建筑节能简介（节能减排 英文欢迎关注《建筑节能（中英文）》2022-5期)
保温隔热
1风驱雨对建筑外墙润湿的影响研究综述
钱天达，张会波，陈超，冯驰
摘要： 风驱雨（WDR）是建筑外墙最主要的水分来源之一，对建材的热工及耐久性能有着重要影响。目前我国针对WDR作用于建筑外墙的影响研究主要集中在撞击强度方面，缺乏WDR撞击时及撞击后带来的水分侵入影响的动态评估相关研究。首先对确定WDR撞击量的实验测量、半经验模型法及数值模拟方法进行了介绍与总结，然后从墙体含水量变化对其热工及耐久性能造成的影响、WDR作为热-气-湿（HAM）传输模型边界条件的相关耦合研究、单个雨滴撞击的全生命周期及降雨事件中雨水的侵入机理等4个方面针对WDR对建筑外墙的润湿影响研究及进展进行了全面的概述，最后对未来气象数据生成工具及未来气象条件下WDR对建材热工性能及建筑能耗的影响相关研究进行了总结与评述。
关键词： 风驱雨（WDR）； 建筑外墙； 半经验模型； 数值模拟； 未来气象
10严寒地区三种类型玻璃窗传热特性分析
张成俊，胡宛玉，刘玉成，高梦，李栋，刘昌宇
摘要： 玻璃的围护结构导热系数大，易造成大量热损失。为研究不同种类玻璃窗对严寒地区建筑的影响，建立了玻璃窗耦合传热模型。分别对比以相变材料、空气以及二氧化硅气凝胶作为中间层的玻璃窗动态热调节性能，得到三者内表面温度、热流密度、透射量以及吸收量随时间变化的规律，同时分析不同气凝胶厚度对玻璃窗热性能的影响。结果表明，与中空玻璃窗以及相变玻璃窗相比，二氧化硅气凝胶玻璃窗具有更好的保温隔热作用；增大气凝胶填充厚度可使玻璃窗内表面温度变高、总传热量降低。而与中空玻璃窗以及二氧化硅气凝胶玻璃窗相比，相变玻璃窗内表面峰值温度时刻有较明显延迟现象，可有效提高玻璃窗蓄热性能。
关键词： 二氧化硅气凝胶； 相变材料； 双层玻璃窗； 保温性能； 玻璃围护结构
15掺橡胶粉防水轻质混凝土材料性能研究
邓岩松，孙雪伟，李国庆，仲建军，陈佩韦，张俊
摘要： 为了改善建筑物防水性能，通过研究橡胶粉掺量对轻质混凝土流动性、强度和防水性能的影响，借助CT图像分析探讨了橡胶粉掺量对轻质混凝土微观结构的影响。研究表明：橡胶粉提升了气泡间摩阻力，增大了浆体粘稠度，降低了轻质混凝土的流动性；适量的橡胶粉可降低轻质混凝土的导热系数，填补基体部分孔隙，改善防水性能。随掺量增大，橡胶粉吸附周围气泡，并大面积上浮，产生连通孔，破坏混凝土孔结构，抗压强度下降；采用CT图像分析发现，当橡胶粉掺量超过3%时，基体孔隙增大，形成界面层和弱界面过渡区，易出现应力集中产生断裂，其力学和防水性能下降。
关键词： 防水； 橡胶粉； 吸水率； CT扫描； 轻质混凝土
19无机砂浆外墙外保温工程修缮加固技术研究
刘盈，杨生凤，周丽娟，杨雨奕
摘要： 随着建筑外墙外保温系统服役期的增加，外墙系统出现的空鼓、开裂和脱落等一系列问题引起了广泛的关注。针对既有建筑无机砂浆外墙外保温涂料饰面系统出现的空鼓、开裂及涂料脱落等问题进行分析，提出点面薄层原位修缮加固方案。这个方案无需或极少铲除保温层，几乎不改变原墙面的保温效果、建筑外观及尺寸，产生的施工垃圾少。由于修缮复合层使用寿命是一般涂料寿命的3~5倍，不锈钢固定销寿命理论上和主体结构同寿命，采用高抗拉强度、高抗渗的复合层与高抗拉承载力的固定销组成的加固系统，修缮部位安全可靠，使用寿命长。经过上海某工程实践表明，与传统的铲除修复工艺相比，该工艺具有保留原墙面、施工垃圾少、操作施工噪音低及、修缮效果安全可靠等优点。
