基于修正的城市冠層模型的建筑能耗分析.pdf

1、在我國，建筑能源消耗占能源總消費量的比例逐年上升,截止到2014年,已超過30％。大量的建筑能耗引起了一系列的問題:熱島效應(yīng)、溫室氣體大量排放、PM2.5含量過高等。隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，預(yù)計到2030年，該比例將上升至40%。這對居民的居住環(huán)境以及我國經(jīng)濟的發(fā)展步伐有極大的影響。
　　截止到2013年末，既有建筑中有500億平方米以上屬于高能耗建筑，城鎮(zhèn)節(jié)能建筑比例僅為23.1%。如何使之在使用壽命之內(nèi)，降低建筑能耗，是我國建筑節(jié)

2、能發(fā)展的一項重要環(huán)節(jié)。根據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)，采取合理有效的外部環(huán)境設(shè)計將能減少2/3-3/4的建筑能耗。同時由于這種城鎮(zhèn)化進程，“城市區(qū)域下墊面”的形態(tài)學(xué)特征發(fā)生顯著變化。原來稀疏、儲水的土壤已經(jīng)被各種不透水的建筑材料取代。人類活動排放的熱量也使得傳統(tǒng)的的熱平衡方程發(fā)生變化。中尺度的城市冠層模型具備精確考慮邊界條件的有利因素，通過對城市街谷內(nèi)各元素的參數(shù)化表達，可以較為準(zhǔn)確模擬邊界條件，也就是人類活動空間內(nèi)的環(huán)境狀態(tài)。當(dāng)以建筑物為研究對象，利用

3、室外通過墻體傳遞到室內(nèi)的傳導(dǎo)熱通量為指標(biāo)，即可準(zhǔn)確模擬出建筑耗能情況。同時，由于考慮了各邊界層的差異性，使模擬各種不同表面物質(zhì)在建筑能量消耗中的作用得以實現(xiàn)。
　　城市冠層模型正是這樣一種基于能量平衡方程，利用當(dāng)?shù)鼗練庀髤?shù)為輸入數(shù)據(jù)，以城市街谷空氣溫度及進入建筑內(nèi)部的傳導(dǎo)熱通量為輸出指標(biāo)，可以對不同建筑材料的屋頂、墻面，不同植被覆蓋率等條件下的建筑能耗進行預(yù)測。由于模型中所需輸入數(shù)據(jù)如冠層尺寸、全年氣象數(shù)據(jù)等較難獲取，本論文選

4、取文獻《Seasonal dynamics of a suburban energy balance in Phoenix, Arizona》中的參數(shù)，以菲尼克斯當(dāng)?shù)貧庀髷?shù)據(jù)作為輸入值，進行研究。根據(jù)當(dāng)?shù)亟ㄖ攸c，以單層城市冠層模型為基礎(chǔ)，修正隨著城鎮(zhèn)化而發(fā)生改變的能量方程，并耦合水利模型，增加植物遮蔽作用模塊，討論典型夏季情況下各改造措施對于城市街谷的冷卻作用。并利用人體熱感舒適度為指標(biāo)，探討不同綠化措施下城鎮(zhèn)居民的實際感受，進一步優(yōu)