城市建筑群能耗模拟通过建立自下而上的建筑能耗模型,可有效地评估不同节能技术在指定城市建筑的节能效果。由于数据有限,城市建筑群能耗模拟一般基于各类型建筑的典型能耗模型。因此建立合理的典型能耗模型,有助于了解建筑能耗特点,研究城市群建筑实现零能耗的路径和可行性,为实现2060年“碳中和”目标提供依据。本文首先以长沙地区商场建筑为研究对象,通过文献调研、现场测量以及百度街景地图以及高德室内地图调研等的方式,调研统计了长沙市40家大型购物中心的几何参数（包括轮廓面积、楼层数、层高等）、窗墙比、主要功能分区占比情况、不同朝向外围店铺进深、走廊宽度、冬夏季、过渡季室内不同功能分区的温度参数设定、围护结构、空调系统相关参数等,利用K-means算法对逐时分项能耗进行聚类分析,以获取照明和设备的典型运行作息。调研统计结果显示商场平均地下一层,为停车场,地上五层,楼层高4.7米,窗墙比0.35,其中服装配饰占33.4%,中庭走廊占20.9%,停车场占17.1%,培训办公区域占11.2%,餐饮区占6.9%,超市占3.8%,影城占比3.8%,儿童个护占2.9%。冬季室内平均温度在20～24℃,夏季室内平均温度在25～30℃。接着,根据调研数据中提取典型参数作为能耗模型的输入,通过Sketch Up Open Studio Plugins建立几何模型,使用Open Studio App搭建了商场能耗模型,利用Energy Plus进行模拟计算,获得典型商场建筑的模拟能耗。Energy Plus模拟结果中年耗电量为192.7k Wh/（m2·年）,燃气消耗量为0.21GJ/（m2·年）。模拟的用电量结果与长沙商场的用能调研数据较为接近,将典型商场建筑能耗结果与长沙地区商场建筑的能耗水平对比,确保模拟结果在可信范围之内。最后,以长沙某购物中心作为案例建筑,按照典型模型的搭建方法,整理该商场各功能区占比,建立基于几何简化的建筑能耗模型,通过文献调研确定了建筑能耗模拟中14个重要的模型输入参数及它们的取值范围,分析参数在各自给定范围内的变化率对模型输出结果的影响,进而得到影响模型结果的主要输入参数。再利用实测的逐月用电、用燃气数据对案例建筑的能耗模型进行贝叶斯校准,即假设主要输入参数的取值范围（先验分布）,得到多个参数随机组合的模拟结果,通过与实测结果对比筛选出满足似然函数的组合,进而获取各参数新的取值分布（后验分布）。本研究从能耗模拟重点参数调研到典型能耗模型搭建,从案例建筑能耗模型搭建到敏感性分析与贝叶斯校准,初步检验了本研究所建立的典型模型的可用性,展示了典型能耗模型的良好能耗预测性能以及模型搭建方法的合理性。为不同地区典型建筑能耗模型搭建研究提供了一套可参考的研究方法。
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