典型商业建筑全年动态负荷预测方法

典型商业建筑全年动态负荷预测方法研究摘要：商业建筑全年动态负荷的合理预测,能够给空调蓄冷蓄热系统设计、冷热源系统选择、BCHP系统设计和设备搭配以及城市能源规划提供有力的帮助。本文首先对典型商业建筑内扰的参数及全年作息时间进行设定，接着利用建筑能耗模拟软件DeST计算各典型商业建筑的全年逐时冷热负荷，由此得到建筑全年冷热负荷逐时变化无因次曲线和单位体积新风冷热负荷逐时变化曲线。最后对各典型功能建筑的负荷组成、负荷的日变化和年变化特性作了分析和比较，为估计商业建筑的负荷估算提供了一种简单可靠的方法。关键字：商业建筑负荷预测DeST0引言随着空调系统在商业建筑领域的广泛应用，如何做到合理预测全年负荷是商业建筑空调设计非常重视的一个问题。目前，商业建筑设计多数采用经验数据进行冷、热负荷估算,这种方法只提供冷热负荷的最大值，已经远远不能满足空调蓄冷蓄热系统设计、冷热源系统选择、BCHP系统设计和设备搭配以及城市能源规划对负荷全年动态变化的要求。因此,我们有必要用一种新的方法对商业建筑的全年负荷进行预测。1商业建筑空调负荷特征商业建筑空调负荷主要由下面几个因素组成：1)室内热扰,包括人员、灯光和设备2)围护结构传热3)新风负荷。在这几个因素中,室内热扰及其动态变化过程对负荷的影响很大。同时，由于在变风量系统中，新风随人员密度的变化而变化，因此新风负荷和室内热扰的变化过程密切相关。所以,合理地预测负荷应把重点放在室内热扰的参数设定及其动态变化设计上。2典型商业建筑内扰的参数设计和全年作息时间的设计2.1商业建筑的分类商业建筑种类繁多，功能各异。本文依据不同的使用性质，选择了典型的几种商业建筑进行了建筑内扰和全年作息的设计，如下：1)客房：分为五星级客房、四星级客房、三星级客房以及三星级以下客房；2)办公室：分为高级办公室和一般办公室；3)美容院；4)保龄球馆；5)舞厅；6)健身房；7)商场；8)餐厅：分为中餐厅、西餐厅和火锅餐厅；9)门厅；10)会议室；11)展览馆；12)影剧院；13)游泳池；14)教室；15)医院:包括病房、手术室、候诊室、门诊办公室、婴儿室和药品储存室；16)走廊；17)档案库房；18)卫生间；19)电脑机房；20)棋牌室。2.2室内参数设计商业建筑的空调属于舒适性空调,即从人体的舒适感出发确定室内温度、湿度设计标准。室内参数包括：1)夏季干球温度(℃)和相对湿度(%)2)冬季干球温度(℃)和相对湿度(%)。2.3内扰的参数设计内扰参数主要包括：1)人员热扰2)灯光热扰3)设备热扰各参数的具体指标如下：1)人员热扰：最大人员密度(人)，人均发热量(W)，人均产湿量(kg/hr)，新风量(﹒人)；2)灯光热扰：最大功率()；3)设备热扰：最大功率()；2.4全年作息的设计眯所谓全年称作息是指亦室内热扰李参数全年晃每一时刻重的数量大例小与设定趁的最大值汇的比值。燕由于在商园业建筑中绕，作息基中本是以一盏周为周期统的，所以贪本文的设色计也是以红一周为基筹础，分开险考虑工作嚼日与休息标日；同时祸，对于一尾些季节性所变化比较舒强的商业歇建筑，如话商场、教教室路等杂,剃就得考虑脱全年不同蹄月份的变渗化。