自然采光控制策略研究與節(jié)能分析.pdf

1、20世紀(jì)70年代爆發(fā)能源危機(jī)以來(lái)，能源和環(huán)境問(wèn)題引起人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注。近年來(lái)，我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，同時(shí)也面臨著嚴(yán)峻的能源短缺和環(huán)境污染形勢(shì)。節(jié)約能源，提高能源效率，可以有效緩解這一狀況。建筑能源消耗是我國(guó)能源消耗的大戶。商業(yè)建筑能源消耗主要由兩大部分組成：一是暖通空調(diào)系統(tǒng)能源消耗，二是照明系統(tǒng)能源消耗。我國(guó)是一個(gè)自然光資源充足的國(guó)家，充分利用自然光資源，降低照明能耗，是節(jié)約建筑用能，提高建筑能源效率非常有效的途徑。 與普通照

2、明燈具發(fā)出的光不同，自然光由太陽(yáng)直射光和天空散射光兩部分組成，它在不同季節(jié)、不同天氣狀況、一天中的不同時(shí)段差別很大。室內(nèi)的自然光分布更是受諸多因素的影響，比較復(fù)雜，這給利用自然光照明帶來(lái)了諸多不便。自然采光可以通過(guò)對(duì)窗簾的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)窗簾的控制目前使用較多的是手動(dòng)控制，使用自動(dòng)控制的并不多見(jiàn)，主要是因?yàn)樽詣?dòng)控制系統(tǒng)比較難以捉摸，頻繁的調(diào)節(jié)會(huì)影響室內(nèi)工作人員的心情。對(duì)燈具的控制目前應(yīng)用較多的也是手動(dòng)控制，通常是上午第一個(gè)進(jìn)入房間的人打開

3、照明，最后一個(gè)離開房間的人關(guān)掉照明，這樣就造成了白天辦公時(shí)間照明能源浪費(fèi)。針對(duì)目前照明和自然采光的狀況以及節(jié)能的需求，主要開展了如下研究工作： 首先，本文在分析自然采光研究背景及意義的基礎(chǔ)上，指出了當(dāng)前自然采光系統(tǒng)所存在的一些主要問(wèn)題。通過(guò)分析當(dāng)前采光研究方法的現(xiàn)狀，比較各種采光系統(tǒng)的優(yōu)劣，最終確定本課題主要研究自然采光模型、自然采光控制策略以及進(jìn)行自然采光節(jié)能分析。 其次，通過(guò)對(duì)自然采光影響因素進(jìn)行分析，建立了自然采光

4、控制系統(tǒng)圖。由于伴隨自然采光過(guò)程的太陽(yáng)能增益會(huì)增加夏季制冷能耗，而在冬季有助于降低加熱功率，因此采光模型對(duì)冬季工況和夏季工況分別給出了采光效果衡量性能指標(biāo)。夏季工況側(cè)重于照度指標(biāo)和溫度指標(biāo)，冬季工況則側(cè)重于照度指標(biāo)和空調(diào)加熱功率指標(biāo)，并分別建立了窗簾開度對(duì)工作面照度、室內(nèi)溫度、太陽(yáng)能增益的模型。 接下來(lái)建立了窗簾和照明的協(xié)調(diào)控制策略。自然光具有易變性和難以捉摸的特性，為避免窗簾的頻繁移動(dòng)，采用模糊控制策略來(lái)控制窗簾開度。自然采光