典型商業(yè)建筑全年動態(tài)負荷預(yù)測方法

典型商業(yè)建筑全年動態(tài)負荷預(yù)測方法研究摘要：商業(yè)建筑全年動態(tài)負荷的合理預(yù)測,能夠給空調(diào)蓄冷蓄熱系統(tǒng)設(shè)計、冷熱源系統(tǒng)選擇、BCHP系統(tǒng)設(shè)計和設(shè)備搭配以及城市能源規(guī)劃提供有力的幫助。本文首先對典型商業(yè)建筑內(nèi)擾的參數(shù)及全年作息時間進行設(shè)定，接著利用建筑能耗模擬軟件DeST計算各典型商業(yè)建筑的全年逐時冷熱負荷，由此得到建筑全年冷熱負荷逐時變化無因次曲線和單位體積新風冷熱負荷逐時變化曲線。最后對各典型功能建筑的負荷組成、負荷的日變化和年變化特性作了分析和比較，為估計商業(yè)建筑的負荷估算提供了一種簡單可靠的方法。關(guān)鍵字：商業(yè)建筑負荷預(yù)測DeST0引言隨著空調(diào)系統(tǒng)在商業(yè)建筑領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，如何做到合理預(yù)測全年負荷是商業(yè)建筑空調(diào)設(shè)計非常重視的一個問題。目前，商業(yè)建筑設(shè)計多數(shù)采用經(jīng)驗數(shù)據(jù)進行冷、熱負荷估算,這種方法只提供冷熱負荷的最大值，已經(jīng)遠遠不能滿足空調(diào)蓄冷蓄熱系統(tǒng)設(shè)計、冷熱源系統(tǒng)選擇、BCHP系統(tǒng)設(shè)計和設(shè)備搭配以及城市能源規(guī)劃對負荷全年動態(tài)變化的要求。因此,我們有必要用一種新的方法對商業(yè)建筑的全年負荷進行預(yù)測。1商業(yè)建筑空調(diào)負荷特征商業(yè)建筑空調(diào)負荷主要由下面幾個因素組成：1)室內(nèi)熱擾,包括人員、燈光和設(shè)備2)圍護結(jié)構(gòu)傳熱3)新風負荷。在這幾個因素中,室內(nèi)熱擾及其動態(tài)變化過程對負荷的影響很大。同時，由于在變風量系統(tǒng)中，新風隨人員密度的變化而變化，因此新風負荷和室內(nèi)熱擾的變化過程密切相關(guān)。所以,合理地預(yù)測負荷應(yīng)把重點放在室內(nèi)熱擾的參數(shù)設(shè)定及其動態(tài)變化設(shè)計上。2典型商業(yè)建筑內(nèi)擾的參數(shù)設(shè)計和全年作息時間的設(shè)計2.1商業(yè)建筑的分類商業(yè)建筑種類繁多，功能各異。本文依據(jù)不同的使用性質(zhì)，選擇了典型的幾種商業(yè)建筑進行了建筑內(nèi)擾和全年作息的設(shè)計，如下：1)客房：分為五星級客房、四星級客房、三星級客房以及三星級以下客房；2)辦公室：分為高級辦公室和一般辦公室；3)美容院；4)保齡球館；5)舞廳；6)健身房；7)商場；8)餐廳：分為中餐廳、西餐廳和火鍋餐廳；9)門廳；10)會議室；11)展覽館；12)影劇院；13)游泳池；14)教室；15)醫(yī)院:包括病房、手術(shù)室、候診室、門診辦公室、嬰兒室和藥品儲存室；16)走廊；17)檔案庫房；18)衛(wèi)生間；19)電腦機房；20)棋牌室。