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1、BA空調(diào)節(jié)能難點分析BA空調(diào)節(jié)能難點分析[摘要]本文対BA空調(diào)節(jié)能的難點加以分析,以便有利于推進智能建筑中BA節(jié)能的實現(xiàn)。[關(guān)鍵詞]樓宇自動化,空調(diào)節(jié)能HVACEnergySavingwithBuildingAutomationShi,JiannuoAbstract:"Oneofthemostbasic,andoftenmostdifficult,areasofbuildingautomationiscontrollingtheHVACequipment.”一Thepaperisageneraldiscuss
2、ionaboutit.Keywords:HVAC,BuildingAutomation智能建筑市場廣闊,發(fā)展迅速;但相對來說,智能建筑中BA節(jié)能的實現(xiàn),特別是BA中HVAC節(jié)能的實現(xiàn)似乎進展緩慢。作者曾參與過我國早期建成的智能建筑運行悄況的調(diào)杏分析[3][4]⑸⑹。時過多年,智能建筑工程實踐和認識的很多方面都發(fā)牛了很人變化,但儕能建筑實現(xiàn)節(jié)能悄況的進展似乎很緩慢。慕本情況仍然是:節(jié)能效益顯著的項H仍然相當(dāng)稀少,正常運行的任務(wù)仍然和當(dāng)迫切,HVAC控制有關(guān)環(huán)節(jié)脫節(jié)現(xiàn)象仍然相當(dāng)嚴重。智能建筑中BA節(jié)能進展緩慢,本
3、身就意味著問題的復(fù)朵性和艱巨性,意味著潛在技術(shù)和工程難點。國外專家稱“控制HVAC設(shè)備,是樓宇自動化屮最基木,也常常是最困難的領(lǐng)域Z—”??梢妵鴥?nèi)外技術(shù)人員對此問題的認識和看法是一致的。本文試圖對“BA空調(diào)節(jié)能難點”從以下四個方面加以分析,以便推進智能建筑中BA節(jié)能的實現(xiàn)。1建筑熱過程相對復(fù)雜當(dāng)我們著手分析建筑能耗時,會發(fā)現(xiàn)面臨一個頭緒紛繁,龐大復(fù)雜的建筑熱過程。這個建筑熱過程是由室內(nèi)氣候,圍護結(jié)構(gòu)和索外氣候三個部分,輻射,傳導(dǎo)和對流三種傳熱形式相互作用相互影響的,統(tǒng)一,復(fù)雜的動態(tài)過程。建筑物內(nèi)房間由圍護結(jié)構(gòu)
4、形成空間,由外墻,外門,內(nèi)墻,內(nèi)門,地板,樓板,頂棚系統(tǒng)和窗了系統(tǒng)組成的國護結(jié)構(gòu)把室內(nèi)室外隔成了兩個氣候環(huán)境。太陽輻射和室外氣溫變化等因素,通過輻射,傳導(dǎo)和對流三種形式作用于圍護結(jié)構(gòu):而圍護結(jié)構(gòu)本身既有熱阻又有熱容,它通過口身的調(diào)節(jié)作用把室內(nèi)外環(huán)境的變化因素連接在一起;而室內(nèi)環(huán)境也冇人體,照明,設(shè)備等發(fā)熱發(fā)濕因素影響著熱平衡,而R各墻,窗,家具表面之間以及各表面與空氣之間也通過輻射和對流交換著熱量;此外,空氣滲透和通風(fēng)系統(tǒng)乂把宗內(nèi)和室外環(huán)境聯(lián)結(jié)在一起。建筑熱過程自身的這種多元性,復(fù)朵性和動態(tài)性,決定了一切建筑
5、節(jié)能過程的實現(xiàn)必然帶著自身的多元性,復(fù)雜性和動態(tài)性。當(dāng)問題處于不同階段,不同領(lǐng)域,不同的研究目的時,人們會不斷地尋求簡化解決方法;而同時人們也會不斷地尋求建筑熱過程的“詳細解決”。人容量高速度的現(xiàn)代計算機技術(shù)不斷為建筑熱過程的數(shù)字模擬提供新的手段,以IT技術(shù)為基礎(chǔ)的樓宇口動化技術(shù)和建筑能量分析技術(shù),互相借鑒,以至實現(xiàn)某種“融合”,應(yīng)該是可以預(yù)期的。作者簡介:施鑒諾,北京工業(yè)人學(xué)教授;劉延峰,北黃自動化設(shè)備安裝公詞總經(jīng)理2設(shè)備系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)設(shè)計和設(shè)備系統(tǒng)動態(tài)運行存在著內(nèi)在矛盾建筑物冷熱負荷計算是設(shè)備設(shè)計階段需要完成的
6、慕木設(shè)計計算z—,我們以此為例做些分析。我國空調(diào)負荷的工程計算,在50年代,60年代以至70年代,盡管在周期性傳熱理論的基礎(chǔ)上也做了若干修正,但本質(zhì)上是一種穩(wěn)態(tài)計算。那時不區(qū)分房間得熱與房間負荷,也不區(qū)分設(shè)計負荷與運行負荷,室外空氣狀態(tài)選擇一個峰值為代表,室內(nèi)空氣狀態(tài)也固定為某種不變的條件。在此基礎(chǔ)上計算傳熱,再加上“人一點不岀毛病”的設(shè)計思想作指導(dǎo),使得空調(diào)負荷的工程計算普遍偏大。根據(jù)我國暖通規(guī)范組織的測試和調(diào)查,普遍的情況是:既使室內(nèi)外環(huán)境都處于滿負荷條件下,冷熱設(shè)備容量仍有40%以上的富余。西方國家在7
7、0年代石油危機和計算機技術(shù)不斷發(fā)展的雙重推動下,開始研究全新的動態(tài)負荷計算方法,以達到建筑節(jié)能的冃的。其中典型代表即是ASHRAE(美國采暖冷凍空調(diào)工程師協(xié)會)以傳遞函數(shù)理論為基礎(chǔ)的一系列方法,包JS反應(yīng)系數(shù)法,改進型反應(yīng)系數(shù)法,冷負荷系數(shù)法和權(quán)重系數(shù)法等。這種IIIASHRAE帶動起來的,山穩(wěn)態(tài)或準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)負荷計算方法向動態(tài)負荷計算方法的變化(在美國,權(quán)威人士稱Z為“Revolutionary”),其影響波及全世界。在我國,基本上是在引進的基礎(chǔ)上,研究出了“冷負荷系數(shù)法”,“諧波反應(yīng)法”,“空調(diào)手冊法”,“熱平
8、衡方程法”等新的負荷計算方法。但在實際工程計算中,或由于計算工具的缺乏,或由于設(shè)計周期的限制,或者受一些設(shè)計流派的不良影響(根本不做負荷計算,而佔以兩倍的安全系數(shù)),很多空調(diào)負荷的工程計算與傳統(tǒng)空調(diào)負荷計算并沒有多少實質(zhì)性的變化,甚至冇不少反而是更粗糙了。設(shè)計負荷的計算是空調(diào)設(shè)備選擇的基礎(chǔ)。在選擇設(shè)備時留有一定的安全系數(shù)是必要的,以備設(shè)計計算,設(shè)備出力和運行管理等因素中可能出現(xiàn)的偏差的需要;但空調(diào)負