基于气象数据分析的夏热冬冷地区采暖及空调计算期研究

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夏热冬冷地区各城市间气候差异显著,实际采暖需求及空调需求差异明显。《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》(JGJ134-2010)对整个夏热冬冷地区规定了相同的采暖计算期(90天)及空调计算期(78天),导致大部分城市的水平式外遮阳全年节电率计算结果与实际情况存在偏差。通过对夏热冬冷地区20个典型城市33年实测气象数据的分析,参照《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》(GB 50736-2012)及《民用建筑热工设计规范》(GB 50176-93),提出了基于室外气温分析的采暖、空调计算期计算方法B2。方法B2补全了空调计算期的计算方法,并考虑了实测气象数据的日间离散性及年间离散性。在此基础上,分析了夏热冬冷地区20个典型城市的太阳辐射实测数据,进一步提出了一种考虑太阳辐射影响的采暖、空调计算期修正方法B3。该修正方法通过调整采暖临界温度及空调临界温度,以实现采暖、空调计算期的修正。选取夏热冬冷地区20个典型城市,采用DesignBuilder软件及EnergyPlus软件研究了,不同采暖、空调计算期对水平式外遮阳全年节电率计算结果的影响。采用行业标准规定的采暖、空调计算期时,18个典型城市的水平式外遮阳全年节电率计算结果为负数,得出了水平式外遮阳在夏热冬冷地区大部分城市无节能效果的评估结果;采用按方法B2计算得到的采暖、空调计算期时,除了汉中等5个城市的水平式外遮阳全年节电率计算结果仍然为负数外,其余15个城市的计算结果在0.7%至6.1%之间,水平式外遮阳在夏热冬冷地区大部分城市具有良好的节能效果。考虑太阳辐射的影响对采暖、空调计算期进行修正后,冬季(夏季)太阳辐射资源稀缺的城市的水平式外遮阳全年节电率计算结果有所下降。如重庆,修正后,其水平式外遮阳的全年节电率从6.1%下降至3.5%。通过足尺试验,研究了室内外温差及太阳辐射对外墙冷(热)负荷的影响。结果表明:在夏季,175 W/m2太阳辐射与10℃室内外温差共同作用引起的外墙冷负荷,是10*C室内外温差单独作用下引起的外墙冷负荷的3.2倍;在冬季,175 W/m2太阳辐射与18℃室内外温差共同作用下外墙热负荷等于0,而18℃室内外温差单独作用下引起的外墙热负荷达到23.2 W/m2。因此,太阳辐射与室内外温差都是影响室内能耗的重要因素,确定采暖、空调计算期时考虑太阳辐射的影响确有必要。
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