260基于DeST模拟办公建筑冷负荷的传热分析

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1、基于Dest模拟办公建筑冷负荷的传热分析李琼1吴金顺1张伟捷21华北科技学院2河北工程大学摘要：建立了一个住宅类型建筑模型，从理论上分析了室内冷负荷与围护结构及内扰的关系，并基于Dest软件对住宅建筑室内的冷负荷与围护结构和内扰的关系进行验证，找出了冷负荷与传热系数的拟合关系式，进行了经济性分析，为建筑节能设计提供了参考。关键词：理论分析；Dest软件；围护结构；负荷的经济性分析根据国家强制性规定，要搞好节能工作，就要切实执行耗节能建筑50％的规定，并进一步执行节能65％节能建筑的规定，提高能源在建筑能耗中的利用率。我国建筑能耗在总能耗中已占27.8％，而空调能耗又占了建筑能耗的50

2、％以上，可见做好空调节能是做好建筑节能的关键。负荷是确定空调系统最基本的依据之一。冷（热）负荷也是选取空调设备、运行调节、系统评价等方面的基础资料。冷（热）负荷的大小直接关系到空调能耗的多少，也是建筑施工必须考虑的重要因素之一。冷（热）负荷大，系统耗电量大，能量消耗大；冷（热）负荷小，系统耗电量小，能消耗小。然而，建筑构成诸因素中，哪些是影响冷（热）负荷的主要因素，哪些是次要因素，各个因素对冷（热）负荷的影响程度又是多大，可以通过Dest软件来解决这些问题。Dest是由清华大学开发的建筑模拟分析软件(designer’ssimulationtoolkits)。可用于建筑能耗模拟分析和

3、环境控制系统的设计校核，起到提高设计质量、保证设计可靠性、对如何降低建筑及系统能耗、保证建筑环境质量具有重要的指导作用。本文旨在利用Dest软件对办公建筑进行能耗分析，通过能耗分析优化建筑模型。1.理论研究房间冷负荷是由对流得热、辐射得热及内扰得热形成，热量从维护结构外表面传到内表面再换热给室内空气需要延时。为了研究维护结构及室内内扰对负荷的作用，把负荷的逐时值累加，比较维护结构和室内内扰变化时对室内冷负荷的作用，假定维护结构材料不变，用传热得热表示对流得热形成的冷负荷。CL（τ）=Qtr（τ）+Qrad（τ）+Qequ（1）Qtr（τ）=Ak（toτ–ti）（2）CL（τ）为逐时冷

4、负荷（W）,Qtr（τ）逐时传热量形成的冷负荷（W），Qrad（τ）逐时辐射量形成的冷负荷（W），Qequ室内灯光设备等内扰形成的冷负荷（W）,A维护结构的面积（m2）,k为维护结构的传热系数（W/(m2·K)），toτ、ti分别为室外逐时温度和室内设定温度（℃），。下面研究：当白天室外温度高于室内设定温度（toτ>ti），取白天的室外平均温度；夜晚室外温度低于室内设定温度（toτti时,取室外平均温度：=++Qequ（3）=Ak1（–ti）++Qequ5当toτ

5、i）++Qequ取传热系数为k2时有：当toτ>ti时,取室外平均温度：=++Qequ（5）=Ak2（–ti）++Qequ当toτ0，；当及小于零时，负荷不是随k的减小而减小，而呈曲线变化。由（1）式知：负荷随内扰的增大而增大，而ΔCL与Qequ无关，即内扰不是造成负荷曲线变化的原因。2.建筑模型建立一个住宅建筑模型，建筑

6、面积为150平方米，窗都为外窗，门外门，形状比为1：1，朝向为南向，尺寸为：12.247m×12.247m。在通风设定时，只设定房间与室外的通风，房间之间互相不存在通风。在进行冷负荷模拟计算时，我们研究某些因素的变化对负荷的影响程度，如：墙的传热系数、屋顶传热系数、灯光设备功率对冷负荷的影响。其它的参数如：门、窗、内墙、地板的材料等都使用Dest系统提供的默认值。2.1住宅建筑类型定义不同类型的房间其功能不同，其冷负荷也不同，所以房间的类型是决定冷负荷的重要因素。此处所说的房间类型特指房间的不同用途，如：办公室型、商场型、住宅型等。办公室类型房间的默认设计参数见文献[1]。2.2住宅

7、建筑作息模式在Dest模拟空调房间冷负荷时，采用的是逐时冷负荷，室内温、湿度的设定不是确定值，而是一个变动范围，这样设定的最大优点是使模拟的冷负荷更加准确地贴近实际的冷负荷值。实际上，室内冷负荷与人员、设备、灯光等因素有直接的关系，而人员、灯光、设备散热在办公建筑中呈现一定的周期性，Dest软件是严格按照热扰的周期性，逐时地模拟室内冷负荷。同理，室内的湿负荷也是按照逐时模拟的。室内温、湿度的设定范围见文献[1]，在计算负荷时，不考虑热负荷，只考虑夏季的冷负