1、 住宅建筑能源耗用计量系统研究1 绪论1.1 研究背景对建筑节能减排提出客观要求气候变化是多样气候变化要素在较长统计期内监测结果的系统性变化。气候变化归因于自然条件下外源扰动或气候变化系统固有的内部过程，亦可能为人为活动的干扰。联合国气候变化框架公约United Nations Framework Convention on Climate Change,缩写为 UNFCCC)第一款中，将 气候变化定义为：经过相当一段时间的观察，在自然气候变化之外由人类活动直接或间接地改变全球大气组成所导致的气候改变。基于此， UNFCCC 将人为活动导致大气组成的气候变化与源于自然因素的 气候变率进行严格界
2、定。由于人为活动和自然因素改变的共同作用，全球气候正经历以气温升高为主要特性的显著变化，已引起国际社会和科学研究界的普遍关注。1988 年 11 月，由联合国环境规划署 United Nations Environment Programme,缩写为 UNEP)和世界气象组织(World Meteorological Organization,缩写为 WMO)联合构建的政府间气候变化专门委员会 Intergovernmental Panel on Climate Change,缩写为 IPCC)正式成立，并针对气候变化议题进行科学准确的分析和评估。IPCC 分别于 1990 年、1996 年和
3、 2001 年出版了三部气候变化评估报告，目前科学家正在对第四部科学评估报告进行组织撰写。2001年 IPCC 第三部评估报告指出，1860-2000 年全球平均气温上升了 0.4-0.8C,而 20 世纪 90 年代将是本世纪最暖的十年。诸多监测数据表明，过去 50 年全球气候变暖主要归因于人为活动造成的影响。基于全球变暖的背景，近 100 年中国年平均气温显著上升，达到0.5-0.8C,略高于同期全球增温平均值。近 50 年增温速率加快，主要集中在 20 世纪 80 年代中后期。最近 100 年中国年降水量变化趋势并不明显，但区域性特征和长期波动率较大。近 50 年中国主要极端天气气候事件
4、的发生频率和破坏强度变化显著。东北和华北区域干旱趋势严重，而华南地区和长江中下游流域洪漠趋势加重。1990 年以来，诸多年份全国年降水量均溢于常年，出现北旱南漠的雨型。根据气候变化预测，未来 100 年全球气温将上升 1.4-5.8C，尤其是北半球中高玮度区域的平均降水量将增加，而我国年平均气温及降水量亦均有显著增加趋势。相比于 2000年，到 2020 年中国年平均气温将上升 1.3-2.rC,而 2050 年将上升至2.3-3.3C。预计到 2020 年，全国平均年降水量将增长 2-3%，而 2050 年上升值约为 5-7%。因此，未来我国极端天气气候事件发生概率将进一步增大，并对经济社会
5、进步和人类生产生活活动产生巨大影响。气候变化及其影响具有多尺度、全方位、多层次特征，正面和负面影响并存，但负面影响更受关注。全球变暖对许多地区的自然生态系统已经产生了影响，如海平面升高、冰川退缩、冻土融化、河湖）冰迟冻与早融、中高讳生长季节延长、动植物分布范围向极区和高海拔区延伸、动植物数量减少、植物开花期提前等。气候变化对我国国民经济的影响也以负面为主，将使我国未来农业生产面临以下三个突出问题：农业生产的不稳定性增加，产量波动大；农业生产布局和结构将出现变动，作物种植制度可能发生较大变化；农业生产条件改变，农业成本和投资大幅度增加。气候变暖将导致地表径流、旱错灾害发生频率和某些地区的水质等发
6、生变化，特别是水资源供需矛盾将更为突出。另外，与高温热浪天气有关的疾病和死亡率可能增加，并且海平面上升还将严重影响到沿海地区的社会经济发展。此外，2009 年 8 月 12 日，国务院总理温家宝指出为应对气候变化亟待制订相应标准，住房城乡建设部建立工程建设标准应对气候变化影响的课题，充分反映工程建设标准在促进节能减排和应对气候变化方面的重要作用。工程建设标准作为标准体系小.可或缺的组成要素，引导和约束建筑活动及其结果的全生命周期，并对资源的消耗量及环境具有重要影响，因此论文的撰写对于工程建设标准化具有促进和推动作用。1.1.2 建筑能源巨大消耗量提升节能减排空间1.1.2.1 我国能源消耗概况
7、随着我国城市化建设的发展，能源消耗量及消耗效率已成为影响国家发展战略的重大问题。由于自然条件和历史原因不同，我国与世界能源消费结构存在极大差异，表 1-1、1-2 分别给出我国 1978-2009 年能源生产和消费的变化情况。由表可以看出，原煤在我国的能源消费结构中高达 68%以上，明显处于各类能源的主导地位；原油所占比例为 9%-24%；天然气所占比例较小。与世界能源消费结构相比，我国能源类型明显单一，对原煤具有极强的依赖性，而对天然气、水电、核电和风电等清洁能源的开发和利用并不充分。另外，尽管原煤仍是我国能源消费-的主导类型，但比例有下降趋势；而清洁能源，如天然气、水电、核电和风电等，所占
