极端热湿气候区建筑冷负荷影响因素及特性分析

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1、西安建筑科技大学硕士学位论文极端热湿气候区建筑冷负荷影响因素及特性分析专业：供热、供燃气、通风及空调工程硕士生：宋雪丹指导教师：刘艳峰教授摘要我国低纬度岛礁属于极端热湿气候区，其气候特征明显，温度常年持续高于26℃，日较差和年较差较小，且室外相对湿度常年高于60%，可见，该地区空调期较长，且湿负荷较大。同时，极端热湿气候区纬度较低，太阳辐射强，南北无明显朝向差异，全年多天正午时刻太阳偏北，太阳高度角高，各朝向入射角大，导致进入室内的直射辐射量少，屋顶直射辐射量大。因此，极端热湿气候区的高温、高湿、强辐射的特点会导致其冷负荷特性异于内陆，而准确计算极端热湿气候区建筑热湿

2、负荷并掌握该地区不同阶段的热湿负荷特性，对空调设备选型及合理确定空调运行时间尤为重要，综上，本文对该地区冷负荷影响因素及其特性展开相关研究。首先对建筑冷负荷影响因素进行分析，得到影响极端热湿气候区建筑冷负荷特性的主要因素；利用动态能耗模拟软件Energyplus进行数值计算，分析了室外温度、相对湿度及太阳辐射对建筑冷负荷的影响，通过与不同气候区室外气象参数条件下的建筑冷负荷进行对比分析，得到了极端热湿气候区的建筑冷负荷特性。研究结果如下：（1）极端热湿气候区室外温度高于26℃的时间约占全年85%，日较差和年较差较小，全年室外平均相对湿度为78%，空调期较长，且全年需要

3、除湿。极端热湿气候区各朝向月累计辐射得热量依次为水平36%、南向19%、西向16%、东向16%、北向13%，水平辐射得热量最大，南北朝向辐射得热量差异小。（2）极端热湿气候区典型日平均冷负荷为31W/m2，全年日最大冷负荷、显热负荷和潜热负荷分别为112W/m2、36W/m2和87W/m2，空调季平均冷负荷、显热负荷、潜热负荷分别为35W/m2、14W/m2、21W/m2。潜热负荷主要集中在4~11月份平均约为60W/m2，11月~次年1月平均仅为20W/m2。（3）通过分别改变室外温度、相对湿度和太阳辐射，得出以上三种室外因素对冷负荷影响的大小，结果如下：全年最大冷

4、负荷较北京分别高出-8.6%、18.3%、西安建筑科技大学硕士学位论文31%，典型日平均冷负荷分别比北京大21%、131%、107%。室外气候因素对冷负荷的影响程度依次为：室外温度＜太阳辐射＜室外相对湿度，冷负荷主要受室外相对湿度和太阳辐射的影响。（4）通过与3个不同气候区冷负荷特征进行对比分析，得出极端热湿气候区冷负荷特征：极端热湿气候区全年均为供冷季，最大冷负荷较小，冷负荷率集中分布在40~80%，约占全年空调运行时间的69%，年负荷波动小，每日最大冷负荷出现在上午11点左右，湿负荷占总负荷比例约为50~75%。本研究得到了极端热湿气候区建筑冷负荷特性及变化规律，

5、为空调设备选型及空调运行策略等提供依据。关键词：极端热湿气候区；冷负荷特性；室外温度；室外相对湿度；太阳辐射本文受到国家自然科学基金重大项目“极端热湿气候区超低能耗建筑热环境营造系统”（51590911）资助。西安建筑科技大学硕士学位论文CharacteristicsandInfluenceFactorsofBuildingCoolingLoadinExtremeHot-humidRegionSpecialty:Heating,VentilationandairconditioningMaster:SongXuedanAdvisor:Prof.LiuYanfengAb

6、stractThelow-latitudeislandsandreefsofChinabelongtoextremehot-humidclimateregionwithobviousclimaticcharacteristics.Thetemperatureperenniallycontinuestobehigherthan26°C,withsmalldailydifferencesandannualdifferences,andtheoutdoorrelativehumidityispersistentlyhigherthan60%alltheyearround.T

7、heair-conditioningperiodislongerandthehumidityloadisgreater.Atthesametime,theextremehot-humidclimateregionhavelowlatitudes,strongsolarradiation,andnosignificantdifferencesbetweenthenorthandthesouth.Thesungoesnorthatmiddayformanydaysintheyear,andthesolarelevationangleishigh.Thea