关键词： 无机砂浆； 外墙外保温系统； 修缮加固； 点面薄层原位修缮加固技术
暖通空调
24大空间下送风分层空调夏季热湿环境模拟研究
赵韵叶，黄晨，杨通，李浩，苗宇峰
摘要： 将某大空间数控机床实习区作为对象，利用实验和数值模拟方法对下送风分层空调室内垂直温湿度分布进行了研究。研究发现：在室内有湿扰量时，考虑热湿传递的模拟结果比仅考虑热传递的模拟结果降低了模拟误差，同时提供了仅热传递无法得到的室内垂直湿度分布。在此基础上，模拟了有空调和无空调时不同围护结构散湿量和不同室外相对湿度的渗透风对室内温湿度的影响。结果显示，在常规范围内，无空调环境的室内温度分布受湿扰量的影响要大于空调环境的影响；无论是空调环境还是非空调环境，上部区域温度受影响程度要大于下部区域；室内温湿度受室外渗透风湿扰量的影响要远大于围护结构散湿扰量的影响。最后对自然通风条件下的室内环境进行模拟后发现其影响更大，室内垂直方向上的温度可相差2℃多。
关键词： 大空间； 下送风； 热湿传递模拟； 空气温湿度； 围护结构散湿； 渗透风
31基于数据挖掘的商业建筑冷站能效分析及优化
闫翠萍，沙华晶
摘要： 建筑空调系统是建筑所有服务系统中耗能最大的部分，其中冷机能耗占比最大。利用数据挖掘技术对北京市某大型商业建筑冷机5年的运行数据进行分析，为比较项目各台冷机之间的实际性能差异，提出环境系数和冷机真实能效的概念及计算方法，并基于此分析各台冷机的真实运行效率及影响冷机真实效率的主要因素。其次进一步分析项目冷机处于低效运行状态的主要原因，并提出LightGBM的负荷预测方法和基于负荷预测的冷机优化运行策略，该策略结合负荷预测值及冷机的真实运行效率来确定某一时刻开启哪几台冷机。计算结果表明，基于负荷预测的冷机优化运行方案可使总冷机开启小时数减少13%，大幅降低冷机处于低部分负荷率运行的时间，能耗可比原方案实际能耗节约18.2%。
关键词： 数据挖掘； 冷机能效； 机器学习； 负荷预测； 运行优化
37北方夏季住宅小区集中地板供冷的实验研究
吴琪珑，田国良，马振杰，赵小会，吴玉麒
摘要： 随着地板辐射供暖技术的广泛应用，地板辐射供冷技术也得到许多学者和研究机构的关注。当前对于地板辐射供冷技术的研究主要停留在实验室阶段，针对实际住宅小区的实验及应用较少。近年来我国学者针对结露问题做了大量研究工作，但其理论研究工作多于实验研究，对于已经得到理论论证的方法还缺乏工程实际的验证。以山东地区某采用空气源热泵机组进行集中供热的住宅小区为研究对象，在夏季利用其室内的地埋管进行了集中地板辐射供冷实验，并通过热舒适性指标PMV分析方法等对实验结果及运行状况进行了分析研究，总结出地板供冷用户室内温度变化情况的一般规律，并对下一步实现住宅小区集中地板供冷的实现路径及控制策略优化提出建议。
关键词： 集中地板供冷； 住宅小区； 实验研究； 室内温湿度； 结露
41含冰率对冰源热泵系统性能的影响
胡志高，吴涛，朱娜，胡平放，罗振宇，徐连，唐广，吴一鸣
摘要： 基于现有地表水源热泵系统在冬季水源温度过低容易导致主机蒸发器结冰的问题，提出了一种新型的冰源热泵系统，介绍了过冷水法制取冰浆的工作原理和动态制冰装置的结构，分析了冰浆含冰率对冰源热泵系统性能和运行安全的影响。通过理论分析获得过冷水温度与冰浆含冰率的函数关系，使用Fluent软件模拟水平直管中的冰浆流动特性。综合考虑两种临界流速判断依据，获得管道安全运输不同含冰率冰浆的临界流速以及压降变化，研究了管径对临界流速的影响。建立TRNSYS模型研究含冰率对冰源热泵系统供热季性能的影响。结果表明，在含冰率1%～10%的范围内，临界流速呈略微下降的趋势；当水源回水温度等于-2.5 ℃时，相应的含冰率为3.42%，系统供热季平均COP达到最高3.0。
