基于墙体蓄热的夏季空调室外计算温度不保证小时数研究

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当前,我国经济发展迅速,人民的生活水平逐渐提高,对于热舒适的需求度也相应增加,全国的建筑能源消耗呈稳步上升趋势,我国的能源压力也在增大,综合利用各种节能技术,降低建筑能耗,具有十分重要的现实意义。在选定暖通空调室外计算参数时,由于受实际条件的限制,“不保证率”的统计方法基于室外气象数据,室内热舒适环境高于空调系统设定温度的不满足时间可能并不能满足预期要求,室内、外温度的变化可能会有差异。而且由于围护结构的蓄热特性,建筑物内房间温度相对于室外空气温度波动存在衰减,夏季空调房间的室内温度可能达不到历年平均不满足50小时,如此出现偏差便偏离了规范的最初设想,也会影响节能效果。因此,有必要研究围护结构的蓄热特性对室内温度的影响,研究夏季空调房间的实际30年平均不满足小时数,进而对确定空调室外计算参数的方法提供指导建议,使其更合理,最终达到预期的室内不满足小时数,这在一定程度上也减少了能源消耗。本文首先利用重庆市1987~2016年30年的原始室外气象数据,按照我国规范中确定夏季空调室外计算参数的方法,构建了一套用于本课题研究的重庆市夏季空调室外空气计算参数,保证了空调系统设计阶段与软件模拟阶段所用室外气象数据的一致性。将模拟的空调期定义为5月~10月,以重庆市某办公建筑为例,进行了夏季空调冷负荷计算及空调系统设计,并确定了相关设备参数;运用DeST软件及重庆市1987~2016年30年逐时室外气象数据模拟验证了夏季空调期空调房间的历年平均不满足小时数。根据室内26℃的空调系统设定温度,模拟得到的三个代表房间的历年室内平均不满足小时数均小于我国《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》(GB50736—2012)中室外气象参数历年平均不保证50小时的规定。接着,本文选用建筑外墙厚度、总传热热阻和总传热系数相同,而热惰性指标不同的墙体作为模拟用新的建筑外墙,再次模拟并得到了新的空调房间历年平均不满足小时数,并分析了墙体蓄热特性可能对空调房间室内温度产生影响。此时,代表房间的历年平均不满足小时数同样均小于我国规范中夏季空调室外计算温度历年平均不保证50小时的规定,且热惰性指标稍大的建筑外墙其模拟得到的室内平均不满足小时数要更小一些。故笔者提议:在我国规范上选取夏季空调室外设计计算参数时应该适当考虑墙体的蓄热特性对室内温度的实际影响,如若想要室内达到历年平均不满足50小时的效果,可以在室外计算参数的取值上适当提高选取时的不保证小时数,或者改进负荷计算软件中的计算方法,使之在处理建筑物内围护结构等蓄热体对冷负荷的影响时更为恰当。最后,本文将夏季空调室外计算参数的平均不保证小时数选定为55小时,此时得到重庆市的夏季空调室外计算干、湿球温度分别为36.6℃和27.5℃,它们相较于历年平均不保证50小时的干、湿球温度稍小。再次模拟并得到了空调房间历年平均不满足小时数。新的夏季空调室外计算参数下,模拟得到的代表房间平均不满足小时数相较于室外不保证50小时数时的数据均有一定程度的增加,且更接近于50小时。并由此推知,当室外不保证小时数增加时,室内的不满足小时数随之增加。通过分析数据,也在一定程度上验证了笔者的有关提议。
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