Energyand Buildings
Volume232, February 2021
https://www.sciencedirect.com/journal/energy-and-buildings/vol/232/suppl/C
Table of Contents (目錄)
1. Energy and buildings最新：住宅建築在寒冷、溫暖、熱帶氣候區的圍護性能：基於自行設計的現場監測活動
Envelope performance of residential building in cool, warm and hot climatic zones: Results from self-designed in-situ monitoring campaigns
Weili Shenga, Bo Wenb, Lin Zhangb
2. Energy and buildings發現：垂直氣象模式及其對高層建築能源需求的影響
Vertical meteorological patterns and their impact on the energy demand of tall buildings
Chenxi Guia, Da Yana, Tianzhen Hongb, Chan Xiaoc, Siyue Guoad, Yifan Taoe
3. Energy and buildings發現：鋰電池製造廠輪式除溼系統的現場性能研究
On-site performance investigation of a desiccant wheel deep-dehumidification system applied in lithium battery manufacturing plant
Bowen Guan, Tao Zhang, Xiaohua Liu
4. Energy and buildings：液體-乾燥劑空調系統在嚙齒類動物實驗室的現場性能對比
On-site performance investigation of liquid-desiccant air-conditioning system applied in laboratory rodent room: A comparative study
Bowen Guan, Tao Zhang, Xiaohua Liu
5. Energy and buildings：從利益相關者視角評估熱帶氣候區住宅建築的可持續性標準
Evaluation of sustainability criteria for residential buildings of tropical climate: The stakeholder perspective
Nina Lazar, K. Chithra
6. Energy and buildings：通過市場化行為幹預降低居民能耗——家庭節能選擇
Reducing residential energy consumption through a marketized behavioral intervention: The approach of Household Energy Saving Option (HESO)
Qian Xua, Yujie Lubcd, Bon-Gang Hwanga, Harn Wei Kuaa
7. Energy and buildings最新：基於日前電價的住宅建築電熱靈活性優化
Optimization of power-to-heat flexibility for residential buildings in response to day-ahead electricity price
Hessam Golmohamadi, Kim Guldstrand Larsen, Peter Gjøl Jensen, Imran Riaz Hasrat
8. Energy and buildings：用於建築物和基礎設施表面溫度分析的全景紅外圖像
Development of panoramic infrared images for surface temperature analysis of buildings and infrastructures
Ling Chena, Yuhong Wangb, Siqi Jiab, Ming-Fung Francis Siuc
9. Energy and buildings揭示：為大規模應用設計的具有實用性的自動生成、多功能、個性化生態反饋響應式住宅用電節約方法
Residential electricity conservation in response to auto-generated, multi-featured, personalized eco-feedback designed for large scale applications with utilities
Christoph J. Meinrenkenab, Sanjmeet Abrola, Gaurav B. Gitea, Christopher Hideyd, Kathleen McKeownad, Ali Mehmania, Vijay Modiac, Elsbeth C. Turcand, Wanlin Xied, Patricia J. Culliganabef
10. Energy and buildings揭示：整合建築物分層熱能存儲的系統夾點方法
A systematic pinch approach to integrate stratified thermal energy storage in buildings
Seyed Mojtaba Hosseinnia, Mikhail Sorin
11. Energy and buildings最新：大麻基混凝土牆在動態熱溼作用下的性能
