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BIM技术赋能能耗评价分析方法

时间:2023-08-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:HVAC是Heating Ventilationand Air Conditioning的缩写,指的是采暖通风和空调,年度最终用电量显示47%用于暖通空调,27.2%用于照明灯具,年度最终燃料用量显示67.5%用于暖通空调,32.5%是其他。

BIM技术赋能能耗评价分析方法

8.4.2.1 全年能耗数据表

GBS是一款功能非常强大的基于云端的能耗计算软件,总的来说,它可以得到的成果有:整栋建筑的能量分析、多种设计方案分析、详细的气象数据分析、碳排放报告、日光照明、水的使用和消耗、能源之星(Energy Star)评分以及自然通风潜能。

将三维模型导出的gbXML格式文件成功导入GBS之后,该基于云端的软件开始快速地计算建筑物的全年能耗、成本和碳排放量等数据。计算完成后导出的数据表格见表8-8。该表格包含了Building Type(建筑类型)、Floor Area(房屋面积)、Annual Elec Cost(全年电费)、Annual Fuel Cost(全年燃料费)、Annual Elec Demand(全年用电需求)、Annual Elec Use(全年用电量)、Annual Fuel Use(全年燃料用量)以及EUI(全年能源使用密度)。该表格中的数据即是本课题中南京碧桂园模型的建筑能耗计算结果,可以发现年度建筑整体建筑能耗为电能213646kW·h,燃料1405596MJ

表8-8 建筑GBS全年能耗计算表

该部分主要有三块内容:基础运行的能耗数据、设计备选方案的数据(暂无)以及碳中和潜力数据。具体看每一部分的情况:

(1)建筑本身运行产生的全年能源花费是142185元,全生命周期的花费是1936553元;全年的二氧化碳排放量中,电能78.7×106g,现场燃料70.1×106g,等效为每年14.9SUVs;全年的能耗中:能源使用密度为992MJ/m2,电能213646kW·h,燃料1405596MJ,年度高峰需求60.3kW;全生命周期能耗中:电能6409392kW,燃料42167880MJ。图8-55下方的Assumptions说明算得的能耗和成本总量的假设是:建筑为30年寿命,成本折现率为6.1%,不包括电气传动损失或可再生和自然通风潜力。

(2)计算建筑碳中和的潜能,得到全年CO2排放量为148.8×106g,减去现场可再生能源潜力110.7×106g,自然通风潜力10.9×106g,现场使用生物燃料70.1×106g,得到净二氧化碳排放量为﹣43.0×106g,等价于﹣4.3SUVs。该地区的发电站来源包括:79%化石能源,2%核能,18%水力发电,1%可再生能源。见图8-56。碳中和是指中和的(即零)总碳量释放,透过排放多少碳就做多少抵销措施,来达到平衡。通俗地讲就是通过计算二氧化碳的排放总量,然后通过植树等方式把这些排放量吸收掉,以达到环保的目的。

图8-55 建筑运行数据图

图8-56 建筑碳中和潜力图

下面是对碧桂园的LEED、光伏风能潜力的计算。LEED日光这部分显示有更多细节(moredetails),点击则直接切换到LEED日光这一栏,会有更详尽的LEED日光空间分析表格,此处说明LEED要求带有玻璃因素的建筑面积百分比应超过2%,该建筑的百分比为1.1%,因而没有LEED资格。LEED节水效率同样可以查看更多细节数据,这里显示了室内、室外及总共的用水量与花费,更多细节中还说明室内情况下人数设计为54人,占用的时间为49%。光伏发电潜力中显示:年度能源节约236513kW·h,安装面板总成本3867898元,标称设计功率483kW,面板总面积3502m2,最大投资回收期24年(在电费为0.53元/kW·h的情况下)。风能潜力显示全年发电813kW·h,见图8-57。自然通风潜力包含了机械制冷需要的小时数,可能的自然通风小时数,可能的年度电能节约值,可能的年度电费节约数,以及机械制冷需要的净小时数,见图8-57。

图8-57 LEED、光伏、风能潜力数据图

能源和碳排放结果的第三部分是能源最终使用情况的图表展示,图8-58是最基本的分配情况,图8-59是细节性的分配情况。可以清晰地看到年度最终用电量和燃料用量中的比例分配情况。HVAC是Heating Ventilationand Air Conditioning的缩写,指的是采暖通风和空调,年度最终用电量显示47%用于暖通空调,27.2%用于照明灯具,年度最终燃料用量显示67.5%用于暖通空调,32.5%是其他。更细节地划分结果是,年度最终用电量包含了1.1%的水泵及辅助设备能耗、17.6%的风扇、28.2%的空间制冷、1.6%的外荷、24.3%的各种设备和27.2%的照明灯,年度最终燃料用量包含了67.5%的空间制热和32.5%的热水。

图8-58 自然通风潜力数据图(www.xing528.com)

图8-59 30建筑全年能耗最终使用图-Basic

第四部分是该建筑的一些统计概要。图8-60是总结性的对比,如室内人数54人低于典型值,平均照明功率密度6.46W/m2低于典型值等。图8-61是建筑建设的各部分构造材料与传热系数U值的展示,针对U值不满足标准的构件可以进行更改。

图8-60 建筑全年能耗最终使用图-Detailed

图8-61 建筑统计概要

8.4.2.2 全年能耗统计图

如果说上一节的数据表给出了详尽的数据作为该建筑能耗计算的定量结果,那么这一节的统计图表将带给研究人员更为直观的图表展示。图8-62是以下统计图表的小图例。运行的能耗内容包含:区域灯具、外墙使用、各种设备、空间制冷、通风机、水泵及辅助设备、空间制热和热水。

这部分统计图统计的都是逐月能耗数据,三张图(图8-63、图8-64、图8-65)分别代表总能耗、电能耗和燃料(特指天然气)能耗,不同颜色代表的种类见上方的图例。不难总结得到的结论有:①总能耗最多月份是1、2、12月,均在冬季;②电能为6、7、8三月使用最多;③天然气也是1、2、12月使用最多。

图8-62 图表类别

图8-63 逐月总能耗统计图

图8-64 逐月电能耗统计图

图8-65 逐月燃料(天然气)能耗统计图

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