243城市建筑能源规划模拟软件的介绍VIP免费

第1页共7页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共7页城市建筑能源规划模拟软件的介绍郑忠海，付林，江亿，狄洪发，陈杰（清华大学建筑技术科学系，北京，100084）摘要：为了满足城市中建筑的冷、热、电和燃气的用能需求，能源通过源、管网和能源转换设备到建筑用户之间进行转换和分配，而同样的终端需求可以通过不同类型能源和不同能源转换方式来实现。因此，从城市层面上进行城市建筑能源规划，不仅从宏观上分析城市能源配置的供需平衡、可替代性及其优化，也从微观技术上综合分析城市建筑能源系统的节能性、经济性和环境排放特性。目前，我国急需一个适合城市建筑能源规划的模拟软件平台，本文介绍了近年来课题组所开发的基于分层能源系统模型和能流结构的城市建筑能源规划模拟软件平台。最后以北京市为案例，对北京市建筑能源规划中的供热空调规划进行情景分析。关键词：城市能源规划，建筑能源规划模拟软件，节能，能流1.前言城市能源系统是城市基础设施的主要组成部分，它是为了满足城市建筑（主要为住宅和公共建筑）、工业生产以及交通等部门的用能需求，煤、油、气、电以及可再生能源等能源经过城市内的输配（城市电力网、燃气网、热力网等）、转换设备（电厂、锅炉、制冷机等）直至最终使用环节的末端设备组成的系统。因此，城市能源系统是城市的“血脉”和生命线，从城市层面上进行能源规划具有十分重要的意义。在城市中，建筑节能不仅与单体建筑的围护结构和能源设备性能改善等因素有关，而且与城市规划中所采取能源系统方案有关。从某种意义上讲，城市建筑能源规划决定了整个城市建筑的能源消耗、投资和运行的经济性以及所引起的环境排放影响，如果把建筑单体看成微观技术的“硬节能”，对建筑群体进行能源规划是一定意义上的宏观和微观结合的“软节能”。在我国能源规划体系中，从地域上可分为国家能源规划、区域能源规划、城市能源规划、农村能源规划和企业/行业/部门能源规划等，其综合能源规划（IEP，IntegratedEnergyPlanning）的涵义主要指能源、经济和环境（3E，Energy-Economic-Environment）三方面的综合[1]。而在我国城市规划体系中，所涉及能源基础设施规划（也有称作能源供给工程规划）的有供热专项规划、燃气专项规划和电力专项规划。在一定程度上，存在着两方面主要问题，一方面是宏观的能源规划和指导城市发展的城市规划之间存在脱节，城市规划体系中尚无进行能源规划，而能源规划体系中尚不能很好地从微观技术上解决城市中能源系统问题。本文所提及的城市能源规划应该属于城市规划和能源规划这两个学科的交叉学科，重点指的是城市建筑能源规划，它同样涉及到“3E”的综合；另一方面是城市规划中三个能源专项规划之间缺乏互相协调，对于相同的建筑冷、热、燃气和电力需求，可以选择不同能源及其转换方式，比如供热空调有集中式、分布式和分散式等多种方式，可以实现各种方式之间优势互补和多种能源之间的替代性，如图1所示。建筑供热空调可以通过煤、燃气、电力、油等能源及其转换设备来实现。其中燃煤/燃气热电联产、燃气锅炉、燃气直燃机、CCHP、电采暖空调和电力驱动的热泵等等能源转换方式对燃气规划和电力规划产生影响，例如北京61.8%的天然气用于供热空调。因此，供热规划需要和燃气规划、电力规划进行协调以优化能源配置。而燃气规划中工业和交通用气使得建筑能源与城市能源相关联起来。另外，建筑中生活热水负荷需求可以通过燃气热水器、电热水器、太第2页共7页第1页共7页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共7页阳能热水器、热泵、CCHP或城市热网等方式供应，不能简单把生活热水负荷在各个规划中重复计算。再者，随着可再生能源政策推进和技术的进步，可再生能源和传统能源、清洁能源之间也存在着替代性和优化配置问题。图1建筑能源需求和能源供应配置的简图(不包含其它建筑燃气负荷需求)然而，城市能源系统是一个多元、复杂的能源系统工程，亦受城市化水平、城市经济、人口发展等因素影响，难以建立完整的能源系统模型来描述城市能源问题，更谈不上进行城市能源系统的优化。...