Behavior of a hemp-based concrete wall under dynamic thermal and hygric solicitations
Billy Senga, Camille Magnionta, Sandra Gallegoa, Sylvie Lorenteab
1. Energy and buildings最新：住宅建築在寒冷、溫暖、熱帶氣候區的圍護性能：基於自行設計的現場監測活動Envelope performance of residential building in cool, warmand hot climatic zones: Results from self-designed in-situ monitoring campaignsWeili Shenga, Bo Wenb, Lin Zhangb
a School of Energy andEnvironment, City University of Hong Kong, Hong Kong SAR, China
b Department of Public Policy,City University of Hong Kong, Hong Kong SAR, China
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0378778820334411
摘要
氣候條件對住宅建築的能源需求具有重要影響。因此，有必要以案例為依據，協助制定地方建築節能政策。通過在劍橋、香港和上海分別設計和開展現場監測活動，本研究對這三個氣候地區在不同能效政策下的實際建築圍護結構性能進行了跨地區分析。與傳統的表格數據相比，現場監測信不確定性更低，精度更高，特別是當牆體具有良好的熱性能時。通過比較不同地區的實踐和精確的入住後熱力學數據，分析結果進一步表明，建築相關政策對能量消耗的效果在不同地區有所不同。根據不同區域的現場監測活動獲得的證據提出互動政策建議，這是一項開拓性的研究。
2. Energy and buildings發現：垂直氣象模式及其對高層建築能源需求的影響Vertical meteorological patterns and their impact on theenergy demand of tall buildingsChenxi Guia, Da Yana,Tianzhen Hongb, Chan Xiaoc, Siyue Guoad, Yifan Taoe
a School of Architecture,Tsinghua University, Beijing, China
b Building Technology and UrbanSystems Division, Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley, USA
c National Climate Center, ChinaMeteorological Administration, Beijing, China
d Institute for Energy,Environment & Economy, Tsinghua University, Beijing, China
e Institute of AtmosphericPhysics, Chinese Academy of Sciences, Beijing, China
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0378778820334101
摘要
隨著經濟的發展和人口的增長，在過去的20年中建造了大量高層建築。2017年，全球新建200米及以上建築144幢，其中50%在中國。由於氣象參數的垂直梯度影響，高層建築的能源性能與一般建築不同。利用不同高度實測資料研究垂直氣象變化的研究很少。大多數動態能量模擬研究是利用模型來模擬氣象參數。本研究利用2007–2017年北京325 m氣象塔每小時乾燥球溫度、相對溼度和風速資料，探討了垂直氣象模式。氣溫隨海拔高度的增加而顯著降低（每100米降低~0.9°C），日溫差隨海拔高度的增加而減小。絕對溼度隨高度變化不顯著。海拔高度每增加100米，風速約增加2 m/s。建築模擬結果表明，320 m高度的年供熱負荷比8 m高度的年供熱負荷增加了85%；全年製冷負荷下降20%。對於300米高的建築來說，這種顯著的熱負荷差異證實了在高層建築性能模擬中考慮垂直氣象差異的必要性。在不同高度設置更多的測點可以提高模擬精度。根據建築熱負荷的影響，為垂直測量高度的選擇提供了指導。
3. Energy and buildings發現：鋰電池製造廠輪式除溼系統的現場性能研究On-site performance investigation of a desiccant wheeldeep-dehumidification system applied in lithium battery manufacturing plantBowen Guan, Tao Zhang, Xiaohua Liu
Department of Building Scienceand Technology, Tsinghua University, Beijing 100084, China
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0378778820334459
摘要