作息宗的设计参诚数主要包诱括：州1)帮曾人员密度事的作息：携是指某时浩刻的人员努密度和设廊定最大人充员密度的四比值；摸2)瓦侍灯光的作郊息：是指延某时刻的浇灯光功率久和设定最冬大灯光功刷率的比值征；抗3)径今设备的作歌息：是指搁某时刻的她设备功率弟和设定最杀大设备功慢率的比值决；此2.5托团设计举例炸由于篇幅闻原因，只慈选取几个岂典型的商侍业建筑举璃例说明设惊计过程。侧2.5.紧1鹿护办公室评办公室是熔组成写字罪楼等商业穴建筑的基某本元素，亡可分为高吊级办公阁室续(吓如经理办禁公欢室林)富和一般办屠公室，在与参数设计诱中要求也碑不同。秃1)升抄室内条件草参数设定晓房间使用际性质兆夏季位冬季骑干球温度忌相对湿度学干球温度香相对湿度写℃周%师℃茄%升高级办公烈室摊23-2饺5卷50-6鞭0领21-2掠3拦35-4拢0聋一般办公摘室凝24-2枣6追50-6虽0聋20-2透2益35-4滴0任2)饥顷内扰的参冶数设计呈房间使用辱性质塑新风纽量版(京.恋人葡)品人员热扰怒灯光热扰闭设备热扰挺最多人茶数侧(杯人船)猎人均发热搭量杀(策)邀人均产湿互量黑(食)棋最大功裳率临(接)泪最大功遣率誓(释)复高级办公带室淋40伯0.05齿-0.1错64倒0.08砖4丘10确10骑一般办公呀室劣30字0.1岭64前0.08糊4午10基20盾3)缎俘全年作息亿的设计堂办公室的摧作息基本寿上是以一蛇周为周期忍的，有工喉作日和休杰息日的区寺别滨,疗而无季节谎性的变化阵。由于办法公室中的付设备主要散是电脑，辽它和人的荒作息基本友上是一致抛的，因此销把办公室归的人员和协设备热扰凉一同考虑广。对于灯雀光来说，拦它不但受理到人员密浸度大小的烫限制，而彻且和一天特中的阳光杯强度变化受有密切的灶关系。白僚天破,竞人们利用悲充沛的自虚然光，所昂以尽管白维天人员密芹度大，但径灯光的功篮率却不是判最大。考飞虑到在休从息日加班驰的情况，任所以休息超日的人员浩、设备和话灯光的作掌息不刺为指0脏。浑?罗茂图获1污蜂办公室人愧员答/洁设备作丧息弱(轨工作踢日吸)员杯图龟2现偷办公室灯送光作待息民(股工作短日柳)蝶任请图命3薪消办公室人骡员咬/锡设备作掠息绞(角休息于日末)坟续图絮4遭姐办公室灯猎光作锁息警(刃休息路日拣)句2.5.通2刮桨商场迎商场也是茶一类典型质的商业建必筑。在商苏场空调负循荷圆中耐,拆辆人体冷负烦荷占有主汗导地位。都人员密度扎取值的少虹许增减都跟会对空调搜能耗和投弃资有明显概影响。讽1)饭宪室内条件烂参数设定腐房间使用挖性质戒夏季迈冬季惠干球温度运相对湿度喂干球温度播相对湿度锻℃茶%洁℃平%匪商场揉25-2绣7富55-6犹5饥20-2脑2遮40-5问0唯2)胀册内扰的参妙数设计吊房间使用眼性质俩新风温量肚(柔.悠人资)穴人员热扰震灯光热扰我设备热扰呈最多人显数线(扭人棚)柱人均发热贞量踩(果)柔人均产湿行量浓(遮)物最大功史率验(甜)降最大功析率阁(榨)摆商场兽15-2谜5惠1.0匪68肃0.1苍20漏0贪3)批熄全年作息泰的设计吓商场的室令内热扰作闭息随季节沙的变化很删大。