8、比例则有上升趋势。由此表明，我国监管部门出台相关政策，提高清洁可再生能源的利用率，优化能源消费结构，实现多元化能源消费，基本解决城市化建设与能源短缺之间的矛盾。1.1.2.2 我国建筑能源消耗概况建筑能耗是指与建筑相关的能源消耗，包括建筑材料生产用能、建筑材料运输用能、房屋建造、维修和拆除等过程中的用能以及建筑使用过程中的建筑运行能耗。但按照国际通行的定义，建筑能耗一般是指民用建筑包括居住建筑和公共建筑以及服务业）使用过程中的能耗，主要包括建筑采暖、空调、通风、给排水、照明、坎事、家用电器、电梯等方面的能耗。与美国、欧洲及世界社会总能耗相比，我国的工业、建筑和交通行业的能耗比例如表 1-3 所
9、示。由表可以看出：美国工业能耗比例最低，我国最高，高于世界平均水平 21 个百分点，说明我国社会经济发达程度距发达国家仍有一定差距；我国建筑能耗所占比例虽低于欧洲和美国，但这与居民消费生活方式、数据统计方式等密切相关；交通运输能耗比例分别为美国最高，欧洲次之，我国最低，并低于世界平均水平。2 住宅建筑能耗统计研究2.1 住宅建筑能耗统计的现状分析住宅建筑能耗统计研究应构建科学化、规范化和标准化的统计方法，有利于我国住宅建筑能耗评价指标体系和预测模型的构建，对国家建筑节能减排工作的推广和普及具有重要的现实意义。20 世纪70 年代，计对住宅建筑能耗统计调查工作，国外采用标准化的统计调查方法，统计
10、内容详尽，建筑节能契合度高，并成为决定住宅建筑节能科学与否的关键。然而，国内各监管机构受调查研究方法粗糖、指标设置简单、调查方法不同、气候条件区域化及采暖方式差异化等因素制约，能耗统计数据很难准确反映住宅建筑的能耗特征，且不同区域住宅能耗缺乏对比性。基于此，本文以统计学理论为指导，立足于区域气候、住宅建筑概况、采暖设备系统、其他能耗设备和居民使用等方面，构建住宅建筑能耗统计标准化过程，实现能耗统计方法国际化，并为住宅建筑的评价、预测及查询奠定基础。统计学通过数据搜集、整理、分析和预测等科学方法，旨在探索有效数据的内在数量规律和定性联系，以实现对客观事物的科学认知和准确预测。统计学理论主要涵盖数
11、据搜集、数据整理、数据展示和数据分析等关键环节，通过数据信息处理过程标准化，实现数据信息量最大化、传递知识最优化和预测结果精确化。统计学在各学科领域均有广泛应用，通过学科交叉探索数据信息的定性与定量规律，并确保信息传递的高效性、及时性和准确性，为评价指标的选取及预测模型的原始输入数据提供重要参考。2.2 住宅建筑能耗统计的任务研究根据既定的统计分组和组内指标，应用科学合理的统计方法，有计划地调查搜集总体中各样本统计资料的过程称为统计调查。作为住宅建筑能耗统计工作的基础，其基本任务是针对样本原始数据资料的搜集。为确保住宅建筑能耗统计工作顺利进行，需要制定一套切实可行的统计调查研究方案，完成统计调
12、查工作的全面规划和安排，从而有效获取准确、全面和详实的能耗统计结果。住宅建筑能耗统计调查研究的任务主要涵盖统计目的意义、统计范围、项目设计、资料搜集方法以及组织方式设计等。3 单组份环氧胶粘剂的配方研发.42-573.1 引言 423.2 实验部分 42-463.2.1 实验主要原材料 42-433.2.2 实验仪器及型号 433.2.3 单组份环氧胶粘剂的制备 433.2.4 性能测试 43-463.3 结果与讨论 46-553.4 本章小结 55-574 单组份环氧胶粘剂的储存性能研究 57-634.1 引言 574.2 实验部分 57-584.2.1 实验主要原材料 574.2.2 实验
13、仪器及型号 57-584.2.3 单组份胶储存期实验的制备 584.2.4 性能检测 584.3 结果与讨论 58-614.4 本章小结 61-63随着我国经济建设及城市化进程的加快，住宅建筑节能减排已成为全球低碳经济发展的重大战略性课题。以此为背景，本文构建了住宅建筑能耗计量体系，涵盖能耗统计、评价、预测及实证分析等环节，为我国建筑领域节能减排工作的推进及低碳经济的转型提供可行的理论依据及技术路径，具有一定的理论及实践参考价值。本文的主要结论及创新点如下：(1)给出住宅建筑能耗及排碳基因的重新界定，针对住宅建筑能耗统计任务进行科学分解，形成纵向、横向和交叉点的具体能耗含义，解决其统计环节的复
14、杂性问题，避免能耗统计项目的重复和遗漏，致使住宅建筑能耗统计方法清晰、全面和可信；(2)应用最小二乘法及数量化理论 III 进行住宅建筑能耗的综合评价，综合得分值结果为 75.5524，隶属于银质认证 。数据分析表明，哈尔滨四个行政中心区域住宅建筑能耗的主导影响因子涵盖建筑特征、供暖方式以及围护结构热工性能，对此提出四位一体的住宅建筑节能减排应对策略，如改善建筑特征、使用清洁能源及可再生性能源、引进节能环保材料及设备、提高业主责任意识等；(3)采用粗糙集理论进行住宅建筑能耗统计数据的优化，精简冗余信息，提高数据库内样本数据有效信息的存储量，引入 NMF 算法提取优化后数据的语义特征项，克服字符串匹配查询法的冗余及过匹配现象，实现住宅建筑有效能耗信息的识别、分类及存档。