关键词： 冰源热泵； 含冰率； 输运安全； 临界流速； COP
48严寒地区超低能耗居住建筑供暖系统对比分析
潘玉亮，高彩凤
摘要： 推广超低能耗建筑是提升建筑能效、改善居住环境、助力建筑领域实现“碳达峰、碳中和”目标实现的重要举措之一。超低能耗居住建筑能耗水平相比2016年国家建筑节能设计标准应降低50%以上。在严寒地区推广此类建筑，节能减碳潜力巨大。分析了严寒地区超低能耗居住建筑采用新风热泵一体机、燃气壁挂炉、市政供暖、石墨烯电采暖等不同供暖系统的适用性和经济性。认为配备了低温空气源热泵系统的新风热泵一体机可作为严寒地区超低能耗居住建筑的一种较好选择。此种设备可做到一机多能，包括供暖、空调和提供新风等功能。对此种设备的性能特点和应用注意事项进行了介绍。新风热泵一体机应用于住宅建筑时，需从室内标高控制、噪音控制、风管材料选择等方面出发，进行优化设计。
关键词： 严寒地区； 超低能耗居住建筑； 新风热泵一体机； COP； 节能
53基于建筑墙体从空调负荷侧进行用电移峰填谷初探
陈剑波，李福麟，高峰
摘要： 考虑到建筑围护结构墙体蓄热的性能，在冬夏季电网谷时段(22:00-6:00) 不同的空调运行模式下，对办公房间的室内负荷以及能耗参数进行逐时动态模拟计算，分析了谷时段开启空调对工作时段房间空调能耗的影响。结果表明：在夏季谷时段2:00-6:00开启空调，可在工作时段降低17.8%的用电量；在夏季谷时段22:00-6:00以24 ℃开启空调，可在工作时段降低25.7%的用电量；不同谷时段运行方案下，冬季谷时段耗电将是工作时段节电量的近4倍；夏季谷时段的耗电将是工作时段节电量的近2 倍。因此，若电网峰谷电价差大于2 倍以上，并且在合适的设定温度下，夏季可以考虑开启谷时段的空调，具有一定的经济性。此外，本次实验与模拟是基于办公室蓄热性能良好这一特点进行研究的，因此所得结论在一定程度上适用于类似的建筑结构。
关键词： DeST模拟； 谷时段； 移峰填谷； 能耗
59周期性动态送风对室内污染物分布和通风效率的影响
刘岩，王海东，汤毅，王瑞鲲
摘要： 室内通风气流组织的设计不当会造成污染物滞留和室内空气品质的下降，特别是在定风速送风工况下，室内形成的稳定流场若存在较大的旋涡或停滞区，会导致污染气体的长时间堆积。为了解决这一问题，在典型通风房间中采用了周期性波动的送风速度，对比了定风速送风和不同周期和振幅的正弦送风工况下室内污染物的分布和通风效率，发现动态波动的送风速度有利于污染物滞留区的消除，为解决这一问题提供了新的方案。动态送风的周期长度允许送风气流在室内充分发展的情况下，相同的振幅周期越小通风效率越高；在相同的周期下，振幅只有超过某一临界值时才会大幅度提高通风效率，并且当振幅大于临界值后，振幅越小通风效率越高。
关键词： 正弦送风； 周期； 振幅； 通风效率； 污染物分布
绿色建筑
68基于阻容模型的寒冷地区建筑热负荷预测方法研究
秦承敏，于慧俐，王敬博
摘要： 为预测建筑短期动态热负荷，根据建筑围护结构的传热特性建立建筑等效电路模型。考虑建筑围护结构以及室内蓄热体的影响，选择室外空气温度、太阳辐射室外参数作为模型的输入变量，将建筑热负荷作为模型的输出，建立7R4C建筑等效电路模型。以青岛地区某办公建筑为研究对象，采用遗传算法，利用冬季实测数据进行参数辨识求解得到等效电路中各个参数，进而对建筑热负荷进行预测。与实际测量数据进行对比发现，建立的负荷预测模型的预测准确性较高，预测速度较快。调整模型中主要参数的辨识范围，然后对等效电路预测得到的负荷变化进行分析，分析参数变化得到外窗的等效参数对建筑热负荷影响较大，其次是墙体外侧等效热容，可指导实际工程节能改造。
