建筑空調(diào)系統(tǒng)的能耗分析

建筑空調(diào)系統(tǒng)的能耗分析

在建筑能耗方面，空調(diào)系統(tǒng)的能耗承擔(dān)了重要的比例。根據(jù)《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》gb50199-2005的5.1.1，明確規(guī)定“在幅員制圖的設(shè)計(jì)階段，有必要計(jì)算每個(gè)時(shí)間的熱負(fù)荷和冷負(fù)荷?！毕募尽⒍竞投竞涞貐^(qū)的節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的建筑能耗，明確了節(jié)能后建筑的能耗，并介紹了建筑空調(diào)系統(tǒng)的能耗。并介紹了《空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)》中每個(gè)時(shí)間的自動(dòng)計(jì)算。本文是根據(jù)《空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)手冊(cè)》與《實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)》(以下均簡(jiǎn)稱(chēng)手冊(cè))的公式,結(jié)合EXCEL對(duì)數(shù)據(jù)的處理和分析功能,通過(guò)建立空調(diào)逐時(shí)負(fù)荷計(jì)算房間模型,將整座建筑各種功能房間的能耗計(jì)算簡(jiǎn)化為一個(gè)基本房間模型,通過(guò)空調(diào)逐時(shí)負(fù)荷計(jì)算房間模型的能耗分析,實(shí)現(xiàn)逐時(shí)負(fù)荷計(jì)算,替代傳統(tǒng)的手算,并可結(jié)合EX-CEL的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及分類(lèi)比較等功能對(duì)計(jì)算結(jié)果的數(shù)據(jù)加以分析,使設(shè)計(jì)人員對(duì)整個(gè)建筑的能耗有更全面的認(rèn)識(shí)。1種替代手算的一種冷負(fù)荷暖通專(zhuān)業(yè)的計(jì)算一般有逐時(shí)負(fù)荷計(jì)算、風(fēng)管阻力計(jì)算、水管水力計(jì)算、防排煙計(jì)算等內(nèi)容,逐時(shí)負(fù)荷計(jì)算是暖通計(jì)算中比較復(fù)雜的部分,一般要通過(guò)專(zhuān)業(yè)的計(jì)算軟件,或者通過(guò)查找手冊(cè)中大量的表格數(shù)據(jù)進(jìn)行手算.本文介紹了一種通過(guò)Excel的數(shù)據(jù)處理功能,實(shí)現(xiàn)替代手算的一種嘗試?？照{(diào)房間的總冷負(fù)荷一般有以下幾種。(1)窗的輻射熱和窗的傳熱冷負(fù)荷;(2)屋蓋的傳熱冷負(fù)荷;(3)外墻的傳熱冷負(fù)荷;(4)人體、照明和設(shè)備的冷負(fù)荷。其它冷負(fù)荷可以認(rèn)為是穩(wěn)定的,各小時(shí)均等,不必參加比較。手冊(cè)中有提到,人體、照明和設(shè)備的冷負(fù)荷由于無(wú)確切資料,也只能按穩(wěn)定冷負(fù)荷計(jì)算。所以逐時(shí)負(fù)荷計(jì)算中最重要的就是圍護(hù)結(jié)構(gòu)的逐時(shí)負(fù)荷計(jì)算,求出圍護(hù)結(jié)構(gòu)的綜合最大冷負(fù)荷,加上其它穩(wěn)定的冷負(fù)荷。2逐時(shí)負(fù)荷計(jì)算樓室總負(fù)荷由于圍護(hù)結(jié)構(gòu)包括窗、墻、屋頂、樓板、地面,共同點(diǎn)是都和相應(yīng)面積有關(guān),所以hhduct的負(fù)荷計(jì)算思想是通過(guò)EXCEL建立一個(gè)基表,分別基于窗和墻建立單位面積的逐時(shí)負(fù)荷指標(biāo),屋頂和地面,樓板可以看作特殊的墻基表的延伸,這樣就形成一個(gè)基本的空調(diào)逐時(shí)負(fù)荷計(jì)算房間模型。