建筑能耗動(dòng)態(tài)分析用氣象數(shù)據(jù)構(gòu)成及THRF新的能耗分析方法研究.pdf

1、建筑能耗分析對(duì)建筑節(jié)能工作意義重大。工業(yè)發(fā)達(dá)國家在建筑能耗分析方面已經(jīng)走在了我們前面。美國、日本都有成熟、適用的能耗分析方法以及規(guī)范化的隊(duì)伍，建筑設(shè)計(jì)都要進(jìn)行能耗分析。我國的建筑能耗分析及其氣象數(shù)據(jù)構(gòu)成工作起步較晚，缺少專業(yè)的建筑能耗分析隊(duì)伍及適用的能耗分析方法，制約了節(jié)能工作的開展。 國內(nèi)外有不少詳細(xì)的能耗計(jì)算方法，國內(nèi)同行較熟悉的有DOE、HASP和清華大學(xué)的DeST等。但是DOE和HASP開發(fā)出來已經(jīng)二十多年，在我國的應(yīng)用

2、目前仍然僅限于學(xué)術(shù)、科研領(lǐng)域，建筑設(shè)計(jì)中鮮有采用。DeST也沒有普及應(yīng)用的跡象。原因是詳細(xì)能耗計(jì)算方法程序輸入復(fù)雜，沒有經(jīng)過培訓(xùn)或詳細(xì)斟酌難于完成計(jì)算，而且稍有不慎極易出錯(cuò)。而中國的現(xiàn)狀是政府對(duì)建筑節(jié)能重視和投入不夠，缺少了政府的干預(yù)，就很少有機(jī)會(huì)與可能產(chǎn)生專業(yè)的能耗分析隊(duì)伍，使得大型的建筑能耗分析程序難以于短時(shí)間內(nèi)在國內(nèi)普及應(yīng)用。 由于以上問題，目前在我國開發(fā)、完善簡(jiǎn)化、適用的能耗計(jì)算方法已是當(dāng)務(wù)之急，暖通界的這種呼聲也越來越

3、高。簡(jiǎn)化的能耗分析方法中的溫、濕頻數(shù)(BIN)方法既能計(jì)算冬季能耗，又能計(jì)算夏季能耗，還可按不同運(yùn)行班制計(jì)算能耗，且簡(jiǎn)便、直觀，易于被工程技術(shù)人員接受，深受人們歡迎，所以極易在我國推廣應(yīng)用。 人們?cè)谑褂肂IN方法時(shí)都認(rèn)為它的思路較好，應(yīng)用也方便。但它在計(jì)算占總負(fù)荷比重較大的透過玻璃窗日射負(fù)荷時(shí)卻偏粗糙，使用人員都感到有完善的必要。本文在BIN方法的基礎(chǔ)上提出了新的溫、濕、輻射頻數(shù)法(取各英文單詞第一個(gè)字母，記為THRF法)，并為

4、THRF法在我國的推廣、普及做了有益的工作。 首先完善了BIN方法和THRF方法的理論體系。提出BIN方法和THRF方法能耗計(jì)算存在的前提假設(shè)條件：如果負(fù)荷隨溫度直線變化，在某一頻段內(nèi)部頻數(shù)相對(duì)于中心溫度為對(duì)稱分布時(shí)，頻段法計(jì)算能耗才與真實(shí)值相同。還對(duì)頻數(shù)間隔的選取問題作了理論上的分析，提出了負(fù)荷隨溫度直線變化、曲線變化及離散負(fù)荷時(shí)合理頻數(shù)間隔的選取原則。 原方法把該部分負(fù)荷看作溫度的線性關(guān)系。新方法采用大量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，對(duì)

5、不同城市、不同運(yùn)行班制、不同朝向給出逐時(shí)溫度T-輻射負(fù)荷因數(shù)的詳細(xì)統(tǒng)計(jì)關(guān)系。這種關(guān)系可直接用于THRF方法計(jì)算中。同時(shí)增加了冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)能耗計(jì)算用頻數(shù)數(shù)據(jù)。使計(jì)算準(zhǔn)確度較BIN方法提高，方法和理論也更完善。 為推廣、普及THRF能耗計(jì)算方法，提出了THRF能耗快速手算法，并給出了快速手算的全套數(shù)據(jù)，使能耗計(jì)算精度提高的同時(shí)，算法更簡(jiǎn)便。還編制了THRF方法可視化程序，用戶輸入必要的參數(shù)，就可方便地得到結(jié)果。 對(duì)THRF

6、方法與BIN方法作了比較，對(duì)偏差及原因作了分析。結(jié)果表明本文的改進(jìn)是合理且必要的，BIN方法計(jì)算透過玻璃窗日射負(fù)荷過于粗略。并將THRF計(jì)算能耗與DOE計(jì)算結(jié)果作了比較，結(jié)果表明本文提出的THRF能耗計(jì)算方法可以作為簡(jiǎn)化能耗計(jì)算方法推廣應(yīng)用。 能耗分析用氣象數(shù)據(jù)構(gòu)成研究是能耗分析的一項(xiàng)非常重要的基礎(chǔ)性工作。發(fā)國(大陸)卻基本處于空白。本文用所收集到的城市的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，完成了重慶、成都、昆明、貴陽全年逐日氣象數(shù)據(jù)構(gòu)成工作，并在前人工

7、作的基礎(chǔ)上對(duì)氣象數(shù)據(jù)代表年的構(gòu)成方法作了改進(jìn)。在逐日數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上得到了逐時(shí)氣象數(shù)據(jù)。 在原標(biāo)準(zhǔn)年構(gòu)成方法基礎(chǔ)上，詳細(xì)考慮了逐時(shí)輻射中直射和總輻射的比例，而不是象以前一樣將該比例當(dāng)作定值，使標(biāo)準(zhǔn)年方法得到改善。比較表明，兩種處理方法產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)年不相同。說明有必要詳細(xì)考慮總輻射中直射的比例。按以上處理方法編制了選取標(biāo)準(zhǔn)年的程序，產(chǎn)生了四個(gè)城市的標(biāo)準(zhǔn)年。 采用昆明逐時(shí)記錄形成的模比系數(shù)將昆明、重慶、成都、貴陽的溫度、水汽壓逐時(shí)化

8、。對(duì)模比系數(shù)作了詳細(xì)分析：采用先取模比系數(shù)再將逐時(shí)數(shù)據(jù)平均的方法會(huì)形成得到的逐時(shí)數(shù)據(jù)峰值和谷值的差值不等于原來的日較差，本文采用先將逐時(shí)數(shù)據(jù)平均再求模比系數(shù)。水汽壓的均值、日較差由日四值得到，逐日真實(shí)日較差與日四值日較差相差較大，用真實(shí)的昆明均值、日較差得到的水汽壓系數(shù)直接用于水汽壓逐時(shí)化誤差太大。本文用日四值日較差代替真實(shí)日較差形成水汽壓系數(shù)；利用逐時(shí)輻射系數(shù)將輻射逐時(shí)化。 對(duì)標(biāo)準(zhǔn)年及逐時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行了檢驗(yàn)，除了相關(guān)性檢驗(yàn)外，還計(jì)