关键词： 等效电路； 负荷预测； 遗传算法； 参数识别； 敏感性分析
73混合制凉模式下湿热地区幼儿园活动室内热舒适与能耗研究
肖毅强，吴晓珊，何亚洁，林瀚坤，吕瑶
摘要： 幼儿园活动室是幼儿在园停留时间最长的空间，其室内热舒适对幼儿身心健康发展具有重要意义。对于湿热地区的幼儿园来说，由于夏季时间较长，制凉设备的使用对室内热舒适的提高至关重要。因此，以广州市某幼儿园活动室作为研究对象，以儿童热舒适及建筑能耗作为评价指标，对幼儿园活动室使用不同制凉模式（单独使用吊扇、单独使用空调以及空调与吊扇混合使用）后的环境影响进行研究，通过使用建筑性能模拟软件Ladybug与Honeybee，计算不同制凉模式下室内儿童热舒适度及制冷能耗。通过横向比较发现，吊扇与空调组合使用且吊扇低档位运行时，空调制冷点可以调至30℃。在相同的室内热舒适时长下，空调和吊扇的混合使用比单独使用空调更加节能。
关键词： 湿热地区； 幼儿园活动室； 混合制凉模式； 热舒适； 能耗
77建筑空间热景观营造与节能设计
宋德萱，于卓玉，宋易凡，刘益
摘要： 建筑领域用于室内采暖制冷的能耗与碳排放量越来越高。同时，长期依靠设备调节的稳态热环境不但对使用者健康有害，而且还会降低能源利用率。为此，提出了空间热景观营造理念，基于体温调节机制、动态热环境、热联觉、个人舒适系统等理论剖析热景观的概念、意义、前景和特征；探索空间热环境设计与建筑节能新方法，提出热景观的营造手法及应用包括空间组合、场所聚集、构成多样和节能适应；进一步介绍了利用空间插值法实现空间热景观可视化的途径，辅助设计师对建筑热环境有更直观的掌握。通过热景观营造和节能设计的创新结合，为空间节能设计提出新思路，以期为深度落实绿色建筑与设计创新提供新理论与新方法。
关键词： 热景观； 热环境； 节能设计； 可视化
84大型高铁客站候车厅环境质量与乘客舒适度评价研究
张永超，杜晓辉，吕政权
摘要： 为探究我国大型高铁客站候车厅环境中乘客的环境舒适度水平及影响因素，对两座高铁客站展开了乘客舒适度主观调查及客观物理环境实测，通过相关性分析、函数拟合，分析论证了客观环境因子对乘客主观环境舒适度评价的交互作用，并引入Kano模型探究了分项环境舒适度评价与整体环境舒适度评价的关系。结果表明：①乘客的各分项环境舒适度评价均位于“舒适”区间，其中噪声评价得分最低；②乘客的声环境和光环境舒适度感知，除了受所对应客观环境因子直接影响外，还受到其他环境因子的交互作用；③各分项环境舒适度评价与整体环境舒适度评价之间的关系是非线性的，分项环境舒适度评价的改善，并不一定导致整体环境舒适度评价的对等变化。
关键词： 高铁客站； 候车厅； 舒适度评价； 室内环境质量
91秦皇岛地区农村住宅冬季室内热舒适分析
朱赛鸿，王公伯，姚胜
摘要： 对秦皇岛地区农村住宅开展实态调研，通过梳理调研结果发现，该地区农村住宅可分为3类，分别为传统型农村住宅、过渡型农村住宅、新型农村住宅。3类农村住宅的室内湿热环境存在差异，室内温度较难满足规定要求，居民的热适应行为以调节着装为主。对调研测试结果进行计算，求出3类农村住宅的热中性温度，传统型农村住宅的热中性温度与室内操作温度较为接近，其余两类农村住宅温度相差较大，且热中性温度与室内操作温度呈正比，表明居民的热舒适受长期居住环境的限值，居民热需求受室内温度影响，分析当前居民热舒适较差的原因，并从引导正确的住宅设计理念、围护结构热工性能优化、采用高效新能源采暖设备3个方面提出改造建议。
