城市化對住宅建筑空調(diào)負荷的影響-

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1、城市化對住宅建筑空調(diào)負荷的影響摘要　　城市化產(chǎn)生熱島效應(yīng)。利用CTTC（建筑群熱常數(shù)）模型對城市化后的建筑群溫度進行模擬計算，把計算結(jié)果作為室外計算溫度，對一普通住宅建筑空調(diào)負荷進行了計算，并與根據(jù)氣象臺提供的室外溫度計算出來的冷熱負荷進行比較。結(jié)果表明，夏季冷負荷受城市化影響較大，當(dāng)無室內(nèi)發(fā)熱量時，采用氣象臺提供的氣象數(shù)計算出的夏季冷負荷比按小區(qū)溫度計算的低10%～35%；而冬季熱負荷受城市化影響不大，二者差別不到10%。關(guān)鍵詞：城市化空調(diào)負荷住宅建筑熱島效應(yīng)Abstract　　Urbanizationcausestemper

2、aturedifferencebetweenurbanandruralareas.UsingtheCTTCmodeltosimulatetemperatureofanurbanbuildinggroup.Thetemperaturewasusedtocalculatethecoolingheatingloadinsteadoftemperaturemeasuredatthelocalmeteorologicalstationasoutdoordesigntemperature.Itisshownforanordinaryresi

3、dentialbuildingthatthecalculatedcoolingloadisabout10to35percentwiththetemperatureofanurbanbuildinggroupthanthatwiththeoutdoortemperaturefromthelocalmeteorologicalstation.Butthedifferenceofheatingloadbetweenthemislessthan10percent.Keywords：urbanizationcoolingloadresid

4、entialbuildingheatislandeffect0引言　　早在公元前4世紀(jì)，人們就注意到了城市和鄉(xiāng)村的氣候是有差別的。19世紀(jì)，英國的賀華德（LakeHoward）對倫敦市內(nèi)和郊區(qū)的氣象記錄進行對比分析，從大量資料中總結(jié)出倫敦城市氣候的特點，其中有一個著名的發(fā)現(xiàn)：倫敦城市中心的溫度比四周郊區(qū)高[1]。后來各國學(xué)者對不同緯度、不同類型、不同規(guī)模的城市陸續(xù)做了大量對比測試，發(fā)現(xiàn)了類似現(xiàn)象。人們把這種現(xiàn)象稱為"城市熱島"。　　然而，我們在計算某棟建筑物的室內(nèi)冷熱負荷時，使用的室外參數(shù)都是來源于建筑所在地區(qū)的一個大范圍內(nèi)的氣

5、象資料，而這些氣象資料又是由氣象人員在空曠的城市遠近郊監(jiān)測而得。既然許多研究資料都已證明城區(qū)氣溫與郊區(qū)氣溫確實存在著較大的差別，那么如果在對建筑物室內(nèi)冷熱負荷進行各種分析計算中把這些由氣象臺站測出的氣象數(shù)據(jù)作為城區(qū)內(nèi)建筑的室外計算參數(shù)，其結(jié)果就很可能會出現(xiàn)偏差，并由此得出不準(zhǔn)確甚至錯誤的結(jié)論。澳大利亞的M.M.Elnahls等對這個問題曾做過實驗和模擬，在阿德萊德地區(qū)建造了一個典型的建筑群，結(jié)果表明，冬、夏兩季建筑群內(nèi)的空氣溫度都高于氣象溫度。對空調(diào)系統(tǒng)而言，在對室內(nèi)加熱時減少10%的能耗，在供冷時增加15%的能耗。兩種算法的能

6、耗總和（加熱+供冷）相差不多。但"這并不意味著因為相互抵消就可以忽略對空氣溫度的修正。忽略了修正溫度的影響就意味著對冷負荷估計不足，對熱負荷估計過高"[2]。因此，建筑群的"熱島效應(yīng)"的確會對負荷計算造成不可忽視的影響，需要我們進一步關(guān)注和研究。1建筑群室外溫度的模擬計算　　關(guān)于建筑群內(nèi)空氣溫度的模型，前人已經(jīng)做了不少的研究工作。筆者在比較前人對城市氣候和建筑局部微氣候的研究方面和研究模型之后，選擇了簡明實用的CTTC模型及其系列改進模型作為研究開發(fā)的切入點?！　TTC模型把特定的地點的濕度視為幾個獨立過程溫度效應(yīng)的疊加，用公

7、式表示如下[3]：　　ΔTa(t)=To+ΔTa,solar(t)-ΔTNLWR(t)　　式中Ta(t)為需計算的t時刻的大氣溫度：To為基準(zhǔn)（背景）溫度；ΔTa,solar(t)為因城市覆蓋層表面吸收太陽輻射而導(dǎo)致的大氣溫升；ΔTNLWR(t)為凈長波輻射吸收失熱而導(dǎo)致的溫度變化。正是在計算ΔTNLWR(t)時使用了CTTC模型數(shù)，可由下式進行計算：　　　　　　　　?。?）　　　　　　式中t是計算時刻，m是下墊面對太陽輻射的吸收率，h是綜合換熱系數(shù)，Ipen（t）是建筑群在t時刻接受到單位面積上的平均太陽輻射照度，CTTC是建

8、筑群熱時間常數(shù)?！　∷刮值拢℉annaSwaid）和霍夫曼（MiloE.Hoffman）按理論公式計算出ΔTa,solar(t)和ΔTNLWR(t)，并經(jīng)實驗測出當(dāng)ΔTa,solar(t)為晝夜最小值時的空氣溫度Ta(t)，則由式（1）可計算出To。他們發(fā)現(xiàn)同一