輪式除溼系統是可以滿足將空氣中溼度降至6g/kg以下深度除溼需求的可行系統，在工業環境中得到了廣泛的應用。現場性能反映了系統在實際應用中的真實性能。然而，通過測量來揭示車輪式深度除溼（DWDD）系統現場性能的研究非常有限。因此，本研究測量了鋰電池製造工廠DWDD系統的現場性能，然後進行模擬以改善系統性能。試驗結果表明，江蘇省夏季典型氣候條件下，系統性能係數（COPsys）在0.65–0.68之間。由於設備空間和安全考慮，電加熱器是該工廠唯一可行的再生熱源。因此，除溼輪的除溼成本明顯高於冷卻器的除溼成本，限制了當前系統的COPsys。在此基礎上，提出了一種改進的系統，以提高系統的能量性能。仿真結果表明，通過避免二次迴風設計，可將COPsys從0.65提高到0.68，最終提高到0.76–0.79。在整個冷卻季節，該系統可節省8.4%的耗電量。本研究為實際應用限制下DWDD的系統設計提供了參考。
4. Energy and buildings：液體-乾燥劑空調系統在嚙齒類動物實驗室的現場性能對比On-site performance investigation of liquid-desiccantair-conditioning system applied in laboratory rodent room: A comparative studyBowen Guan, Tao Zhang, Xiaohua Liu
Department of Building Scienceand Technology, Tsinghua University, Beijing 100084, China
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0378778820334502
摘要
動物實驗室的通風率相當高，說明空調系統消耗了大量能源。液體乾燥劑冷卻空調（LDAC）系統是一種節能系統，有助於降低動物實驗室的能耗。然而，將LDAC系統應用於這類房間的節能研究還很有限。本研究以示範項目為重點，在嚙齒類動物實驗室中心分別使用LDAC系統和常規氣體壓縮系統。現場測量揭示了這兩種系統之間的能源性能差異。試驗結果表明，在北京地區夏季工況下，使用常規系統和LDAC系統空調的兩間嚙齒類動物實驗室的冷卻負荷較大，分別為482.1W/m2和576.8W/m2。LDAC系統可以避免再次加熱，並從室內的排氣中恢復冷卻。因此，在測試期間，LDAC系統的性能係數（COPsys）在3.5–4.5之間，而常規系統的性能係數僅在1.8–2.3之間。在整個製冷季節，LDAC系統可實現37.3%的節電率。此外，雖然兩種系統都能滿足所有的環境控制要求，但與常規系統相比，LDAC系統可更好地過濾顆粒物，但在降低室內氨氣濃度方面效果略差。
5. Energy and buildings：從利益相關者視角評估熱帶氣候區住宅建築的可持續性標準Evaluation of sustainability criteria for residentialbuildings of tropical climate: The stakeholder perspectiveNina Lazar, K. Chithra
Department of Architecture& Planning, National Institute of Technology Calicut, NIT Campus P. O.,Kozhikode 673601, Kerala, India
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S037877882033440X
摘要
為追求可持續發展，建造業開發出了綠色建築評估/評級系統。現有的制度主要集中在環境方面，但經濟和社會方面的關注還很有限。在這方面，發達國家和發展中國家都開展了幾項包含三個可持續性方面的研究。然而，幾乎還沒有針對不同地區的評估系統，特別是在印度這樣一個氣候條件多樣的國家。因此，通過聚焦印度熱帶氣候區的住宅建築，本研究旨在建立影響可持續性的關鍵標準，是開發新的可持續性評估系統的先驅。通過廣泛審查現有文獻和綠色建築評級系統，並開展專家訪談，建立了最初的標準庫。此外，通過問卷調查，記錄了建築利益相關者對熱帶氣候下住宅建築可持續性各個標準重要性的看法。基於收集的數據，使用模糊TOPSIS和Pareto分析得出了關鍵標準。當前研究的結果將助於實踐者、研究人員和學者在熱帶氣候下實現建築的可持續性。
6. Energy and buildings：通過市場化行為幹預降低居民能耗——家庭節能選擇Reducing residential energy consumption through amarketized behavioral intervention: The approach of Household Energy SavingOption (HESO)Qian Xua, Yujie Lubcd,Bon-Gang Hwanga, Harn Wei Kuaa
a Department of Building, Schoolof Design and Environment, National University of Singapore, 4 ArchitectureDrive, Singapore 117566, Singapore
b Department of BuildingEngineering, College of Civil Engineering, Tongji University, Shanghai 200092,China
c Key Laboratory of PerformanceEvolution and Control for Engineering Structures of Ministry of Education,Tongji University, Shanghai 200092, China
d Shanghai Institute ofIntelligent Science and Technology, Tongji University, Shanghai, China
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0378778820334071
摘要