关键词： 农村住宅； 寒冷地区； 室内热舒适； 热中性温度
99北京地区绿色屋顶的径流特征研究
戴子云，谢军飞，许蕊
摘要： 国内外运用绿色屋顶作为截留雨水的措施得到广泛实践。依托北京市园林科学研究院覆土实验站，基于绿色屋顶观测试验结果，初步定量研究了北京城市气候下简单式和花园式两种绿色屋顶对屋面径流的影响。结果表明：对照屋顶、简单式绿色屋顶和花园式绿色屋顶的平均雨水滞留率分别为15.1%、64.7%和78.5%。两种绿色屋顶在小雨条件下雨水滞留率差异不显著，在中到大雨条件下二者差异显著。降雨强度对花园式绿色屋顶径流过程影响较小，花园式绿色屋顶对大雨的滞留效果更明显。花园式绿色屋顶对总氮和氨氮的控制效果比简单式绿色屋顶好，但二者都表现为磷的释放。花园式绿色屋顶的污染负荷削减率高于简单式绿色屋顶，简单式绿色屋顶增加了硝氮和总磷的污染负荷。研究为北京海绵城市建设中绿色屋顶的设计和建造提供理论依据与技术支持。
关键词： 海绵城市； 绿色屋顶； 雨水滞留； 污染物净化
智慧运维
105铁路客站能源环境现状与数字化运维工程实践探讨
彭琛，林美顺，窦强，曾臻，王鑫
摘要： 总结国内铁路客站能耗及室内环境品质现状，归纳当前铁路客站能源与环境管理的主要问题，以及相关节能技术和措施。现有研究针对铁路客站高大空间环境营造、大面积玻璃幕墙和大量无组织渗风等特点，及由此产生的节能需求，给出了一些技术方案，但缺少实际监测数据评估实际效果。随着数字技术的快速发展，数字化运维技术在多种建筑项目实践中取得了良好的应用效果，也提高了各类技术的节能效果。从铁路客站特点及当前技术发展的基础条件，基于实际数字化运维工程实践经验，提出通过建立适用于客站的数字化标准及技术体系，开展面向业务场景数字化技术应用以及组织转型，发挥铁路在跨区域人力和技术协调方面的优势，助力铁路客站节能减排及数字化转型。
关键词： 数字化运维； 节能低碳； 铁路客站； 高大空间
节能改造
111基于BIM 的长沙市城镇老旧小区既有住宅外墙和外窗节能改造研究
肖敏，张云艳，李翰宇，杜思达
摘要： 城镇老旧小区既有住宅建筑因建造年代久远，外围护结构的材料与构造已无法满足居民对当前住房品质的需求，建筑制冷能耗和供暖能耗大，室内热环境恶劣。外墙和外窗的节能改造有助于建筑节能降耗和改善室内热环境。为探究外墙和外窗改造对城镇既有住宅建筑的节能效果，对长沙市城镇老旧小区典型住宅建筑进行实地调研和测绘，并运用BIM软件分别模拟计算外墙增加外保温层、外窗更换不同玻璃与窗框以及外墙+外窗组合改造后的节能效果，比较得出单项节能改造和组合节能改造的最优方案均为50mm硬质聚氨酯泡沫板和塑料型材窗框+透明中空玻璃（6mm中透光Low-E+12mm空气+6mm）。研究结果可为长沙市城镇老旧小区既有住宅建筑节能改造提供科学依据。
关键词： BIM； 城镇老旧小区； 既有建筑； 外围护结构； 节能改造
118绿色体育场馆改造和运营管理研究
余中杰
摘要： 体育场馆作为大型公共建筑代表之一，进行绿色化改造和运营管理研究是十分必要的。通过分析体育场馆存在的能源消耗和排放问题，提出针对通风和照明的功能结合实际案例研究改造措施效果。同时基于体育场馆智能化监控设备系统，采取周期性的运营管理评价措施，减少体育场馆不必要的能源消耗和碳排放，为国家实现“3060”目标以及建设绿色体育场馆提供理论依据和案例分析。