窗的得熱主要是由太陽(yáng)輻射得熱+窗傳熱轉(zhuǎn)化的冷負(fù)荷;墻的得熱是通過(guò)墻體傳熱及輻射得熱,由于墻體的熱惰性,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間才會(huì)逐漸轉(zhuǎn)化為室內(nèi)有效的冷負(fù)荷。為了解決窗及墻體的朝向?qū)湄?fù)荷計(jì)算的影響,以及和手冊(cè)中的各個(gè)朝向的參數(shù)表保持一致,把房間的模型簡(jiǎn)化為一個(gè)有八個(gè)面(北、西北、西、西南、南、東南、東、東北),上有屋蓋H,下有地面或樓板的模型,任何形狀的房間都可轉(zhuǎn)化為這種基本模型進(jìn)行逐時(shí)負(fù)荷計(jì)算,根據(jù)手冊(cè)中提供的數(shù)據(jù)建立每個(gè)窗或墻在不同朝向的單位面積逐時(shí)負(fù)荷分布,不存在的面或不需要計(jì)算傳熱的面按其面積為0來(lái)考慮。計(jì)算時(shí)基本按有內(nèi)遮陽(yáng)考慮,外遮陽(yáng)由于計(jì)算比較復(fù)雜,對(duì)減少房間的冷負(fù)荷是一個(gè)很有效的方式,所以按沒(méi)有外遮陽(yáng)來(lái)計(jì)算的結(jié)果會(huì)保守些。不過(guò)具備外遮陽(yáng)的面也可以建立相應(yīng)的模型來(lái)分析,分為遮擋部分和無(wú)遮擋部分,遮擋部分的直射輻射為0(圖1、圖2)。通過(guò)逐時(shí)負(fù)荷計(jì)算房間模型的建立,將建筑物的逐時(shí)負(fù)荷計(jì)算轉(zhuǎn)化為對(duì)幾個(gè)基本逐時(shí)負(fù)荷計(jì)算房間模型的研究和計(jì)算,逐時(shí)負(fù)荷計(jì)算房間模型的計(jì)算又轉(zhuǎn)化為每一個(gè)基本面的逐時(shí)指標(biāo)負(fù)荷的計(jì)算和分析。只要根據(jù)每個(gè)項(xiàng)目的具體情況將逐時(shí)負(fù)荷計(jì)算房間模型的每個(gè)面的技術(shù)資料加以分析完善,衍生出具體的模型各個(gè)面的逐時(shí)負(fù)荷指標(biāo)表,在以后具體計(jì)算時(shí)只要調(diào)用相對(duì)的面模型數(shù)據(jù)就可以了。每個(gè)面,也就是逐時(shí)負(fù)荷計(jì)算房間模型的圍護(hù)結(jié)構(gòu),由窗和墻組成,通過(guò)手冊(cè)中的相關(guān)表格的調(diào)用,結(jié)合工程的室外氣候參數(shù)和房間的室內(nèi)計(jì)算參數(shù),就很容易得到單位面積(門(mén)或窗)一天的逐時(shí)熱負(fù)荷。通過(guò)VBA可以獲取CAD圖紙中圍護(hù)結(jié)構(gòu)各個(gè)朝向窗與墻的面積,綜合計(jì)算后就可以計(jì)算出一個(gè)典型逐時(shí)負(fù)荷計(jì)算房間模型的建筑逐時(shí)能耗。如表1。房間編號(hào):103;房間功能:辦公;室內(nèi)計(jì)算溫度tn℃:25;室內(nèi)計(jì)算相對(duì)濕度%:60;房間面積m2:35.521。24小時(shí)內(nèi)的負(fù)荷分布,如圖3。建筑各種類(lèi)型房間的負(fù)荷分布,如圖4。建筑各層的的冷負(fù)荷分布,如圖5。3優(yōu)化計(jì)算方法,減輕了計(jì)算負(fù)荷通過(guò)空調(diào)逐時(shí)負(fù)荷計(jì)算房間模型的建立,結(jié)合Excel的數(shù)據(jù)分析和處理功能,將建筑物的動(dòng)態(tài)空調(diào)負(fù)荷計(jì)算問(wèn)題分解成單個(gè)典型空調(diào)逐時(shí)負(fù)荷計(jì)算房間模型的計(jì)算,相對(duì)傳統(tǒng)的查表手算的方式,大大減少了工作量,減少了計(jì)算時(shí)間,減輕了空調(diào)逐時(shí)負(fù)荷計(jì)算的工作量。建筑參數(shù)及計(jì)算結(jié)果通過(guò)EXCEL數(shù)據(jù)計(jì)算、整理、分析,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)房間分樓層,