居民節能的行為策略對於應對日益增長的能源需求至關重要。居民能源幹預的廣泛應用，如提供補貼以促進節能，需要持續的財政投資，這對補貼提供者，即國家能源機構來說是一個巨大的挑戰。探討具有成本效益的幹預措施對於促進家庭長期節能至關重要。本研究提出並驗證了一種有可能減輕能源政策提供者財政負擔的策略——家庭節能方案（HESO）。HESO是一種基於選擇的策略，為買家（即家庭）提供賺取獎勵的機會，而能否獲取獎勵取決於他們是否能實現預先確定的節能目標。建立了HESO的概念框架，由五個要素組成，即理論基礎（T）、綜合幹預（I）、市場前提（M）、能源可持續性（E）和利益相關者（S）。為了檢驗HESO在家庭節能方面的有效性，在新加坡的101個家庭中進行了初步實驗，通過二重差方法（DID）分析，結果表明，HESO對鼓勵家庭節能具有積極作用。與家庭能源消耗基準相比，當節能目標設定為5%和10%時，HESO使能耗分別減少了8.18%和12.56%。本研究闡述了HESO得出不同節能效果的可能原因，包括正向反饋的影響和轉型時期家庭節能動機的重新調整。討論了HESO成功的關鍵決定因素，如現金流流動性的管理和目標難度的設計。HESO將成本從能源政策提供者轉移到未能達到節能目標的家庭，顯著提高了住宅節能戰略的成本效率。本研究開發了基於選擇的住宅節能干預框架，有助於文獻研究。研究結果表明，通過市場化幹預，在促進家庭節能的同時最大限度地降低政府的成本負擔，是一種有前景、可推廣的解決方案。
7. Energy and buildings最新：基於日前電價的住宅建築電熱靈活性優化Optimization of power-to-heat flexibility for residentialbuildings in response to day-ahead electricity priceHessam Golmohamadi, Kim GuldstrandLarsen, Peter Gjøl Jensen, Imran Riaz Hasrat
Department of ComputerScience, Aalborg University, 9220 Aalborg, Denmark
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0378778820334514
摘要
為了增加可再生能源在丹麥的普及率，需求側靈活性是一種對衝可再生能源間歇性和波動性的可行解決方案。在住宅領域，熱泵是集中供暖的經濟替代方案，可根據可再生能源的可用性釋放熱量柔性。本文提出了一種新的經濟方法來優化有多個房間的單體響應式建築的熱消耗。建議的方法可以根據居住模式為房間設置不同的溫度區域。為了提高電力系統的靈活性，設計了一種經濟模型預測控制（EMPC）。EMPC根據電價調整熱量消耗。將熱柔性集成到電力系統中，研究了兩種類型的熱柔性，即房間的熱慣性和緩衝器的蓄熱。為了增加問題的適用性，本文利用丹麥某住宅建築的真實傳感器數據來估算熱動態常數參數。為了實現這一目標，提出了一種基於最大似然函數的模型辨識方法。最後，根據丹麥電力市場日前電價，檢驗了所建議方法的性能。結果表明，該方法不僅保證了電力系統的靈活性，而且每周可將建築能耗降低37%。
8. Energy and buildings：建築物和基礎設施表面溫度分析的全景紅外圖像開發Development of panoramic infrared images for surfacetemperature analysis of buildings and infrastructuresLing Chena, Yuhong Wangb,Siqi Jiab, Ming-Fung Francis Siuc
a Academy of AdvancedInterdisciplinary Research, Xidian University, No.2 South Taibai Road, Xi'an,China
b Department of Civil andEnvironmental Engineering, Faculty of Construction and Environment, The HongKong Polytechnic University, Hung Hom, Kowloon, Hong Kong
c Department of Building andReal Estate, Faculty of Construction and Environment, The Hong Kong PolytechnicUniversity, Hung Hom, Kowloon, Hong Kong
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0378778820334460
摘要
建築物和基礎設施表面溫度分布是分析建築環境特別是城市建築環境的關鍵信息。它不僅有助於理解和建模建築的熱性能，也揭示了行人暴露的熱環境。這些信息有可能會進一步幫助提高建築物的能源效率，減少城市熱島效應。然而，目前缺乏對建築和城市基礎設施的整體表面溫度進行大規模的可視化和分析的有效方法。為了填補這一空白，本研究開發了一種系統的方法來生成全景紅外圖像。該方法包括：(1)使用地面成像系統捕捉視覺和紅外圖像，(2)使用基於像素值的圖像配準方法建立視覺與紅外圖像的空間變換模型，(3) 生成全景視覺圖像以及融合全景視覺與紅外圖像，(4)使用改進的圓柱投影法對全景圖像進行幾何變換。通過三個案例說明了該方法在建築表面分析中的潛在應用。算例表明，該方法能有效揭示大型建築表面溫度的時空變化規律，為研究覆層材料對表面溫度的影響提供了理論依據。