关键词： 绿色建筑； 体育场馆； 碳排放； 碳中和； 改造； 运营管理
生态 · 建筑 · 环境
122三位“在地”建筑师作品中的生态设计评析
赵鹏飞，王立祥，何文晶
摘要： 在我国大力推广可持续发展建筑的背景下，为了对生态设计进行更深入的探索，建筑师需要重点关注建筑设计的在地属性。通过对在地建筑生态设计观的分析阐述，结合三位“在地”建筑师设计作品整体的分析研究，总结出“自然环境的在地融合”、“原生文化的在地表述”、“绿色营建的在地延续”三种生态设计策略。其中，自然环境方面分为地方气候的回应和地形地貌的契合；原生文化方面分为人文资源的追溯和文脉场所的营造；绿色营建方面分为地方材料的整合和生态技术的应用。这些从在地性出发的生态设计，有利于提高建筑的生态效益和环境效益，进而促进生态建筑的进一步发展，能够对未来新时期建筑创作提供设计上的启发与参考。
关键词： 在地； 生态设计； 自然环境； 原生文化； 绿色营建
节能经济与行业研究
127基于系统动力学的我国民用建筑面积预测
朱丽，戴传阳，严哲星，张吉强
摘要： 民用建筑面积是建筑能耗测算的重要参数，明晰我国既有民用建筑数据，根据不同的发展路径预测我国民用建筑面积的发展规模，对我国实现建筑可持续发展有重要的意义。基于经济、社会、文化等目标建立了民用建筑面积发展系统动力学模型，选取GDP、人口、城镇化率和第二产业占比4个指标。对我国民用建筑发展路径提出7种假设情景，分别代表了我国经济政策、人口政策以及节能减排政策对建筑产业的影响。结果表明：（1）基准情景下我国民用建筑面积在2020年和2035年分别达到668.17亿m2和805.70亿m2，民用建筑运行能耗（除北方采暖）分别为8.77亿tce和10.58亿tce；（2）S1情景我国民用建筑面积预测结果高于基准情景，2035年达到了813.59亿m2。S2-S4情景预测结果低于基准情景，S4情景最小，在2035年为755.58亿m2；（3）经济增长，产业结构优化，人口发展和城市化进程的推进都对我国民用建筑规模起到了推动作用，在我国民用建筑中长期发展过程中，经济因素贡献度大于人口因素，进而影响建筑能耗增长。
关键词： 民用建筑； 系统动力学模型； 情景分析； 面积预测
135烟草企业绿色工厂技术体系评价指标研究
吴小超，王康，李轶楠，吕南，郝军，赖林，曾亚波，卢文彪，杨志厚
摘要： 烟草行业的绿色发展对我国工业节能减排具有重要的意义。我国GB/T 36312-2018《绿色工厂评价通则》对工业企业的绿色工厂建设提出了原则性要求。YC/T 396-2011《烟草行业绿色工房评价标准》对烟草生产工房的绿色性能提出要求。根据调研，烟草工厂中的建筑能耗占比达到63.1%。然而，现有标准仅针对厂房建筑设置了评价指标，且包括烟草行业在内的各类标准在确定指标权重时或未公布，或未采用明确、清晰的方法。为此，在对既有标准总结和借鉴的基础上，根据烟草工艺生产特征及湖北中烟各工厂的实际发展状况，系统梳理了适用于烟草企业的绿色工厂评价指标体系，并采用基于实证分析的指标遴选方法，提出了适用于烟草行业绿色工厂的指标体系。
关键词： 烟草企业； 绿色工厂； 建筑节能； 权重分析
新媒体：陶袁庆
审核：时流《建筑节能（中英文）》常设专栏 敬请关注↓↓↓↓↓↓建筑碳中和绿色建筑保温隔热暖通空调可再生能源利用节能改造标准规范生态·建筑·环境电气与智能化直流建筑联盟之声节能经济与行业研究智慧运维绿色施工节能产品与企业
