DeST在空調(diào)設(shè)備性能檢證(Commissioning)上的應(yīng)用

1、DeST在空調(diào)設(shè)備性能檢證(Commissioning)上的應(yīng)用         06-06-09 17:08:00     作者：燕達(dá) 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(shè)備性能檢證(Commissioning)方面的應(yīng)用進(jìn)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(fù)荷計(jì)算的影響因素、空調(diào)分區(qū)及設(shè)計(jì)風(fēng)量等方面進(jìn)行了模擬及分析，考察了DeST作為性能檢證工具的可應(yīng)用性，為今后運(yùn)用模

2、擬工具輔助Commissioning工作進(jìn)行了探索性研究。 關(guān)鍵詞：DeST Commissioning 空調(diào)設(shè)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(hù)地球環(huán)境，建筑設(shè)備特別是空調(diào)設(shè)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(jìn)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(gè)階段中得到應(yīng)用。DeST（Designers Simulation Toolkit）是由清華大學(xué)建筑學(xué)院建筑技術(shù)科學(xué)系DeST課題小組研究開發(fā)的空調(diào)系統(tǒng)輔助設(shè)計(jì)模擬工具。DeST以“分階段設(shè)計(jì)，分階段模擬”為基本思路，對應(yīng)設(shè)

3、計(jì)的不同階段提供了相應(yīng)的功能性模塊。其目的是將模擬技術(shù)應(yīng)用于設(shè)計(jì)的整個(gè)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(shè)計(jì)進(jìn)行校核，讓設(shè)計(jì)人員根據(jù)模擬的數(shù)據(jù)結(jié)果對其設(shè)計(jì)進(jìn)行驗(yàn)證，從而起到輔助和提高設(shè)計(jì)水平的目的。本研究的目的是通過利用DeST對日本的某實(shí)際建筑物的空調(diào)設(shè)備進(jìn)行性能檢證，來考察DeST對于Cx的各個(gè)階段的可應(yīng)用性，以及研究如何在Cx各個(gè)步驟的工作中應(yīng)用模擬軟件進(jìn)行輔助。2. 仿真模型的介紹圖1 設(shè)計(jì)對象的建筑物標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)層。圖2圖4分別表示燈光、設(shè)備、人員等室內(nèi)發(fā)熱量的作息時(shí)間。表1表2分別表示該建筑物的

4、主要情況及室內(nèi)設(shè)定條件?？照{(diào)時(shí)間為8：0018：00（8：009：00為預(yù)熱時(shí)間，預(yù)熱時(shí)新風(fēng)量為0）。圖2 燈光發(fā)熱量作息制度 圖3 設(shè)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(biāo)準(zhǔn)層面積330m3建筑面積3300 m3用途辦公室表2 室內(nèi)設(shè)定條件 時(shí)間設(shè)定溫度（）設(shè)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(fù)荷計(jì)算影響因素的分析在空調(diào)系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)階段，為了決定空調(diào)機(jī)的能力大小，首先需要計(jì)算房間的冷熱負(fù)荷。作為Cx的應(yīng)用實(shí)例，作者對影響房間冷熱負(fù)荷計(jì)算的3個(gè)因素室內(nèi)

5、發(fā)熱量、新風(fēng)量、非空調(diào)時(shí)間的滲透風(fēng)量進(jìn)行了比較分析。表3 各因素對熱負(fù)荷計(jì)算的影響 Case計(jì)算條件尖峰冷熱負(fù)荷（kW）全年累計(jì)冷熱負(fù)荷（MWh）基本Case1 內(nèi)部發(fā)熱量：冷負(fù)荷100%，熱負(fù)荷100%2 新風(fēng)量：全年600CMH3 不考慮非空調(diào)時(shí)的室外滲透風(fēng)量冷：450熱：163冷：233.1熱：11.8Case11 內(nèi)部發(fā)熱量：冷負(fù)荷100%，熱負(fù)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(fù)荷100%，熱負(fù)荷0%2同基本Case冷：450熱：281冷：192.4熱：58.8Case31 新風(fēng)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(shí)的室外滲透風(fēng)量為1次/小時(shí)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(fù)荷的計(jì)算以及全年冷熱負(fù)荷計(jì)算時(shí)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(shí)對冷熱負(fù)荷計(jì)算結(jié)果的影響，根據(jù)表3的基本Case和Case1，Case2的計(jì)算結(jié)果，將冬季的室內(nèi)發(fā)熱量從100%減少至50%，0%時(shí)，供暖尖峰負(fù)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(fù)荷累計(jì)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(gè)Case中，夏季的室內(nèi)發(fā)熱量均為100%，因而冷負(fù)荷最大值均等于450kW。但是全年的累計(jì)冷負(fù)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(fù)荷（主要是內(nèi)區(qū)冷負(fù)荷）也相應(yīng)減少而造成的。（2） 新風(fēng)量的影響（基本Case，Case3）為了考

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

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