摘要：本文以中国北方城市天津为例,采用Sandia及Danish两种方法生成典型气象年(TMY)数据,并借助TRNSYS软件模拟得到3个时段(1961—1990年、1971—2000年和1981—2010年)典型办公建筑的逐时负荷,评估气候变化对典型气象年数据及模拟负荷的影响。结果表明:Sandia和Danish生成典型气象年的方法在天津均有较好的适用性,Sandia方法采用6个气象要素生成的典型气象年数据代表性满足要求。受气候变化影响,典型气象年数据变化较大,采暖期(11月—翌年3月)较制冷期(6—9月)的变化更明显;从30年均值差异看,1981—2010年相对于1961—1990年,建筑供热负荷减少5.2%,而制冷负荷增加1.6%。因此,在使用典型气象年数据进行建筑设计能耗评估时需充分考虑气候变化的影响,加快典型气象年数据的生成和更新工作。基于天津现行使用的典型气象年数据模拟得到的办公建筑制冷负荷较1981—2010年偏低6.7%,供热负荷偏高4.7%。表明采用现行典型气象年数据进行建筑能耗评估时,会造成制冷负荷偏低,供热负荷偏高,从而降低人体舒适度及造成供热能源浪费。

摘要：利用天津市1961—2018年分钟级降水数据,统计了天津地区短时暴雨过程,结合模糊识别法对暴雨过程进行分类,分析了暴雨雨型的时空分布特征,基于天津城市暴雨内涝数值模型,评估了不同雨型对内涝积水总量的影响。结果表明:近58 a天津地区短时暴雨雨型以单峰型(Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型)为主,其中各年代60 min暴雨雨型以Ⅰ型、Ⅲ型为主,120 min和180 min暴雨雨型以Ⅰ型为主导。短时暴雨集中出现在7月和8月,暴雨过程均以单峰型为主,60 min暴雨雨型7月以Ⅰ型居多,8月Ⅲ型最多,120 min和180 min暴雨雨型均为Ⅰ型最多。各区短时暴雨雨型均以单峰型居多,双峰型次之,均匀型较少。从各地区主导雨型来看,60 min和180 min暴雨雨型不一,包含Ⅰ型、Ⅲ型和Ⅴ型;120 min暴雨雨型各区一致为Ⅰ型。天津市短时暴雨雨型存在明显的时空分异,且不同雨型影响内涝积水总量的峰值出现时间,其中Ⅰ型的积水总量峰值出现时间早,是城市排水设计重点关注的雨型。工程设计中应充分考虑气候变化和城市化对暴雨过程的影响。

摘要：利用255m天津气象塔数据定量评估了建筑暖通空调设计气象参数随高度的变化及其对设计负荷的影响,建立了一种气温垂直模型,明确了该模型可推算超高层建筑室外气温,基于此推算超高层建筑暖通空调室外设计气象参数。结果表明:在5—200m处,供暖设计温度、冬季空调室外设计温度和夏季空调室外设计干球温度均随高度降低,200m与5m高度处相比,分别降低2.0℃、1.4℃和2.8℃,导致供暖和冬季空调设计负荷分别增加5.78%和1.36%,而夏季空调设计负荷减少5.85%。基于气温垂直模型得到的200—500m气温数据计算气象参数,发现从200m到500m,供暖设计温度、冬季空调室外设计温度和夏季空调室外设计干球温度均随高度降低,降幅分别为0.52℃/100m、0.50℃/100m和0.66℃/100m。本研究表明,基于地面2m高观测数据计算的建筑暖通空调设计气象参数无法满足超高层建筑暖通空调设计需求,应充分考虑气象参数的垂直变化,选择合理的气象参数,为超高层建筑暖通空调设计提供基础,以保证室内热舒适环境达标,达到降低建筑能耗的目的。

摘要：利用TRNSYS软件模拟了1981—2010年天津市典型办公建筑采暖和制冷能耗,采用百分位法确定逐日和逐时的能耗极端值,分析了极端能耗对气候响应的特征,以期为办公建筑采暖和制冷节能提供依据.结果表明:1981—2010年天津市典型办公建筑采暖极端能耗日数呈下降的趋势,而制冷极端能耗日数呈上升的趋势,均未通过显著性检验.此外,极端能耗占总能耗的比例也没有显著的变化趋势.采暖日极端能耗主要受温度和风速影响,而制冷日极端能耗则受温度、湿度和辐射的共同影响.干球温度、湿球温度、风速及辐射对采暖小时极端能耗均有影响,其中采暖小时极端能耗对风速和辐射的响应存在延迟;制冷小时极端能耗主要受湿球温度和辐射影响,对辐射的响应没有延迟,而对湿球温度的响应存在2—3 h的延迟.可见,天津市典型办公建筑采暖和空调制冷系统节能设计及安全运行需考虑不同气象因子的影响.

