引言住宅建筑是我国建筑的主要类别，建筑总能耗占比较大。目前，我国建筑能耗约占整个社会能耗的30%，其中空调能耗约占60％［1］。大量研究表明，建筑物主体做法及采用的节能技术影响建筑的运行能耗［2-3］。建筑能耗分析软件可以分析建筑物的能耗现状［4］，模拟成本更低、效率更高。YBPA2019软件以Energy Plus为计算核心，其分析范围包括建筑负荷能耗分析、室内风环境、室内自然通风、室内空调送风、采光分析等，能够对建筑不同的空调系统方案进行优化分析，并可生成相应的报表和曲线［5］。本研究借助YBPA2019软件，以山东青岛某住宅楼为例，模拟计算不同空调方式下的全年能耗，并转换为等效电能进行对比分析，以获取该地区住宅建筑的能耗特性。1建筑概况1.1建筑基本信息该建筑位于山东省青岛市，建筑物用途为住宅建筑，建筑南北朝向，占地面积975.39 m²，总建筑面积6 706.24 m²。建筑共8层，层高均为3.1 m，总建筑高度24.8 m，围护结构及主要室内设计参数如表1、表2所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2020.12.002.T001表 1建筑围护结构设计位置内容屋 面钢筋混凝土屋面板（200 mm）+聚苯板（45 mm）+加气混凝土砌块（100 mm）+轻集料混凝土找坡层（30 mm）+水泥砂浆找平层（15 mm）+防水层（ 5 mm）外墙聚苯颗粒保温浆料（15 mm）+聚氨酯硬泡沫塑料（40 mm）+钢筋混凝土-规范组（200 mm）+白灰砂浆（20 mm）内墙水泥砂浆（20 mm）+砖墙（120 mm）+水泥砂浆（20 mm）楼板细石混凝土（30 mm）+黏土陶粒混凝土（50 mm）+钢筋混凝土（100 mm）外窗做法一：断热铝合金低辐射中空玻璃（32 mm），传热系数2.77 W/(m▪K)做法二：双层铝合金窗（22 mm），传热系数2.9 W/(m▪K)内窗双层透明中空玻璃（18 mm），传热系数3.34 W/(m▪K)外门节能外门，传热系数3.02 W/(m▪K)内门木框单层实体门，传热系数4.21 W/(m▪K)10.3969/j.issn.1004-7948.2020.12.002.T002表 2主要房间室内设计参数房间类型夏季冬季人员密度/（人/m²）照明/（W/m²）设备/（W/m²）新风量/[m²/(人▪h)]干球温度/℃相对湿度/％干球温度/℃相对湿度/％卧室266018500.1202030客厅266517500.1203014厨房276018500.291501.2计算参数设置青岛市地理位置位于东经119°30'～121°，北纬35°35'～37°09'，气候分区属于寒冷地区［6］。青岛市全年逐时日干球温度如图1所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2020.12.002.F001图1青岛市全年逐时日干球温度由图1可知，青岛市年最高温度出现在七月，年最低温度出现在一月，夏季室外温度主要分布于20～30 ℃，其中约有55％的时间日平均温度处于24～27 ℃；冬季室外温度主要分布于-4～6 ℃，其中约有50％的时间日平均温度处于-5～0 ℃之内。依据青岛市气候特点及实际需求，设置本楼采暖时常为120 d，制冷时长为107 d。供暖期为每年11月15日至第二年3月15日，制冷期为每年7月1日至10月15日［7］。2模型建立2.1建筑建模本项目使用BPA2019软件，直接在CAD内进行模型的建立，模型轴测图及平面图分别如图2、图3所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2020.12.002.F002图2建筑模型轴测图10.3969/j.issn.1004-7948.2020.12.002.F003图3建筑标准层平面图2.2建筑冷热负荷模拟依据设置的建筑参数，利用YBPA2019软件对该建筑全年的冷、热负荷进行模拟计算。通过该软件计算生成全年建筑物日冷热负荷统计，如图4所示。