天津为例

本文以中国北方城市天津为例,采用Sandia及Danish两种方法生成典型气象年（TMY）数据,并借助TRNSYS软件模拟得到3个时段（1961-1990年、1971-2000年和1981-2010年）典型办公建筑的逐时负荷,评估气候变化对典型气象年数据及模拟负荷的影响。结果表明：Sandia和Danish生成典型气象年的方法在天津均有较好的适用性,Sandia方法采用6个气象要素生成的典型气象年数据代表性满足要求。受气候变化影响,典型气象年数据变化较大,采暖期（11月-翌年3月）较制冷期（6-9月）的变化更明显;从30年均值差异看,1981-2010年相对于1961-1990年,建筑供热负荷减少5.2%,而制冷负荷增加1.6%。因此,在使用典型气象年数据进行建筑设计能耗评估时需充分考虑气候变化的影响,加快典型气象年数据的生成和更新工作。基于天津现行使用的典型气象年数据模拟得到的办公建筑制冷负荷较1981-2010年偏低6.7%,供热负荷偏高4.7%。表明采用现行典型气象年数据进行建筑能耗评估时,会造成制冷负荷偏低,供热负荷偏高,从而降低人体舒适度及造成供热能源浪费。     

浙江盛夏降温用电负荷评估模型研究

运用相关分析、回归分析、方差分析、REOF等方法,对浙江盛夏的气温与用电负荷的关系进行了分析,建立了降温用电负荷评估模型,还分析了浙江盛夏降温耗能(降温度日数)的分布和长期变化特征。结果表明,浙江盛夏的日平均气温与日平均用电负荷、日最高气温与日最大负荷存在显著的正相关,以此为基础建立的降温负荷评估方程具有较高的拟合度;50年来,浙江盛夏降温耗能(降温度日数)年际波动大,浙北区降温度日数略呈下降趋势,浙西南区呈明显下降趋势,而浙沿海区则呈明显上升趋势。