城市熱島效應對天津市居住建筑供暖和制冷負荷的影響

作者：孟凡超,任國玉,郭軍,張雷,張瑞雪

摘要：城市熱島效應已對建筑能源需求產生了重要影響,評估城市熱島效應影響下建筑的真實能耗需求及城鄉差異對既有建筑的節能調控和未來建筑的方案設計都具有重要意義。論文以天津自動氣象站2009—2017年逐時觀測數據為基礎,應用衛星遙感選站方法,選取天津市區周圍4個有代表性的鄉村參考氣象站,對典型居住建筑全年逐時負荷進行了動態模擬,定量評估了城市熱島強度對不同時間尺度(年、日和小時)建筑負荷的影響。結果表明:(1)隨著城市熱島強度(IUHI)的增強,城市居住建筑供暖負荷減少、制冷負荷增加,且年平均供暖負荷的減小幅度大于年平均制冷負荷的增加幅度。IUHI每上升1℃,城市年平均供暖負荷較鄉村減少4.01 kWh/m2、年平均制冷負荷增加1.05 kWh/m2。(2)冬季供暖期和夏季制冷期逐日負荷變化表現為:供暖期的高負荷時段主要集中在12月下旬至翌年1月下旬、制冷期為7月下旬至8月上旬,高負荷時段城市日平均供暖和制冷負荷分別較鄉村約減少10%、增加6%。(3)日內供暖負荷和制冷負荷小時變化均表現為夜間強于白天。在供暖期和制冷期,北京時間18:00至次日07:00時段無論在城市或是鄉村都是高負荷時段;11:00至15:00時段在供暖期是低負荷時段,而在制冷期是高負荷時段,這可能與氣溫和供暖制冷需求有關。研究表明,應充分考慮小時、日尺度熱島強度對用能的影響,提高供暖和空調運行調控的精細化水平,以期達到降低供暖和制冷能耗的目的。

發文機構：天津市氣候中心 中國氣象局氣候研究開放實驗室/國家氣候中心 中國地質大學（武漢）環境學院大氣科學系 中國氣象局國家氣象信息中心 中國建筑科學研究院有限公司

關鍵詞：城市熱島效應鄉村參考站供暖和制冷負荷天津urban heat island effectrural weather stationheating/cooling loadTianjin City

分類號： TU8[建筑科學]