绿建小筑周报 | 第三十期
亲爱的绿建小伙伴们：
时光飞逝，不知不觉间我们已经来到了11月下旬。本期周报我们将分享两篇聚焦”气候变化与建筑能耗”的重要研究，其中一篇来自天津大学卞同学的论文已正式收录进入绿建小筑”作者专栏”。在全球气候变化日益显著的今天，这两项研究为我们理解建筑如何应对未来气候挑战提供了宝贵的科学依据。🌿
📚 本周论文分享
首先，我们要特别感谢来自天津大学的卞同学分享他的研究成果！这篇论文已正式收录进入绿建小筑“作者专栏”，欢迎大家前往专栏查看更多详情。👏
本研究评估了全球气候变暖趋势对天津办公建筑能耗的影响。天津作为气候敏感区域，其建筑能耗变化亟需科学评估。论文指出，当前国内研究多集中于历史数据分析或静态情景模拟，缺乏结合动态气候模型与建筑能耗的长期预测。
研究基于IPCC AR6提出的SSP-RCP耦合情景框架，选取了SSP1-2.6（生态保护）、SSP2-4.5（可持续发展）和SSP5-8.5（经济发展/高排放）三种典型气候情景，利用未来天气生成器获取2050年和2080年的高分辨率气候数据。研究采用Grasshopper平台的Honeybee工具进行建筑能耗模拟，构建了一栋13层、总建筑面积13928平方米的天津典型办公建筑模型。
主要发现显示，在所有SSP-RCP情景下，采暖能耗均呈现显著下降趋势，降幅为15.44%至30.71%；而制冷能耗则持续增加，增幅为3.28%至17.32%，在高排放情景下增幅更为显著。总能耗因制冷需求部分抵消了采暖节能而呈下降趋势，降幅为3.83%至6.41%。
特别值得关注的是，能耗峰值从冬季逐渐转向夏季。在SSP2-4.5和SSP5-8.5情景中，2080年的能耗峰值将转移至夏季7月或8月。这种能耗模式的转变将带来多方面的挑战，包括电力系统的峰值负荷压力、制冷设备的更新需求，以及城市热岛效应的加剧等。
研究针对不同情景提出了差异化的应对策略：低碳情景（SSP1-2.6）应优化围护结构，而高排放情景（SSP5-8.5）则需提升制冷能效并整合可再生能源。这项研究为天津市气候适应性建筑政策制定与低碳转型提供了重要的数据支撑。
本研究针对既有建筑节能改造中普遍忽视气候变化影响的问题，以深圳市某医院住院部为案例，全面评估了外围护结构（外墙、屋面、外窗）改造策略在典型气候和未来气候条件下的能源效率、经济效益和热舒适性表现。
研究采用Grasshopper平台中的Ladybug和Honeybee插件进行建筑性能模拟，并利用CCWorldWeatherGen工具生成2050年的气候数据。评估指标体系包括节能率、财务净现值（NPV）和全年热舒适时间变化率（TCHc），形成了一个多维度的评价框架。
案例分析结果揭示了不同改造策略的差异化表现：
外墙改造方面，尽管在未来气候条件下节能率有所提升（如XPS板可达0.71%），但整体节能效益较低，在典型气候条件下几乎不具备经济效益。在未来气候条件下，EPS板在30mm厚度时经济效益最佳，可达55,854.96元。外墙改造可以增加全年热舒适时间，但提升幅度在未来气候条件下较典型气候条件更小。
屋面改造的节能效益显著优于外墙改造，未来气候条件下XPS板最高节能率达4.34%。在经济效益方面，屋面改造在两种气候条件下均产生正的净现值，未来气候条件下100mm EPS板可带来1,125,803.61元的经济效益。然而，屋面改造可能导致全年热舒适时间减少，尤其在特定厚度下表现复杂。
外窗改造方面，高窗墙比的案例建筑使得外窗改造具有较高节能效益，未来气候下多种高性能外窗节能率可超4%。经济效益在未来气候条件下大幅提升，多个高性能外窗净现值可达60万至77万元区间。然而，外窗改造同样会降低建筑的全年热舒适时间，部分窗型降低幅度超过10%。
研究结论强调，气候变化对建筑能耗、经济效益和热舒适性的影响不容忽视。在既有建筑改造策略的制定中，必须综合权衡节能效益、经济性与热舒适性，并充分考虑未来气候变化，避免低估改造方案的潜在效益。从经济效益角度，建议优先考虑屋面和外窗改造。
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💡 从”静态设计”到”动态适应”：气候变化下的建筑思考
本周的两篇论文都指向一个共同的核心议题：在气候变化的背景下，建筑设计和改造不能再依赖于历史气候数据和静态思维，而必须转向动态的、前瞻性的策略制定。
卞同学的研究清晰地展示了气候变化对天津办公建筑能耗结构的深刻影响。采暖需求的下降和制冷需求的上升，不仅仅是数字的变化，更意味着建筑能源系统、电力基础设施、甚至城市规划都需要相应调整。能耗峰值从冬季转向夏季这一发现，对于电力系统的规划和建筑设备的配置都具有重要的指导意义。
深圳医院的改造案例研究则揭示了一个更为复杂的现实：同一改造措施在典型气候和未来气候条件下的表现可能存在显著差异。如果仅基于当前气候数据进行改造决策，可能会低估未来的节能潜力和经济效益，或者忽视对热舒适性的负面影响。这提醒我们，既有建筑改造必须将气候变化因素纳入决策框架。
这两项研究还共同揭示了一个重要的权衡问题：节能、经济性和热舒适性三者之间往往存在矛盾。例如，某些改造措施虽然能够降低能耗并带来经济效益，但可能会降低热舒适时间。这要求我们在制定改造策略时，不能单纯追求某一个指标的最优，而是需要建立多目标的评价体系，寻找综合表现最佳的方案。
从更宏观的角度看，这些研究呼应了建筑行业从”静态设计”向”动态适应”转变的必要性。未来的建筑设计和改造，需要充分考虑气候的长期变化趋势，采用情景分析的方法，为不同的气候未来做好准备。这不仅是技术问题，更是设计理念和决策思维的转变。
感谢每一位关注和支持绿建小筑的朋友！特别感谢卞同学将他的研究成果分享到”作者专栏”，为社区的学术交流增添了宝贵的内容。如果您也有已发表的论文愿意分享，欢迎随时联系我们。让我们一起，在气候变化的挑战面前，探索建筑的可持续未来！