建筑物的冷热负荷最大日逐时负荷如图5、图6所示，建筑冷热负荷统计数据如表3所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2020.12.002.F004图4建筑物日负荷统计10.3969/j.issn.1004-7948.2020.12.002.F005图5建筑物冷负荷最大日逐时负荷10.3969/j.issn.1004-7948.2020.12.002.F006图6建筑物热负荷最大日逐时负荷10.3969/j.issn.1004-7948.2020.12.002.T003表3建筑冷热负荷相关数据统计类别数值建筑空调面积/m²6 706.239建筑负荷全年最大冷负荷/kW596.541全年最大热负荷/kW205.546全年总冷负荷/kWh767 718.238全年总热负荷/kWh1 454 356.679负荷指标全年最大冷负荷指标/(W/m²)88.953全年最大热负荷指标/(W/m²)30.6502.3负荷分析根据YBPA2019软件模拟结果，建筑的全年最大冷负荷出现在7月13日14时，为596.541 kW。夏季大部分时间建筑的负荷都处于200～400 kW的区间内，7月中旬～8月中旬大致处于冷负荷的顶峰期；全年最大热负荷出现在7月13日14时，为205.546 kW；冬季大部分时间建筑的负荷都处于100 kW以下，3月中旬～4月中旬大致进入热负荷的高峰期。在过渡季节内，冷负荷超过200 kW的时间段占比不足3％，建筑物一般可通过开窗通风的方式来进行新风换气，减少负载。2.4空调建模建筑空调系统须在保证舒适度的前提下，选择空调系统耗能更低的方案以减少能耗。建筑全年能耗包括风机能耗、照明能耗、冷热源设备能耗、其他设备能耗。采用YBPA2019软件进行建模，依据该建筑现有条件，设计市政供热+分体空调、 VRF多联机系统［8］两种方式。两种方案的建筑逐月电能消耗模拟结果对比如图7所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2020.12.002.F007图 7全年逐月耗能对比由图7可知，两者整体上的变化趋势基本维持一致：夏季与冬季耗能高，春秋过渡季能耗较小。夏季耗电量峰值常出现于7～8月，冬季耗能峰值出现于12～1月，这也是青岛全年最热与最冷的时期，空调运行耗能较高，因此耗能达到峰值；而在过渡季节，通过开窗通风的方式借助室外新风调节建筑内部温度，因此耗能降低。结合图1可知，该地能耗峰值与最热月、最冷月相对应，能耗谷值与过渡季节相对应，变化趋势符合实际情况，模拟结果具有可靠性与代表性。全年空调运行过程中，采用VRF空调方案能耗均低于市政+分体空调的方式。两个方案全年逐月建筑物分项能耗对比如图8、图9所示。由图8及图9可知，建筑的主要能耗来源于设备及照明能耗，采用两种不同方案下的差距主要来自空调电能能耗：①号方案全年等效电能耗能为1 266 538.5 kWh；而②号方案电能能耗为858 964.69 kWh，两种方案全年电能耗能差距为407 573.84 kWh，采用②号方案节能效果显著。10.3969/j.issn.1004-7948.2020.12.002.F008图 8方案①逐月分项能耗10.3969/j.issn.1004-7948.2020.12.002.F009图 9方案②逐月分项能耗两种方案建筑总能耗对比汇总如图10所示。由图10可知，方案②总体能耗约为方案①的67％。10.3969/j.issn.1004-7948.2020.12.002.F010图 10两种方案总能耗对比3结语（1）YBPA2019软件操作简便、使用较为灵活方便，同时计算结果也符合预期，说明该软件的计算结果具有一定的真实性，可进行建筑能耗分析。（2）为了降低建筑物的全年能耗，选用合适的机组、空调系统，制定合理的控制策略，可以更好地控制能耗。在不考虑安装与设备成本、仅考虑运行电能能耗的情况下，综合以上对比可知，采用VRF多联机方式节能效果明显。对于本次的建筑模型，采用VRF方式可节能约三分之一；为了进一步降低空调能耗，可通过冷热季时将空调上下限温度均下调1 ℃。（3）本研究对青岛市住宅建筑的空调能耗的参数进行的模拟分析，可为此类地区的住宅建筑提供一定的参考。