2.2室內(nèi)參數(shù)設(shè)計商業(yè)建筑的空調(diào)屬于舒適性空調(diào),即從人體的舒適感出發(fā)確定室內(nèi)溫度、濕度設(shè)計標準。室內(nèi)參數(shù)包括：1)夏季干球溫度(℃)和相對濕度(%)2)冬季干球溫度(℃)和相對濕度(%)。2.3內(nèi)擾的參數(shù)設(shè)計內(nèi)擾參數(shù)主要包括：1)人員熱擾2)燈光熱擾3)設(shè)備熱擾各參數(shù)的具體指標如下：1)人員熱擾：最大人員密度(人)，人均發(fā)熱量(W)，人均產(chǎn)濕量(kg/hr)，新風量(﹒人)；2)燈光熱擾：最大功率()；3)設(shè)備熱擾：最大功率()；2.4全年作息的設(shè)計瞇所謂全年稱作息是指亦室內(nèi)熱擾李參數(shù)全年晃每一時刻重的數(shù)量大例小與設(shè)定趁的最大值匯的比值。燕由于在商園業(yè)建筑中繞，作息基中本是以一盞周為周期統(tǒng)的，所以貪本文的設(shè)色計也是以紅一周為基籌礎(chǔ)，分開險考慮工作嚼日與休息標日；同時禍，對于一尾些季節(jié)性所變化比較舒強的商業(yè)歇建筑，如話商場、教教室路等雜,剃就得考慮脫全年不同蹄月份的變滲化。作息宗的設(shè)計參誠數(shù)主要包誘括：州1)幫曾人員密度事的作息：攜是指某時浩刻的人員努密度和設(shè)廊定最大人充員密度的四比值；摸2)瓦侍燈光的作郊息：是指延某時刻的澆燈光功率久和設(shè)定最冬大燈光功刷率的比值征；抗3)徑今設(shè)備的作歌息：是指擱某時刻的她設(shè)備功率弟和設(shè)定最殺大設(shè)備功慢率的比值決；此2.5托團設(shè)計舉例炸由于篇幅聞原因，只慈選取幾個豈典型的商侍業(yè)建筑舉璃例說明設(shè)驚計過程。側(cè)2.5.緊1鹿護辦公室評辦公室是熔組成寫字罪樓等商業(yè)穴建筑的基某本元素，亡可分為高吊級辦公閣室續(xù)(嚇如經(jīng)理辦禁公歡室林)富和一般辦屠公室，在與參數(shù)設(shè)計誘中要求也碑不同。禿1)升抄室內(nèi)條件草參數(shù)設(shè)定曉房間使用際性質(zhì)兆夏季位冬季騎干球溫度忌相對濕度學(xué)干球溫度香相對濕度寫℃周%師℃茄%升高級辦公烈室攤23-2餃5卷50-6鞭0領(lǐng)21-2掠3攔35-4攏0聾一般辦公摘室凝24-2棗6追50-6雖0聾20-2透2益35-4滴0任2)饑頃內(nèi)擾的參冶數(shù)設(shè)計呈房間使用辱性質(zhì)塑新風紐量版(京.戀人葡)品人員熱擾怒燈光熱擾閉設(shè)備熱擾挺最多人茶數(shù)側(cè)(杯人船)獵人均發(fā)熱搭量殺(策)邀人均產(chǎn)濕互量黑(食)棋最大功裳率臨(接)淚最大功遣率誓(釋)復(fù)高級辦公帶室淋40伯0.05齒-0.1錯64倒0.08磚4丘10確10騎一般辦公呀室劣30字0.1嶺64前0.08糊4午10基20盾3)緞俘全年作息億的設(shè)計堂辦公室的摧作息基本壽上是以一蛇周為周期忍的，有工喉作日和休杰息日的區(qū)寺別濱,療而無季節(jié)謊性的變化陣。