严寒地区办公建筑能耗影响的敏感性分析.doc

严寒地区办公建筑能耗影响的敏感性分析社会商品总能耗的增加,使得环境恶化、能源紧缺等现象成为目前社会关注的主要问题。根据严寒地区的气候特点,如何对建筑进行节能优化设计,并且满足建筑防寒、保温等要求成为设计中主要考虑的问题。敏感性分析方法是用于优化建筑设计各项参数的重要方法之一,也是能够明确影响建筑能耗的敏感参数的常用方法。本文敏感性分析方法中的回归分析,利用标准回归系数对设计变量对建筑能耗的敏感性进行比较;采用局部敏感性分析,预测变量对建筑能耗的影响趋势和合理的取值范围。其目的是寻找影响严寒地区办公建筑能耗的主要设计变量,以及为严寒地区超低能耗绿色建筑节能设计标准提供理论依据。本文首先通过查阅国内外文献,了解国内外对建筑超低能耗绿色建筑的节能设计技术的研究和发展现状。其次,介绍了敏感性分析方法的基本原理和应用步骤。敏感性分析方法包括局部和全局敏感性分析方法。全局敏感性分析方法主要通过回归分析、筛选分析、基础方差分析、元模型分析等来实现。本文选用回归分析和局部敏感性分析作方法,并且为了将敏感性分析与建筑能耗相结合,采用RhinoGrasshopper平台上的EnergyPlus能耗模拟软件中的墙体导热传递函数算法(CTF)进行能耗计算,利用Matlab数值分析工具对结果进行分析。结合严寒地区气候条件,采用RhinoGrasshopper参数化三维建模软件建立办公建筑模型作为研究对象;选择9种被动式建筑设计变量,利用EnergyPlus进行能耗计算;将计算出的能耗结果,输入Matlab中计算出多元线性回归方程;以标准回归系数作为比较设计变量敏感性的指标,确定对严寒地区办公建筑能耗的主要影响变量。根据研究结果,采用局部敏感性分析方法,研究每个变量对建筑能耗的影响趋势;将数据进一步量化处理,得到各变量对模型所能获得的节能潜力发挥到最大化的取值范围;经过与《公共建筑节能设计标准》中的规定进行比较,所得的取值范围远小于标准中的规定,为严寒地区超低能耗绿色建筑节能设计标准提供理论依据。最后,以沈阳建筑大学某节能办公建筑作为研究实例,根据以上所得的对严寒地区办公建筑能耗有影响的变量,以及在实际情况下对变量的限制条件,对节能办公建筑进行节能设计。模拟结果表明,其全年能耗值比《公共建筑节能设计标准》GB50189-2015规定值计算出的能耗值节能39%。与沈阳建筑大学中德节能示范中心的模拟能耗相比,其能耗模拟值更低;根据示范中心的实测数据进行类比,其更可能满足夏季隔热与冬季保温。因此,研究结论不仅证明敏感性分析方法的合理性和科学性,又证明了结果的可行性。