建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的蓄熱性能需求及空調(diào)預(yù)冷模式研究.pdf

1、影響建筑能耗中非常重要的一部分就是通過(guò)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱量傳遞，由于建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)可以?xún)?chǔ)存和釋放熱量，因此冬天可以利用白天蓄存室外熱量來(lái)減少夜間的熱負(fù)荷需求，夏季通過(guò)利用蓄存夜晚免費(fèi)的冷源冷量來(lái)降低白天的峰時(shí)負(fù)荷。針對(duì)不同氣候區(qū)，定量規(guī)范建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的蓄熱性能需求，從而利用建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的蓄熱性能，優(yōu)化暖通空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行策略，是該領(lǐng)域的研究?jī)r(jià)值所在。
　　本論文首先從建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的蓄熱性能對(duì)于傳熱過(guò)程的影響入手。根據(jù)室內(nèi)外溫度波動(dòng)的情況

2、，又分為單向的周期熱作用和雙向周期熱作用兩類(lèi)。因此，本章分別建立了圍護(hù)結(jié)構(gòu)在自然室溫與間歇空調(diào)房間內(nèi)的墻體傳熱得熱的平衡方程和房間熱平衡方程，來(lái)研究圍護(hù)結(jié)構(gòu)的蓄熱性能對(duì)于兩種工況下墻體傳熱過(guò)程的影響過(guò)程。此外，還歸納總結(jié)了國(guó)內(nèi)外對(duì)于圍護(hù)結(jié)構(gòu)蓄熱性能評(píng)價(jià)的指標(biāo)，并根據(jù)室內(nèi)舒適度要求，分別在雙向周期性熱作用下提出了根據(jù)室內(nèi)舒適溫度下的評(píng)價(jià)指標(biāo)，和在單向周期性熱作用下提出以能耗為基礎(chǔ)的評(píng)價(jià)指標(biāo)。
　　在明確了墻體蓄放熱特性對(duì)于傳熱影響的

3、理論基礎(chǔ)后，通過(guò)實(shí)測(cè)重慶地區(qū)外保溫小室分別在在密閉、夜間自然通風(fēng)、間歇空調(diào)以及不同的機(jī)械預(yù)冷工況下墻體的蓄放熱性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)，在密閉工況下，室外綜合溫度的最大值出現(xiàn)的時(shí)刻基本都在下午14:00左右，延遲時(shí)間在3h~5h附近，衰減倍數(shù)基本維持在15左右，但是不舒適度時(shí)數(shù)差異較大，尤其是7月2號(hào)陰天的不舒適度時(shí)數(shù)為121.78h℃/day。而在夜間自然通風(fēng)工況下，室外綜合溫度的最大值出現(xiàn)的時(shí)刻基本都在中午12:00左右，延

4、遲時(shí)間分別為7h、4h，衰減倍數(shù)基本相同維持在10左右，不舒適度時(shí)數(shù)也基本在80h℃/day。由于不舒適度時(shí)數(shù)受室內(nèi)舒適溫度影響很大，因此不能簡(jiǎn)單地用延遲時(shí)間的長(zhǎng)短和衰減倍數(shù)的大小來(lái)評(píng)價(jià)衡量墻體蓄熱性能的優(yōu)劣，引入不舒適度時(shí)數(shù)，能更加充分地描述在自然室溫下室外氣象條件對(duì)墻體的蓄熱性能的影響和室內(nèi)溫度偏離人們所期望的舒適溫度的程度。在間歇空調(diào)工況下，冷熱度時(shí)數(shù)、空調(diào)度時(shí)數(shù)、東西側(cè)內(nèi)表面單位面積的能耗與單日耗電量的數(shù)值大小排列順序是一致的。

5、這表明，這三個(gè)參數(shù)能夠較好的評(píng)價(jià)在空調(diào)工況下墻體的蓄熱性能。在空調(diào)預(yù)冷工況下，單日的耗電量明顯增加，相比間歇空調(diào)工況，單日耗電量平均增長(zhǎng)30％，空調(diào)度時(shí)數(shù)、東西側(cè)內(nèi)表面單位面積的能耗平均分別增長(zhǎng)15%、25%、45%。
　　由于建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的蓄放熱特性的優(yōu)劣最終體現(xiàn)在對(duì)室內(nèi)熱環(huán)境的影響，因此針對(duì)不同工況下找到相適宜的熱舒適評(píng)價(jià)指標(biāo)顯得尤為關(guān)鍵。通過(guò)對(duì)比國(guó)內(nèi)外常用的熱舒適規(guī)范和人體熱舒適模型與指標(biāo)，以能耗模擬軟件Energyplus

6、建模輸出夜間通風(fēng)和空調(diào)工況下相應(yīng)熱舒適模型與指標(biāo)的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)在有自然通風(fēng)工況時(shí)，通過(guò)采用室內(nèi)干球溫度與室外結(jié)合室外月平均溫度的適應(yīng)性模型的舒適溫度作對(duì)比，結(jié)合不舒適度時(shí)數(shù)作為輔助指標(biāo)；在夜間通風(fēng)而白天空調(diào)工況時(shí)，借助Mahapatra教授的適應(yīng)性模型，同時(shí)以PMV-PPD作為輔助評(píng)價(jià)指標(biāo)來(lái)綜合評(píng)價(jià)墻體蓄熱性能對(duì)于室內(nèi)熱環(huán)境的影響比較恰當(dāng)。
　　借助第四章的熱舒適模型與指標(biāo)，通過(guò)能耗模擬軟件Energyplus建模比較模擬結(jié)果之后，