摘要：以天津为例,基于国家级气象台站及自动站气象数据,研究了供暖/供冷度日数时空变化特征。结果表明:受气候变暖影响,1961—2017年天津地区平均供暖度日数显著减小,降幅为9.5℃·d/a,供冷度日数显著增大,增幅为1.1℃·d/a;其中,1991—2017年较1961—1990年供暖度日数减小9.7%,供冷度日数增加72.3%。天津地区度日数空间分布存在明显差异,且随着气候变暖,空间差异增大,近30年供暖度日数空间最大差值为18.7%,供冷度日数为134.9%。基于自动站数据计算得到的度时数也存在明显的空间差异,供暖度时数差异最大达37.8%,供冷度时数达80.0%。研究证实,天津地区供暖/供冷度日(时)数存在明显的时空分异,基于度日(时)数进行建筑节能设计时,要充分考虑气候变暖影响,及时更新度日(时)数。此外,基于一个台站数据计算得到的建筑节能设计参数(如度日数)难以满足整个城市建筑节能设计需求,需考虑建筑设计参数的空间差异,可应用全市气象自动站数据,为精准建筑节能设计提供依据。

摘要：为分析不同设计暴雨雨型对天津中心城区内涝的影响,采用天津城市暴雨内涝模型水动力数学模型,以天津中心城区为研究区域进行城市内涝数值模拟。通过对2018—2019年天津市3次不同降水过程进行模型模拟效果检验表明,该模型具有一定的模拟精度。在此基础上,对不同重现期、不同历时、不同概率的时段雨型为降雨边界的内涝过程进行模拟,对比分析内涝积水总量、积水面积等模拟结果。结果表明:3种代表性设计暴雨雨型,短历时(6 h)且重现期较短(<10 a)的暴雨,强降水持续时间长,且峰现时间较早的雨型,积水总量及面积最大,而重现期较长的暴雨(≥10 a),强降水时段集中,峰值出现最早的雨型,积水总量及面积最大。12 h和24 h等长历时的降水,则规律相反。

摘要：利用中国东北地区三个典型城市(哈尔滨、长春和沈阳)1961-2019年的气温、相对湿度等气象资料和TRNSYS软件模拟的能耗资料,分析了气候变化对东北地区办公建筑设计气象参数的影响,研究了气候变化对办公建筑能耗的影响及其影响因子。结果表明:与1961-1990年相比,近30 a(1991-2019年)东北地区三个城市的办公建筑室外设计计算参数,即供暖室外计算温度、冬季空调室外计算温度和夏季空调室外计算温度均有所升高,且夏季空调室外计算温度升幅低于其他两个设计参数,三个城市供暖室外计算温度分别升高了2.1℃、1.7℃和0.2℃;1961-2017年三个城市办公建筑冬季供暖能耗均呈减少趋势,夏季制冷能耗均呈增加趋势,年总能耗呈减少趋势;哈尔滨和长春的变化速率大于沈阳,三个城市的办公建筑年总能耗减少速率分别为5.02 MJ·m^(-2)/10 a、6.15 MJ·m^(-2)/10 a和1.99 MJ·m^(-2)/10 a。气温是影响东北地区城市办公建筑能耗的主要气象因子,分别可以解释三个城市冬季供暖能耗95%、96%和93%的变化和夏季制冷能耗72%、71%和72%的变化;气温每升高1℃,三个城市的冬季采暖能耗将分别减少20.6 MJ·m^(-2)、21 MJ·m^(-2)和18.9 MJ·m^(-2),夏季制冷能耗将分别增加15.1 MJ·m^(-2)、16.1 MJ·m^(-2)和18.8 MJ·m^(-2),年总能耗将分别减少5.5 MJ·m^(-2)、4.9 MJ·m^(-2)和0.1 MJ·m^(-2)。