基于統(tǒng)計學理論的城市住宅建筑能耗特征分析與節(jié)能評價.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和人民生活水平的提高，住宅建筑節(jié)能已成為可持續(xù)發(fā)展的必然要求。如何通過科學的統(tǒng)計方法，全面分析住宅建筑能耗特征及其影響因素，并科學評價各城市住宅能耗現(xiàn)狀及相關(guān)因素對其的作用，對了解住宅建筑能源消耗的本質(zhì)特點、科學管理其發(fā)展變化、以及合理引導各城市住宅建筑節(jié)能有著重要意義。因此，本文根據(jù)統(tǒng)計學的相關(guān)理論，建立了住宅建筑能耗統(tǒng)計調(diào)查方法，根據(jù)該方法對五大建筑氣候區(qū)劃下典型城市的住宅建筑能耗進行了調(diào)查；并根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)，對

2、各城市住宅建筑能耗特征和影響因素進行了較為深入的統(tǒng)計分析；建立了住宅住宅建筑能量信息系統(tǒng)評價模型對各城市進行了評價。 文章首先定義了“住宅建筑能量信息系統(tǒng)”，該定義從住戶能耗量、住宅建筑概況、住戶基本資料、住戶能耗設(shè)備信息、運行/狀態(tài)信息、以及建筑物外部條件等六個方面，全面反映了住宅建筑能耗特征和復雜的影響因素，以及各因素和能耗量之間的關(guān)系。根據(jù)“住宅建筑能量信息系統(tǒng)”的定義，結(jié)合我國五大建筑氣候區(qū)劃下的住宅建筑能耗、社會、技術(shù)

3、等各自特點，提出了全國住宅建筑能耗統(tǒng)計調(diào)查方法。該方法包括調(diào)查指標、調(diào)查表格以及調(diào)查組織方式。調(diào)查指標全面反映了不同建筑氣候區(qū)劃下住戶能耗設(shè)備及能耗結(jié)構(gòu)的特點，并將各指標科學地設(shè)計在調(diào)查表格之中。調(diào)查組織方式的確定有利于實際調(diào)查的開展。 按照上述統(tǒng)計調(diào)查方法，對嚴寒地區(qū)的哈爾濱、烏魯木齊，寒冷地區(qū)的西安、北京，夏熱冬冷地區(qū)的上海、長沙、重慶，溫暖地區(qū)的昆明以及夏熱冬暖地區(qū)的香港等城市進行了冬夏兩季住宅建筑能耗調(diào)查。文章分析了各城

4、市調(diào)查住戶的建筑概況、住戶基本資料、能耗設(shè)備信息及運行狀況等特征，以及冬夏兩季各城市住戶能耗量，并對各城市住宅建筑總體的冬夏兩季戶均能耗量進行了區(qū)間估計。此外，選取了長沙和邵陽兩城市進行了住宅建筑全年能耗調(diào)查及能耗特征分析，并利用分項能耗估算法對全年采暖空調(diào)、炊事熱水等分項能耗值進行了估算。 在實測調(diào)查的基礎(chǔ)上，利用數(shù)量化理論I，從“住宅建筑能量信息系統(tǒng)”的建筑物內(nèi)部因素即建筑概況、住宅基本資料、住戶能耗設(shè)備基本信息、運行/狀態(tài)

5、信息等四方面，找出了各城市住宅建筑冬夏兩季能耗影響因素以及長沙、邵陽兩城市住宅建筑全年能耗影響因素，討論了各城市住宅建筑節(jié)能的有效途徑。數(shù)量化理論I的應用，不僅可以分析各定量、定性的影響因素，還可以分析各定性因素中不同類目的各自影響程度，從而克服了傳統(tǒng)多元統(tǒng)計分析方法的不足。對各城市影響因素的分析發(fā)現(xiàn)，建筑概況、采暖空調(diào)設(shè)備及熱水器的使用、住戶人口、年收入、氣候等因素都能影響住宅建筑能耗。氣候相似的各城市的影響因素具有某些共性，但不同城

6、市又有其自身特點，如影響因素有所差別，各因素的影響程度也不相同等。因此，必須根據(jù)該城市的實際分析結(jié)果，采取相應節(jié)能措施。 為深入分析不同能耗量大小的各住戶能耗特點，文章進一步從住宅建筑能源消費的“基本單位”-住戶的角度出發(fā)，利用對應分析的方法，對各氣候區(qū)劃下的城市住戶按能耗量大小進行了聚類評價，找出了導致不同能耗量等級的對應原因，并為同一城市不同能耗量等級的住戶節(jié)能提出合理化建議。 綜合評價住宅能量系統(tǒng)的優(yōu)劣需考慮多方面

7、的因素。文章最后從住戶能耗量、建筑室內(nèi)熱環(huán)境、建筑內(nèi)部其他因素、建筑外部條件、生態(tài)環(huán)境效益和社會經(jīng)濟效益等六個方面系統(tǒng)的確定了城市住宅建筑能量信息系統(tǒng)的評價指標，根據(jù)數(shù)量化理論Ⅲ建立了城市住宅建筑能量信息系統(tǒng)綜合評價的數(shù)學模型，并對五大建筑氣候區(qū)劃下各城市住宅建筑能量信息系統(tǒng)進行了綜合評價。數(shù)量化理論Ⅲ的優(yōu)點在于，利用定性因素進行評價時，能根據(jù)實際情況，用0和1標記反應值，運用多元分析的原理和方法通過計算將定性數(shù)據(jù)量化，從而不需要專家主

8、觀打分來量化定性數(shù)據(jù)，克服了評分法或指數(shù)法的不足。 本文的主要創(chuàng)新點在于： (1)提出了住宅建筑能耗指標體系，從住戶能耗量、住宅建筑概況、住戶基本資料、住戶能耗設(shè)備信息、運行/狀態(tài)信息、以及建筑物外部條件等六個方面全面定義了住宅建筑能耗特征以及影響因素； (2)在住宅建筑能耗指標的基礎(chǔ)上，建立了我國住宅建筑能耗統(tǒng)計調(diào)查方法。實施該方法能全面反映不同建筑氣候區(qū)劃下住戶能耗設(shè)備及能耗結(jié)構(gòu)的特點。 (3)對五大

9、建筑氣候區(qū)劃下的各典型城市住宅建筑能耗進行了統(tǒng)一調(diào)查。該調(diào)查內(nèi)容全面，調(diào)查組織形式科學；各城市的調(diào)查方法和指標統(tǒng)一，便于各城市之間的對比；反映了我國五大建筑氣候區(qū)劃下城市住宅建筑能耗的各自特點。 (4)將能耗統(tǒng)計調(diào)查方法的設(shè)計、統(tǒng)計調(diào)查、統(tǒng)計分析、節(jié)能評價四個連續(xù)的環(huán)節(jié)作為一個完整的研究體系，而將統(tǒng)計學理論作為貫穿每個環(huán)節(jié)的理論基礎(chǔ)。課題研究按照該研究思想展開，從而使得整個住宅建筑能耗研究工作有了理論指導。其中，利用數(shù)量化理論，