背景
随着计算机技术和建筑技术的发展,建筑能耗模拟计算逐渐普及,为建筑优化设计与分析创造了必要条件。目前,在美国能源部网上备案的计算建筑能效、建筑能耗、可再生能源等内容的建筑能耗模拟软件多达410 种[1]。在我国常用的建筑能耗模拟软件有TRNSYS、DOE2. 1、eQUEST、EnergyPlus、DeST 和PKPM 等。建筑能耗模拟计算是进行建筑设计方案对比和经济分析,开展建筑能耗分析、建筑能效标识和绿色建筑评价的主要手段[2]。近20 年来,国际上对不同建筑能耗模拟软件之间的理论和计算结果的差异与一致性验证开展了大量的研究,取得了一些公认的结论。模拟计算过程考核是适合我国现有情况的评价方法
建筑能耗模拟计算的过程划分及各过程需要考核的要素
建筑能耗模拟是一个系统性的复杂工作,涉及到的因素数量繁多且不同因素之间还有着千丝万缕
的联系。通常可以将整个建筑能耗模拟计算过程划分为建筑能耗模拟工具的选择及方案的确定、建筑
模型的建立、能耗系统模型的建立、计算结果的分析及修正4 个过程。每个过程之间相互独立又紧密联系,是统一不可分割的整体。整个建筑能耗模拟计算过程中的很多因素都会对建筑能耗模拟结果产生巨大影响。因此要对各过程中影响建筑能耗的相关因素进行全面考核。
全程控制才能保证结果的准确
建筑能耗模拟计算过程十分复杂,影响因素繁多,任何一项因素确定的准确与否都会对最终的计
算结果产生难以估量的影响。为了保证能耗模拟结果的准确性,必须对建筑能耗模拟计算过程中的相
关因素进行全程控制。在能耗模拟的过程中,很多重要的数据无法获得,或现有数据无法供能耗模拟软件直接使用,这就要求工程师必须依据现有的项目资料和信息,凭借自身的专业知识和经验获得建筑能耗模拟软件能够直接使用的数据和信息。数据和信息的需求几乎贯穿整个建筑能耗模拟计算过程。因此,对工程师进行建筑能耗模拟计算专业能力评价时,首先要考察其专业能力和经验,这是保证建筑能耗模拟计算结果准确性的基础。另一方面,正因为影响建筑能耗模拟计算结果的因素繁多,对能耗模拟计算结果的影响难以定量判断,所以使用错误的信息或数据最终却计算出准确的结果是很有可
能的。
面评价书面考试是最常见、最有效的测试方式之一。首先,书面考试可以考察建筑能耗模拟计算工程师对相关标准的理解程度、准确简单地对建筑物进行简化和假设的能力。建筑物的实际情况非常复杂,工程师必须依据个人经验对建筑物进行简化和抽象,不同工程师对建筑物的理解差异很大,如何准确地将建筑物进行简化是很困难的,但这对准确计算建筑能耗是至关重要的。其次,书面考试可以考察工程师查找能耗计算所需要的可靠数据和文件的能力。对建筑物进行建筑能耗模拟时,建筑物多处于方案设计阶段,很多建筑能耗模拟所需要的数据和文件并不完善。在建筑能耗模拟的过程中,工程师不得不依据个人工程经验对缺失的数据进行估算,进而进行建筑能耗模拟计算。第三,书面考试可以考察工程师将实际建筑的真实数据转化为被计算软件所使用的数据的能力。设计阶段能够提供的建筑数据通常并不能被建筑能耗模拟软件直接使用,工程师需要基于个人经验和专业知识将其转换为建筑能耗模拟软件能够直接使用的数据,在此基础上进行建筑能耗模拟计算。第四,书面考试可以考察工程师对建筑能耗模拟过程中一些关键步骤的处理能力,以及对计算结果准确与否的判断能力。
实际案例评价
实际案例评价可以对建筑能耗计算模拟工程师对软件操作的熟练程度和对软件的理解进行考察。因为实际能耗模拟过程中影响建筑能耗模拟计算结果的因素很多,考察过程中提供的案例必须包括全部影响计算结果的信息,例如典型气象年参数、建筑的详细情况、围护结构信息、暖通空调系统的形式
等。考察过程中不需要工程师从项目的信息中提取建筑能耗模拟所需要的信息,仅需要将这些数据熟
练准确地应用到建筑能耗模拟软件中并计算出正确的计算结果。
目前国际上公认的研究成果证实: 在计算前提条件和假设条件完全一致的情况下,不同软件和理论计算结果是比较接近的。所以制作一组用于考察工程师建筑能耗模拟计算能力的实际案例是可行的。制作实际案例必须考虑到所有能够影响建筑能耗模拟计算结果的因素并考虑到案例在主流软件中的可操作性。
目前,ASHRAE 已经开展了建筑能耗模拟计算工程师的评价工作,并取得了良好的效果。中国可
以参照ASHRAE 评价架构来构建具有中国特色的建筑能耗模拟计算能力评价模式,并组织相关专家有营造出很好的室内热环境,具体原因有以下几点:
1) 郎德苗寨建筑围护结构材料为40 mm 厚的杉木木板,其本身蓄热性能较差,严重影响了围护结
构整体的保温隔热性能。
2) 双层屋面并没有起到很好的通风降温作用,主要原因是当地居民为美观效果将其山墙两侧进行
了密封处理,未设置通风屋面的进风口和出风口。
3) 遮阳方式单一,水平出挑屋檐对于南向外墙遮阳效果较好,而对于东、西向外墙则效果不明显,
造成下午时段西向外墙内壁面温度过高,从而增加了室内得热量。
针对上述问题,提出以下几点改进意见: 第一,提高外围护结构的蓄热性能,对建筑材料进行加工
处理,增加其热惰性,从而提高室内热稳定性; 第二,在山墙两侧设置气流出、入口,增加三角阁楼屋顶空间的气流速度,带走室内多余热量; 第三,加强遮阳处理,特别是西向外墙,采用竖向遮阳板或挡板式遮阳方式,以减少太阳辐射得热量。
4 总结
我国的建筑行业正处于高速发展阶段,建筑能耗模拟软件的应用越来越多,其计算结果的准确性
对实际工程的应用也越来越重要。受制于建筑能耗模拟计算行业基础相对于发达国家较为薄弱的现
状,我国建筑能耗模拟计算发展粗犷、计算精度较差、缺乏相关的管理规范机制。有的机构在建筑能
耗模拟计算过程中存在一定的人为控制结果的行为,导致建筑能效标识、绿色建筑评价等相关认证的
有效性受到威胁。因此,开展符合中国国情的、适应我国暖通行业所处发展阶段的建筑能耗模拟计算工程师和相关机构的能力评价,对我国建筑节能事业的发展具有非常重要的意义。 (责任编辑:南粤论文中心)转贴于南粤论文中心: http://www.nylw.net(代写代发论文_广州毕业论文代笔_广州职称论文代发_广州论文网)