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)的能耗承擔了重要的比例。根據(jù)《公共建筑節(jié)能設計標準》gb50199-2005的5.1.1，明確規(guī)定“在幅員制圖的設計階段，有必要計算每個時間的熱負荷和冷負荷?！毕募?、冬季和冬季寒冷地區(qū)的節(jié)能設計標準和公共建筑節(jié)能設計標準的建筑能耗，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)設計手冊》中每個時間的自動計算。本文是根據(jù)《空氣調(diào)節(jié)設計手冊》與《實用供熱空調(diào)設計手冊》(以下均簡稱手冊)的公式,結(jié)合EXCEL對數(shù)據(jù)的處理和分析功能,通過建立空調(diào)逐時負荷計算房間模型,將整座建筑各種功能房間的能耗計算簡化為一個基本房間模型,通過空調(diào)逐時負荷計算房間模型的能耗分析,實現(xiàn)逐時負荷計算,替代傳統(tǒng)的手算,并可結(jié)合EX-CEL的數(shù)據(jù)統(tǒng)計及分類比較等功能對計算結(jié)果的數(shù)據(jù)加以分析,使設計人員對整個建筑的能耗有更全面的認識。1種替代手算的一種冷負荷暖通專業(yè)的計算一般有逐時負荷計算、風管阻力計算、水管水力計算、防排煙計算等內(nèi)容,逐時負荷計算是暖通計算中比較復雜的部分,一般要通過專業(yè)的計算軟件,或者通過查找手冊中大量的表格數(shù)據(jù)進行手算.本文介紹了一種通過Excel的數(shù)據(jù)處理功能,實現(xiàn)替代手算的一種嘗試?？照{(diào)房間的總冷負荷一般有以下幾種。(1)窗的輻射熱和窗的傳熱冷負荷;(2)屋蓋的傳熱冷負荷;(3)外墻的傳熱冷負荷;(4)人體、照明和設備的冷負荷。其它冷負荷可以認為是穩(wěn)定的,各小時均等,不必參加比較。手冊中有提到,人體、照明和設備的冷負荷由于無確切資料,也只能按穩(wěn)定冷負荷計算。所以逐時負荷計算中最重要的就是圍護結(jié)構(gòu)的逐時負荷計算,求出圍護結(jié)構(gòu)的綜合最大冷負荷,加上其它穩(wěn)定的冷負荷。2逐時負荷計算樓室總負荷由于圍護結(jié)構(gòu)包括窗、墻、屋頂、樓板、地面,共同點是都和相應面積有關(guān),所以hhduct的負荷計算思想是通過EXCEL建立一個基表,分別基于窗和墻建立單位面積的逐時負荷指標,屋頂和地面,樓板可以看作特殊的墻基表的延伸,這樣就形成一個基本的空調(diào)逐時負荷計算房間模型。窗的得熱主要是由太陽輻射得熱+窗傳熱轉(zhuǎn)化的冷負荷;墻的得熱是通過墻體傳熱及輻射得熱,由于墻體的熱惰性,經(jīng)過一段時間才會逐漸轉(zhuǎn)化為室內(nèi)有效的冷負荷。為了解決窗及墻體的朝向?qū)湄摵捎嬎愕挠绊?以及和手冊中的各個朝向的參數(shù)表保持一致,把房間的模型簡化為一個有八個面(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行逐時負荷計算,根據(jù)手冊中提供的數(shù)據(jù)建立每個窗或墻在不同朝向的單位面積逐時負荷分布,不存在的面或不需要計算傳熱的面按其面積為0來考慮。計算時基本按有內(nèi)遮陽考慮,外遮陽由于計算比較復雜,對減少房間的冷負荷是一個很有效的方式,所以按沒有外遮陽來計算的結(jié)果會保守些。不過具備外遮陽的面也可以建立相應的模型來分析,分為遮擋部分和無遮擋部分,遮擋部分的直射輻射為0(圖1、圖2)。通過逐時負荷計算房間模型的建立,將建筑物的逐時負荷計算轉(zhuǎn)化為對幾個基本逐時負荷計算房間模型的研究和計算,逐時負荷計算房間模型的計算又轉(zhuǎn)化為每一個基本面的逐時指標負荷的計算和分析。只要根據(jù)每個項目的具體情況將逐時負荷計算房間模型的每個面的技術(shù)資料加以分析完善,衍生出具體的模型各個面的逐時負荷指標表,在以后具體計算時只要調(diào)用相對的面模型數(shù)據(jù)就可以了。每個面,也就是逐時負荷計算房間模型的圍護結(jié)構(gòu),由窗和墻組成,通過手冊中的相關(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)計算參數(shù),就很容易得到單位面積(門或窗)一天的逐時熱負荷。通過VBA可以獲取CAD圖紙中圍護結(jié)構(gòu)各個朝向窗與墻的面積,綜合計算后就可以計算出一個典型逐時負荷計算房間模型的建筑逐時能耗。如表1。房間編號:103;房間功能:辦公;室內(nèi)計算溫度tn℃:25;室內(nèi)計算相對濕度%:60;房間面積m2:35.521。24小時內(nèi)的負荷分布,如圖3。建筑各種類型房間的負荷分布,如圖4。建筑各層的的冷負荷分布,如圖5。3優(yōu)化計算方法,減輕了計算負荷通過空調(diào)逐時負荷計算房間模型的建立,結(jié)合Excel的數(shù)據(jù)分析和處理功能,將建筑物的動態(tài)空調(diào)負荷計算問題分解成單個典型空調(diào)逐時負荷計算房間模型的計算,相對傳統(tǒng)的查表手算的方式,大大減少了工作量,減少了計算時間,減輕了空調(diào)逐時負荷計算的工作量。建筑參數(shù)及計算結(jié)果通過EXCEL數(shù)據(jù)計算、整理、分析,可以實現(xiàn)對各個房間分樓層,