由于辦法公室中的付設(shè)備主要散是電腦，遼它和人的荒作息基本友上是一致拋的，因此銷把辦公室歸的人員和協(xié)設(shè)備熱擾涼一同考慮廣。對于燈雀光來說，攔它不但受理到人員密浸度大小的燙限制，而徹且和一天特中的陽光杯強度變化受有密切的灶關(guān)系。白僚天破,競?cè)藗兝帽渑娴淖蕴撊还猓阂员M管白維天人員密芹度大，但徑燈光的功籃率卻不是判最大。考飛慮到在休從息日加班馳的情況，任所以休息超日的人員浩、設(shè)備和話燈光的作掌息不刺為指0臟。渾?羅茂圖獲1污蜂辦公室人愧員答/潔設(shè)備作喪息弱(軌工作踢日吸)員杯圖龜2現(xiàn)偷辦公室燈送光作待息民(股工作短日柳)蝶任請圖命3薪消辦公室人騾員咬/錫設(shè)備作掠息絞(角休息于日末)墳續(xù)圖絮4遭姐辦公室燈獵光作鎖息警(刃休息路日揀)句2.5.通2刮槳商場迎商場也是茶一類典型質(zhì)的商業(yè)建必筑。在商蘇場空調(diào)負循荷圓中耐,拆輛人體冷負煩荷占有主汗導(dǎo)地位。都人員密度扎取值的少虹許增減都跟會對空調(diào)搜能耗和投棄資有明顯概影響。諷1)飯憲室內(nèi)條件爛參數(shù)設(shè)定腐房間使用挖性質(zhì)戒夏季邁冬季惠干球溫度運相對濕度喂干球溫度播相對濕度鍛℃茶%潔℃平%匪商場揉25-2繡7富55-6猶5饑20-2腦2遮40-5問0唯2)脹冊內(nèi)擾的參妙數(shù)設(shè)計吊房間使用眼性質(zhì)倆新風溫量肚(柔.悠人資)穴人員熱擾震燈光熱擾我設(shè)備熱擾呈最多人顯數(shù)線(扭人棚)柱人均發(fā)熱貞量踩(果)柔人均產(chǎn)濕行量濃(遮)物最大功史率驗(甜)降最大功析率閣(榨)擺商場獸15-2謎5惠1.0匪68肅0.1蒼20漏0貪3)批熄全年作息泰的設(shè)計嚇商場的室令內(nèi)熱擾作閉息隨季節(jié)沙的變化很刪大。一般粒來曾說述,飛夏季是銷壘售淡季，戴人員密度蔽??；春節(jié)四期間是銷降售旺季，長人員密度清大。所以矮，商場人北員密度作席息的周期耕為一年，皺要考慮不再同季節(jié)的徐影響。舅而燈光作宮息隨季節(jié)錦的變化和值人員密度接變化很小狹，并且商引場的內(nèi)部兔空間很大肅，只靠自兇然采光是忘無法滿足醬室內(nèi)要求輪的，所以合燈光的作圣息在一天勝內(nèi)的變化格幾乎是不燈變的，其春周期也是幣以一天為輔設(shè)計標準償，不需考罪慮工作日芬和休息日冬的變化，化如藍圖眨1紫0旱。如同圖都6釣至掀圖蓄9被，作者把蟻一年分為惰四組來設(shè)誠計人員密悉度作澇息半:1)犧1誘2蹄月初且－鞠2爛月末戲；管2)請3脾月初蜂－月5且月末深；戒3)詠6藥月初匯－束8累月末秋；比4)顧9每月初?。?票1攏月末。同奏時，對于串五一、十億一、春節(jié)環(huán)等人員密儀度極大的朝節(jié)假日單牽獨設(shè)計作丘息，如栗圖姨5態(tài)圖罵5味輪商場人員學(xué)作鄭息奧(包五一、十宏一、春節(jié)眨等節(jié)假枝日菜)陡燕崗材圖懷6鉛卷商場人員騰作祥息深(1辯2凳月初懇－夠2匠月隸末桑陳排店玩圖癢7哭恐商場人員廣作違息辦(迅3燥月初嘉－敗5故月墳?zāi)┥?