由于建筑本身及其内外环境控制的复杂性,有时仅通过定性分析无法确定设计方案的优劣,比较其对环境各种影响的大小。定量计算需要的大量建筑模型数据输入在设计的早期阶段又很难获取。本文通过建立和确定针对严寒地区办公建筑的竖向围护结构各设计参数与建筑使用阶段能耗之间的直接联系,通过简化的计算模型和开发相应的计算软件,可以帮助建筑师进行基于全寿命周期考虑的设计决策。软件还可以用于既有建筑围护结构节能改造工作中,通过对既有建筑方案快速的计算,以及改造方案的效果比较,使得节能改造工作的环境收益和经济收益更加直观可行,从而促进节能改造工作的科学进行和广泛推广。
首先,通过对严寒地区典型城市哈尔滨建筑的调查,结合《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005和地方标准（DB23/1269-2008）,建立严寒地区典型办公建筑能耗动态模拟模型。重点分析了严寒地区哈尔滨的建筑竖向围护结构设计参数与建筑使用阶段能耗的关系。分别得到各个建筑围护结构设计参数的变化对能耗变化的敏感程度,得出在哈尔滨地区,各个朝向窗墙比,体型系数,墙体窗户材料各个参数对建筑使用阶段能耗的影响程度。
其次,根据数据特点运用多元线性回归分析的方法,研究这几个竖向围护结构设计参数对建筑能耗的综合影响的差异,综合分析在哈尔滨办公建筑中,竖向围护结构设计参数对建筑使用阶段能耗影响的相对重要程度以及当几个因素共同作用时的数学关系。
最后,运用全寿命周期能耗理论,进一步得到围护结构各个设计参数与全寿命周期中综合能耗,即各种建筑材料生产、运输、施工、拆除和回收过程能耗之间的关系。并根据研究结果导出的数学模型开发编写适用于严寒地区典型办公建筑的竖向围护结构设计辅助软件,用于迅速计算使用阶段和全寿命周期的建筑能耗与围护结构各个参数之间的关系。
本文的研究结果证明了在严寒地区建筑使用阶段能耗占全寿命周期能耗的比例为70%80%甚至更高,证明了围护结构性能的重要性。研究结果还可以用于对既有建筑围护结构性能的计算,对严寒地区的围护结构节能改造起到辅助作用。
