DeST在空調(diào)設備性能檢證(Commissioning)上的應用

1、DeST在空調(diào)設備性能檢證(Commissioning)上的應用         06-06-09 17:08:00     作者：燕達 諸群飛 潘嵩    編輯：凌月仙仙摘要：本文對建筑能耗模擬軟件DeST在空調(diào)設備性能檢證(Commissioning)方面的應用進行了介紹，并以位于日本東京的某研究所作為研究案例，對冷熱負荷計算的影響因素、空調(diào)分區(qū)及設計風量等方面進行了模擬及分析，考察了DeST作為性能檢證工具的可應用性，為今后運用模

2、擬工具輔助Commissioning工作進行了探索性研究。 關鍵詞：DeST Commissioning 空調(diào)設備 性能檢證 1. 前言近年來，為了提高建筑節(jié)能水平以及更好地保護地球環(huán)境，建筑設備特別是空調(diào)設備的性能檢證過程（Commissioning，以下簡稱Cx）在日本、美國、歐洲等地區(qū)越來越受到廣泛的重視。在進行性能檢證的過程中，研究者非常期待模擬軟件能夠在Cx的各個階段中得到應用。DeST（Designers Simulation Toolkit）是由清華大學建筑學院建筑技術(shù)科學系DeST課題小組研究開發(fā)的空調(diào)系統(tǒng)輔助設計模擬工具。DeST以“分階段設計，分階段模擬”為基本思路，對應設

3、計的不同階段提供了相應的功能性模塊。其目的是將模擬技術(shù)應用于設計的整個過程中，通過建筑模擬、方案模擬、系統(tǒng)模擬、水力模擬等手段對設計進行校核，讓設計人員根據(jù)模擬的數(shù)據(jù)結(jié)果對其設計進行驗證，從而起到輔助和提高設計水平的目的。本研究的目的是通過利用DeST對日本的某實際建筑物的空調(diào)設備進行性能檢證，來考察DeST對于Cx的各個階段的可應用性，以及研究如何在Cx各個步驟的工作中應用模擬軟件進行輔助。2. 仿真模型的介紹圖1 設計對象的建筑物標準層平面圖本文的研究仿真對象選擇為如圖1所示的位于日本東京的某研究所的標準層。圖2圖4分別表示燈光、設備、人員等室內(nèi)發(fā)熱量的作息時間。表1表2分別表示該建筑物的

4、主要情況及室內(nèi)設定條件?？照{(diào)時間為8：0018：00（8：009：00為預熱時間，預熱時新風量為0）。圖2 燈光發(fā)熱量作息制度 圖3 設備發(fā)熱量作息制度圖4 人員發(fā)熱量作息制度表1 建筑物的主要情況 所在地東京構(gòu)造SRC造層數(shù)10層標準層面積330m3建筑面積3300 m3用途辦公室表2 室內(nèi)設定條件 時間設定溫度（）設定濕度（）夏季7.19.3023264555冬季11.13.3121243545過渡季以上之外不空調(diào)不空調(diào)3. 冷熱負荷計算影響因素的分析在空調(diào)系統(tǒng)的基本設計階段，為了決定空調(diào)機的能力大小，首先需要計算房間的冷熱負荷。作為Cx的應用實例，作者對影響房間冷熱負荷計算的3個因素室內(nèi)

5、發(fā)熱量、新風量、非空調(diào)時間的滲透風量進行了比較分析。表3 各因素對熱負荷計算的影響 Case計算條件尖峰冷熱負荷（kW）全年累計冷熱負荷（MWh）基本Case1 內(nèi)部發(fā)熱量：冷負荷100%，熱負荷100%2 新風量：全年600CMH3 不考慮非空調(diào)時的室外滲透風量冷：450熱：163冷：233.1熱：11.8Case11 內(nèi)部發(fā)熱量：冷負荷100%，熱負荷50%2同基本Case冷：450熱：221冷：203.7熱：25.4Case21 內(nèi)部發(fā)熱量：冷負荷100%，熱負荷0%2同基本Case冷：450熱：281冷：192.4熱：58.8Case31 新風量按照圖4所示的人員作息變化2同基本Cas

6、e冷：450熱：148冷：233.8熱：10.4Case41 非空調(diào)時的室外滲透風量為1次/小時2同基本Case冷：432熱：212冷：213.2熱：16.9（1） 室內(nèi)發(fā)熱量的影響（基本Case，Case1，Case2）近年來，供暖尖峰負荷的計算以及全年冷熱負荷計算時如何選取室內(nèi)發(fā)熱量逐漸受到重視，作者考察了室內(nèi)發(fā)熱量分別為100%，50%，0%時對冷熱負荷計算結(jié)果的影響，根據(jù)表3的基本Case和Case1，Case2的計算結(jié)果，將冬季的室內(nèi)發(fā)熱量從100%減少至50%，0%時，供暖尖峰負荷從163kW增加至221kW、281kW，相對于基本Case（163kW），Case1、Case2的相

7、對增加率為36%和72%。另外，全年熱負荷累計值分別為11.8MWh、25.4MWh和58.8MWh，相對于基本Case（11.8MWh），Case1和Case2的相對增加率分別為116%和400%。在3個Case中，夏季的室內(nèi)發(fā)熱量均為100%，因而冷負荷最大值均等于450kW。但是全年的累計冷負荷分別為233.1MWh、203.7MWh、192.4MWh，相對于基本Case（233.1MWh），Case1和Case2的減少率分別為13%和17%。這是由于伴隨著冬季室內(nèi)發(fā)熱量的減少，所需投入的冷負荷（主要是內(nèi)區(qū)冷負荷）也相應減少而造成的。（2） 新風量的影響（基本Case，Case3）為了考

8、察新風量對冷熱負荷的影響，作者計算了新風量全年固定為600CMH以及根據(jù)室內(nèi)人員作息制度進行比例控制的兩個Case。根據(jù)表3的基本Case和Case3的結(jié)果，冷負荷最大值二者均為450kW，沒有差異，而熱負荷最大值則從163kW變?yōu)?48kW，大約下降了9%。此外，全年的累計冷負荷基本上沒有什么變化，而累計熱負荷從11.8MWh變?yōu)?0.4MWh，約減少了12%。原因主要在于，在冬季熱負荷的最大值對應為人員最少的時刻，即新風量最小，而在夏季，冷負荷最大值出現(xiàn)的時刻對應為人員最大的時刻，此時刻兩個Case的人員及新風量相同。（3） 不空調(diào)時間的滲透風量的影響（基本Case，Case4）在不空調(diào)時

9、，房間內(nèi)氣壓與空調(diào)時相比相對降低，室外的空氣容易滲透進入房間。為了考察非空調(diào)時間室外滲透風對冷熱負荷的影響，作者計算了有室外滲透風量（換氣次數(shù)為1ACH）和沒有室外滲透風量的兩種情況。根據(jù)表3的基本Case和Case4的計算結(jié)果，考慮室外滲透風影響時，冷負荷最大值從450kW降低至432kW，約減少了4%，而熱負荷最大值從163kW升高至212kW，約增加了30%。此外，全年累計冷負荷從233.1 MWh降低至213.2 MWh，約減少了9%，全年累計熱負荷從11.8 MWh升高至16.9 MWh，約增加了43%。4. 空調(diào)分區(qū)的考察在設計空調(diào)系統(tǒng)時，合理的空調(diào)分區(qū)非常重要，圖5圖8分別表示基準層的公用部和辦公室1的內(nèi)外區(qū)冷負荷的全年變化。辦公室1、2、3的負荷類型比較接近，此處以辦公室1為代