辮爛爬圖濟8摘淺商場人員順作脹息例(仰6膽月初西－呼8妨月港末杰)溜圖朽9熟治商場人員懷作售息逮(絨9膀月初那－自1監(jiān)1代月盒末休)吵樂孔圖其10券促商場燈光速作息頂脊3頃紹全年負荷矛預(yù)測疑3.1絲豈全年負荷呀預(yù)測方法儲通過對各懇典型商業(yè)健建筑的內(nèi)吐擾的參數(shù)奴設(shè)計和全叉年作息時們間的設(shè)囑計爛,掌升作者利用犯建筑能耗編模擬軟錄件燃DeS毅T命計算各典控型商業(yè)建尋筑的全年頃逐時拍冷奉(搞熱私)煙負荷，并過由此得到三建筑全年饞冷奉(迎熱豬)書負荷逐時好變化無因解次曲線和省單位體積欠新風存冷怪(牌熱爭)石負荷逐時疼變化曲線結(jié)。旗所謂建筑無全年蘭冷仍(氏熱去)行負荷逐時切變化無因臣次曲線，燃是指每一欲時刻建筑拔冷噸(龍熱獻)信負荷與全對年最大座冷親(吉熱窗)朵負荷的比打值組成的款一條曲線瘋。桌所謂單位癢體積新風棉冷要(疏熱恨)彎負荷逐時朽變化曲線框，是指每喘一時刻單重位體積的州新風所產(chǎn)漿生的須冷也(糕熱鹿)具負荷變化混曲線。娛在負荷預(yù)甲測過程中挺，只需估療計單位建叫筑面積的磁最大拉冷盒(桂熱交)飽負荷，便日可以通過熊建筑全年和冷甜(威熱貢)屢負荷逐時敘變化無因納次曲線，身獲得全年鉆逐時單位押建筑面積秒的透冷搏(尖熱將)慣負荷；同躲理，如果花確定了該瓣建筑的設(shè)冬計新風量浪，便可以棕通過單位搭體積新風匆冷豆(幣熱容)趴負荷逐時喜變化曲線哭得到全年藥的新風負遼荷。從而懶為估計商牛業(yè)建筑的購全年逐時資負荷提供間了一種簡偷單的估計慶方法。洪3.2道槽辦公類建蚊筑全年負槳荷預(yù)測舉機例太下面以辦妖公類建筑乏這一典型蚊商業(yè)建筑未為例說明銅。本次模寶擬的地點文是北高京鄉(xiāng),陽圖乒1全1劍是辦公樓顫的模型奪圖俱,牧這是一個關(guān)以辦公室護為主的建地筑。貧3.2.新1譽娘辦公樓匠冬遮(殲夏欠)杯季典型日趨負荷變化殼無因次曲講線陶圖壇1時2卡是辦公樓罪冬季典型樹日負荷變切化無因次智曲線做；下痛圖廢1醉3谷是辦公樓砌夏季典型懸日負荷變衰化無因次忌曲線。從帳圖中可以適看到，冬佳季全天的雙建筑負荷煎最大值出振現(xiàn)在剛開互啟空調(diào)的定時刻，即霸所謂的尖辣峰負荷，待這是由于姜夜間建筑慎內(nèi)溫度下露降，冷量載積蓄的緣宜故；夏季但全天的建區(qū)筑負荷最鍋大值出現(xiàn)但在下午，傻由于北京綿夜間比較伍涼爽，建搶筑內(nèi)的蓄速熱得以散斤出攪,袍因此在空婚調(diào)開啟時吃刻并沒有逗出現(xiàn)尖峰膀負荷。纖3.2.戀2礦吸建筑全年浴冷陜(幕熱臂)譽負荷逐時寧變化無因袋次曲線禍圖舒1登4條是建筑全任年庫冷那(成熱威)跟負荷逐時繡變化無因鎖次曲線，鉛橫軸表示寄全餡年勾876儀0湊個小時。腐從圖中可我以看到，捷熱負荷出粉現(xiàn)此在茶1啟1蔬月中旬至制第二年箱的許3塘月中旬，息并琴在特1動月初達到智最大值；應(yīng)冷負荷全期年都存紋在軟,脹并消在肥7掠月中旬達招到最大值踢。對比這洲兩條曲線惱，可以看溜到冬季辦夢公樓一天鍋中同時存濾在冷熱負朵荷，這是朵由于外區(qū)厚受氣候影翼響需要供艷熱，而內(nèi)市區(qū)幾乎沒徐有圍護結(jié)格構(gòu)傳熱，勉只存在著襪內(nèi)部發(fā)熱隙，所以需送要供冷的同原因。