9. Energy and buildings揭示：為大規模應用設計的具有實用性的自動生成、多功能、個性化生態反饋響應式住宅用電節約方法Residential electricity conservation in response to auto-generated,multi-featured, personalized eco-feedback designed for large scale applicationswith utilitiesChristoph J. Meinrenkenab, SanjmeetAbrola, Gaurav B. Gitea, Christopher Hideyd, KathleenMcKeownad, Ali Mehmania, VijayModiac, Elsbeth C. Turcand, Wanlin Xied, Patricia J. Culliganabef
a Data Science Institute,Columbia University, New York, USA
b Earth Institute, ColumbiaUniversity, New York, USA
c Dep. of MechanicalEngineering, Columbia University, New York, USA
d Dep. of Computer Science,Columbia University, New York, USA
e Dep. of Civil Eng. and Eng.Mechanics, Columbia University, NY, USA
f Dep. of Civil & Env. Eng.& Earth Sciences, U. of Notre Dame, Notre Dame, USA
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0378778820334381
摘要
雖然已有研究表明，向居民提供用電反饋可以減少用電需求和相關的環境負擔，但關於如何最有效地使用這種反饋，仍然存在一些問題。本研究跟蹤調查了36名居民的用電情況，每個居民在2個多月的時間裡收到了14條反饋信息。借鑑自然語言處理方法，使用將10個特徵隨機組合的方式自動生成反饋。與之前研究不同的是，隨著時間的推移，每個居民都會收到不同類型的信息。在504項觀察中，與89名沒有收到任何信息的對照組居民相比，所調查居民平均減少了11±3%的用電量。用電量減少最多的反饋為以下類型：和自己之前用電量進行自我比較（平均減少14%），以及從一個反饋周期到下個反饋周期的各種信息（平均減少16%）。與鄰居進行對比並未使平均用電量減少更高。相反，只有居民最近的用電量恰好高於鄰居的平均用電量時，才會促使用電量減少，反之則會增加。這種行為在所有居民中都有體現，可能是因為居民對其鄰居平均用電量的合乎規範的均值回歸，而不是之前在類似情況下提出的反規範的「自返式「行為。
10. Energy and buildings揭示：整合建築物分層熱能存儲的系統夾點方法A systematic pinch approach to integrate stratified thermalenergy storage in buildingsSeyed Mojtaba Hosseinnia, Mikhail Sorin
Department of MechanicalEngineering, Université de Sherbrooke, 2500 boul. de l'Université, Sherbrooke,Québec J1K 2R1, Canada
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0378778820334496
摘要
在本研究在極端冬季條件下，從一個典型的多戶型建築中抽取1天（或24小時）的動態數據流，包括空間採暖、生活熱水、可再生太陽能和中水等。通過適用於夾點分析的時間切片模型（TSM），本研究致力於實現最大熱能回收（MHR）。選擇了時間切片，這樣所有動態熱容的變化都可以包括在夾點分析中。基於改進的TSM圖形化方法，計算了熱能存儲（TES）的充放電流量。在研究案例中，通過直接/間接熱回收（即通過TES）將熱泵系統、中水和太陽能集熱器集成在一起，可以減少72%的熱效用利用率。為測試建築提出了合適的熱交換器（HE）和TES網絡，以從這種未充分利用的資源中獲益。此外，還對分層TES的動態熱行為進行了數值研究。結果表明，綜合熱損失和溫躍層厚度可使TES池的熱能回收率降低10%，即測試建築MHR的2%。
11. Energy and buildings最新：大麻基混凝土牆在動態熱溼作用下的性能Behavior of a hemp-based concrete wall under dynamicthermal and hygric solicitationsBilly Senga, Camille Magnionta,Sandra Gallegoa, Sylvie Lorenteab
a LMDC, INSA/UPS Génie Civil,135 Avenue de Rangueil, 31077 Toulouse, France
b Mechanical EngineeringDepartment, Villanova University, Villanova, PA, USA
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0378778820334551
摘要
本研究記錄了大麻基吸溼材料在不同溫度和溼度動態條件下的牆面尺度特性。牆面由預製的帶有空氣腔的大麻混凝土塊（HC）製成。在雙氣候室內測試了該牆面，並通過牆壁和室內的溼熱傳感器進行監測。利用先前研究中確定的大麻基材料的實際熱溼特性，將室內熱溼傳遞模型的結果與實驗數據進行比較。實驗證明了牆面內熱溼傳輸現象的耦合方式，特別是溫差如何為溼氣的釋放提供了足夠動力。本研究指出了吸溼對牆體放熱和牆體內溫度變化的影響。最後，使用數值模型模擬了混凝土製成的等效牆體，以突出生物基材料的排溼能力，以及其保溫能力。