建筑圍護結(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建筑圍護結(jié)構(gòu)的熱量傳遞，由于建筑圍護結(jié)構(gòu)可以儲存和釋放熱量，因此冬天可以利用白天蓄存室外熱量來減少夜間的熱負荷需求，夏季通過利用蓄存夜晚免費的冷源冷量來降低白天的峰時負荷。針對不同氣候區(qū)，定量規(guī)范建筑圍護結(jié)構(gòu)的蓄熱性能需求，從而利用建筑圍護結(jié)構(gòu)的蓄熱性能，優(yōu)化暖通空調(diào)系統(tǒng)的運行策略，是該領(lǐng)域的研究價值所在。
　　本論文首先從建筑圍護結(jié)構(gòu)的蓄熱性能對于傳熱過程的影響入手。根據(jù)室內(nèi)外溫度波動的情況

2、，又分為單向的周期熱作用和雙向周期熱作用兩類。因此，本章分別建立了圍護結(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，來研究圍護結(jié)構(gòu)的蓄熱性能對于兩種工況下墻體傳熱過程的影響過程。此外，還歸納總結(jié)了國內(nèi)外對于圍護結(jié)構(gòu)蓄熱性能評價的指標(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)舒適溫度下的評價指標(biāo)，和在單向周期性熱作用下提出以能耗為基礎(chǔ)的評價指標(biāo)。
　　在明確了墻體蓄放熱特性對于傳熱影響的

3、理論基礎(chǔ)后，通過實測重慶地區(qū)外保溫小室分別在在密閉、夜間自然通風(fēng)、間歇空調(diào)以及不同的機械預(yù)冷工況下墻體的蓄放熱性能測試實驗，分析實驗數(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)的時刻基本都在下午14:00左右，延遲時間在3h~5h附近，衰減倍數(shù)基本維持在15左右，但是不舒適度時數(shù)差異較大，尤其是7月2號陰天的不舒適度時數(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)的時刻基本都在中午12:00左右，延

4、遲時間分別為7h、4h，衰減倍數(shù)基本相同維持在10左右，不舒適度時數(shù)也基本在80h℃/day。由于不舒適度時數(shù)受室內(nèi)舒適溫度影響很大，因此不能簡單地用延遲時間的長短和衰減倍數(shù)的大小來評價衡量墻體蓄熱性能的優(yōu)劣，引入不舒適度時數(shù)，能更加充分地描述在自然室溫下室外氣象條件對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，冷熱度時數(shù)、空調(diào)度時數(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，這三個參數(shù)能夠較好的評價在空調(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30％，空調(diào)度時數(shù)、東西側(cè)內(nèi)表面單位面積的能耗平均分別增長15%、25%、45%。
　　由于建筑圍護結(jié)構(gòu)的蓄放熱特性的優(yōu)劣最終體現(xiàn)在對室內(nèi)熱環(huán)境的影響，因此針對不同工況下找到相適宜的熱舒適評價指標(biāo)顯得尤為關(guān)鍵。通過對比國內(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，通過采用室內(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比，結(jié)合不舒適度時數(shù)作為輔助指標(biāo)；在夜間通風(fēng)而白天空調(diào)工況時，借助Mahapatra教授的適應(yīng)性模型，同時以PMV-PPD作為輔助評價指標(biāo)來綜合評價墻體蓄熱性能對于室內(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)，通過能耗模擬軟件Energyplus建模比較模擬結(jié)果之后，