待3.2.時3栗洽單位體積毫新風笑冷僅(說熱油)搏負荷逐時睛變化曲線矩圖惰1屋5汽是單位體危積新風終冷鼻(耀熱糧)因負荷逐時碎變化曲線溪。新風負抖荷與外界蛙環(huán)境密切挖相關(guān)。從膝圖駱1烤4喘我們可以者確定欠在呢3爽月中旬條至揚1方1客月中旬建猾筑只有冷喇負荷，從駛圖錄1菌5負我們可以耗確定馬在扮4魔月下旬珍至倉9關(guān)月下旬這叛段時間鄭內(nèi)剩,腹以新風冷坦負荷為主恩，所以，豐在殖3失月中旬趁至方4店月下旬，液九月下旬另至賭1獅1戶月中旬期誦間，可以盤利用通入墳新風直接借除去建筑榮的熱負荷廢，避免了野空調(diào)帶來升的能源浪汗費。醒3.2.憶4截來負荷預(yù)測娛使用者只淡需估計單注位建筑面鵝積的最大齡負荷，便蒙可以通過船辦公類建愉筑負荷的錯無因次曲民線，獲得慈全年逐時蛙單位建筑洲面積的負卵荷，并可腔根據(jù)自己角的需要得雨到全年累投計，冬夏揪季累計等瓦數(shù)值；同盟理，如果育確定了該斧建筑的設(shè)纖計新風量些，便可以某通過單位農(nóng)體積新風從冷熱負荷界逐時變化顏曲線得到圍全年的新住風負荷逐燕時變化量倦。我圖姨11關(guān)攀辦公樓模寨擬圖裁圖丹12斜閱辦公樓冬拼季典型日瞎負荷變化循無因次曲屆線爽圖蘇13疲慈辦公樓夏肚季典型日扒負荷變化哀無因次曲澤線苗圖頂14疼叨建筑全年而冷熱負荷販逐時變化創(chuàng)無因次曲叼線緩圖生15襪樣單位體積升新風瘦冷欲(高熱暑)室負荷逐時挨變化曲線4結(jié)語零4.1徒侮在商業(yè)建棍筑中，室合內(nèi)熱詢擾儲(臘人員、燈搬光和設(shè)贈備獎)喜及其動態(tài)境變化過程鴨對負荷的賞影響很大弄。所以，降合理地預(yù)必測負荷應(yīng)以把重點放旨在室內(nèi)熱遷擾的參數(shù)仗設(shè)定及其揀動態(tài)變化寸設(shè)計上。勾4.2抗夢利用建筑待能耗模擬擊軟釀件圍DeS趁T貢可得到建帥筑全年悼冷動(云熱翁)邀負荷逐時恒變化無因發(fā)次曲線和擾單位體積衡新風布冷許(己熱瓣)所負荷逐時芹變化曲線裂，大大簡毯化了負荷罷的計算過品程，為估界計商業(yè)建蝦筑的負荷分估算提供學(xué)了一種簡膊單可靠的半方法。僅4.3姜激商業(yè)建筑卻的外形千膚變?nèi)f化，皂內(nèi)部結(jié)構(gòu)榜也千差萬姐別，但功撞能類型相躺同的商業(yè)揉建筑必然培在負荷趨盤勢上有著盒共同點，腥本文的預(yù)固測方法重銀點不在于低單個建筑育之間的差診異性，而初是著眼于福作為某類映商業(yè)建筑腹的共同特叫性貪,捏安從而為空歐調(diào)蓄冷蓄愛熱系統(tǒng)設(shè)銹計、冷熱蓬源系統(tǒng)選轎擇沈、糖BCH汁P瓣系統(tǒng)設(shè)計驢和設(shè)備搭豬配以及城撤市能源規(guī)予劃等提供瓶設(shè)計參考里和依據(jù)。象4.4濾最大冷熱邁負荷的預(yù)泊測方法不搶是本文的竹主要論述尊對象。謝4.5叼纏由于氣象班條件不同禿，其它城擾市的商業(yè)準建筑也可眠利用這種皆方法得到說一系列的琴不同商業(yè)非建筑的負述荷變化曲壺線，這必其然會給設(shè)鉛計者帶來扛極大的便香利。歌