高層辦公建筑空調(diào)設(shè)計(jì)冷負(fù)荷與全年耗冷量模擬分析

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1、高層辦公建筑空調(diào)設(shè)計(jì)冷負(fù)荷與全年耗冷量模擬分析高層辦公建筑空調(diào)設(shè)計(jì)冷負(fù)荷與全年耗冷量模擬分析高層辦公建筑空調(diào)設(shè)計(jì)冷負(fù)荷與全年耗冷量模擬分析高層辦公建筑空調(diào)設(shè)計(jì)冷負(fù)荷與全年耗冷量模擬分析高層辦公建筑空調(diào)設(shè)計(jì)冷負(fù)荷與全年耗冷量模擬分析高層辦公建筑空調(diào)設(shè)計(jì)冷負(fù)荷與全年耗冷量模擬分析　　摘要：以不同的氣候條件、不同的新風(fēng)方式、分內(nèi)外區(qū)與否為三類基本不同條件，用正交表安排剩余因素并用DOE-2軟件進(jìn)行模擬計(jì)算，得出高層辦公建筑空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)冷負(fù)荷與全年耗冷量的統(tǒng)計(jì)估算指標(biāo)：哈爾濱、北京、上海三城市的設(shè)計(jì)冷負(fù)荷統(tǒng)計(jì)估算值分別為/m2,

2、/m2,/m2；焓控新風(fēng)方式下全年耗冷量統(tǒng)計(jì)估算值分別為/(m2a)，/(m2a)，/(m2a)。分內(nèi)外區(qū)設(shè)置空調(diào)系統(tǒng)及采用焓控新風(fēng)方式最為節(jié)能。關(guān)鍵詞：高層辦公建筑設(shè)計(jì)冷負(fù)荷全年耗冷量模擬分析新風(fēng)方式內(nèi)外區(qū)0引言現(xiàn)代高層辦公樓在某些方面有許多不同于傳統(tǒng)建筑的特點(diǎn)：窗面積與外墻面積的比值高；使用新型的墻體材料與玻璃；內(nèi)部照明、設(shè)備的散熱量大；一般有周邊區(qū)與內(nèi)區(qū)之分等。這些都影響著空調(diào)負(fù)荷的大小和特性。高層辦公建筑最常見(jiàn)的平面布局為中央型核心式布局[1]，本文運(yùn)用建筑能耗分析軟件DOE-2[2]對(duì)哈爾濱、北京、上海三城市的

3、此類高層辦公建筑空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)冷負(fù)荷與全年耗冷量進(jìn)行模擬與分析?？紤]到高層建筑的主體是標(biāo)準(zhǔn)層，本文近似建筑的各層功能與辦公標(biāo)準(zhǔn)層相同。1模擬方案設(shè)計(jì)基本條件城市不同、過(guò)渡季新風(fēng)方式不同，設(shè)計(jì)冷負(fù)荷與全年耗冷量的計(jì)算結(jié)果就會(huì)不同。故將以不同的城市、不同的過(guò)渡季新風(fēng)方式為兩類基本不同條件。為簡(jiǎn)化起見(jiàn)，只研究標(biāo)準(zhǔn)層形狀為方形的情形，標(biāo)準(zhǔn)層方位取正S-N或正E-W。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)層面積較大時(shí)，把標(biāo)準(zhǔn)層分為四周型外區(qū)與內(nèi)區(qū)，內(nèi)外區(qū)分用兩套空調(diào)系統(tǒng)；當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)層面積較小時(shí)不分內(nèi)外區(qū)、只用一套空調(diào)系統(tǒng)。是否分區(qū)也作為一類基本不同條件提出來(lái)?！　≌?/p>

4、表安排與水平取值由于正交試驗(yàn)方法[3]具有優(yōu)選安排模擬、減少模擬次數(shù)、簡(jiǎn)化分析過(guò)程、提高分析可靠性等優(yōu)點(diǎn)，本文將用其來(lái)安排模擬試驗(yàn)。在正交試驗(yàn)中欲考察的因素稱為因子；每個(gè)因子在考察范圍內(nèi)分成若干個(gè)等級(jí)，將等級(jí)稱為水平，在正交表中用“1”、“2”等數(shù)字表示。剩下與負(fù)荷有關(guān)的因素共11個(gè)：墻類型、窗類型、室溫、人員密度、燈光散熱、設(shè)備散熱、新風(fēng)指標(biāo)、層高、窗墻比、標(biāo)準(zhǔn)層面積、進(jìn)深。本文取各因子等水平數(shù)2。因?yàn)椴蛔鞣讲罘治觯什豢紤]交互作用，各單因子安排可隨機(jī)。正交試驗(yàn)安排及水平取值見(jiàn)表1、表2。表1正交模擬安排L12(211

5、)試驗(yàn)號(hào)墻類型窗類型室內(nèi)溫度人員密度燈光散熱設(shè)備散熱新風(fēng)指標(biāo)層高窗墻比標(biāo)準(zhǔn)層面積進(jìn)深1234567891011111111111111211111222222311222111222412122122112512212212121612221221211721221122121821212221112921122212211102221111221211221212111221222112121221注：分內(nèi)外區(qū)時(shí)完全套用本表；不分內(nèi)外區(qū)時(shí)無(wú)進(jìn)深，第11列置空。表2正交模擬因子與其他因素取值因子水平1水平2墻類型哈爾濱3

6、00mm厚頁(yè)巖陶?？招钠鰤K，外貼120厚實(shí)心磚，K=/(m2·K)300mm厚頁(yè)巖陶粒空心砌塊，K=/(m2·K)北京300mm厚頁(yè)巖陶粒空心砌塊，K=/(m2·K)200mm厚加氣混凝土，K=/(m2·K)上海200mm厚KM非承重空心磚，孔隙率25%，K=/(m2·K)240mm厚KP承重多孔磚，孔隙率25%,K=/(m2·K)窗類型哈爾濱北京5F+12A+5L,K=/(m2·K),Cs=+12A+5F,K=/(m2·K),Cs=上海10

7、mm鍍膜熱反射玻璃，K=/(m2·K)，Cs=透明浮法玻璃，K=/(m2·K)，Cs=夏季設(shè)計(jì)室溫(℃)2427人員密度(p/m2)燈光散熱(W/m2)2030設(shè)備散熱(W/m2)2040新風(fēng)指標(biāo)(m3/p·h)1730層高(m)窗墻比(%)標(biāo)準(zhǔn)層面積(m2)分內(nèi)外區(qū)1400XX不分內(nèi)外區(qū)8001400進(jìn)深(m)46其他因素取值標(biāo)準(zhǔn)層長(zhǎng)寬比1:1標(biāo)準(zhǔn)層方位N-S或W-E非空調(diào)面積比占整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)層面積的25%，位于核心區(qū)窗內(nèi)外遮陽(yáng)無(wú)冬季設(shè)計(jì)室溫(℃)20注：5F+12A+5L表示雙層中空玻璃，外

8、層是5mm厚浮法玻璃，內(nèi)層是5mm低輻射玻璃，中間是12mm的空氣層；Cs是玻璃的遮擋系數(shù)表2中各因子兩水平取其常見(jiàn)取值范圍的兩端值；窗墻類型取不同城市各自較常用、較具代表性的兩種，“1”水平較“2”水平節(jié)能。由于已經(jīng)有了三類基本不同條件：不同城市、不同新風(fēng)方式、內(nèi)外是否分區(qū)；又每次正交表需進(jìn)行12次模擬，故一共要進(jìn)