一般粒来曾说述,飞夏季是销垒售淡季，戴人员密度蔽小；春节四期间是销降售旺季，长人员密度清大。所以矮，商场人北员密度作席息的周期耕为一年，皱要考虑不再同季节的徐影响。舅而灯光作宫息随季节锦的变化和值人员密度接变化很小狭，并且商引场的内部兔空间很大肃，只靠自凶然采光是忘无法满足酱室内要求轮的，所以合灯光的作圣息在一天胜内的变化格几乎是不灯变的，其春周期也是币以一天为辅设计标准偿，不需考罪虑工作日芬和休息日冬的变化，化如蓝图眨1紫0旱。如同图都6钓至掀图蓄9被，作者把蚁一年分为惰四组来设诚计人员密悉度作涝息半:1)牺1诱2蹄月初且－鞠2烂月末戏；管2)请3脾月初蜂－月5且月末深；戒3)咏6药月初汇－束8累月末秋；比4)顾9每月初薄－茅1票1拢月末。同奏时，对于串五一、十亿一、春节环等人员密仪度极大的朝节假日单牵独设计作丘息，如栗图姨5态图骂5味轮商场人员学作郑息奥(包五一、十宏一、春节眨等节假枝日菜)陡燕岗材图怀6铅卷商场人员腾作祥息深(1辩2凳月初恳－够2匠月隶末桑陈排店玩图痒7哭恐商场人员广作违息办(迅3燥月初嘉－败5故月坟末甚)辫烂爬图济8摘浅商场人员顺作胀息例(仰6胆月初西－呼8妨月港末杰)溜图朽9熟治商场人员怀作售息逮(绒9膀月初那－自1监1代月盒末休)吵乐孔图其10券促商场灯光速作息顶脊3顷绍全年负荷矛预测疑3.1丝岂全年负荷呀预测方法储通过对各恳典型商业健建筑的内吐扰的参数奴设计和全叉年作息时们间的设嘱计烂,掌升作者利用犯建筑能耗编模拟软录件燃DeS毅T命计算各典控型商业建寻筑的全年顷逐时拍冷奉(搞热私)烟负荷，并过由此得到三建筑全年馋冷奉(迎热猪)书负荷逐时好变化无因解次曲线和省单位体积欠新风存冷怪(牌热争)石负荷逐时疼变化曲线结。旗所谓建筑无全年兰冷仍(氏热去)行负荷逐时切变化无因臣次曲线，燃是指每一欲时刻建筑拔冷吨(龙热献)信负荷与全对年最大座冷亲(吉热窗)朵负荷的比打值组成的款一条曲线疯。桌所谓单位痒体积新风棉冷要(疏热恨)弯负荷逐时朽变化曲线框，是指每喘一时刻单重位体积的州新风所产浆生的须冷也(糕热鹿)具负荷变化混曲线。娱在负荷预甲测过程中挺，只需估疗计单位建叫筑面积的磁最大拉冷盒(桂热交)饱负荷，便日可以通过熊建筑全年和冷甜(威热贡)屡负荷逐时叙变化无因纳次曲线，身获得全年钻逐时单位押建筑面积秒的透冷搏(尖热将)惯负荷；同躲理，如果花确定了该瓣建筑的设冬计新风量浪，便可以棕通过单位搭体积新风匆冷豆(币热容)趴负荷逐时喜变化曲线哭得到全年药的新风负辽荷。从而懒为估计商牛业建筑的购全年逐时资负荷提供间了一种简偷单的估计庆方法。洪3.2道槽办公类建蚊筑全年负桨荷预测举机例太下面以办妖公类建筑乏这一典型蚊商业建筑未为例说明铜。本次模宝拟的地点文是北高京乡,阳图乒1全1剑是办公楼颤的模型夺图俱,牧这是一个关以办公室护为主的建地筑。贫3.2.新1誉娘办公楼匠冬遮(歼夏欠)杯季典型日趋负荷变化壳无因次曲讲线陶图坛1时2卡是办公楼罪冬季典型树日负荷变切化无因次智曲线做；下痛图废1醉3谷是办公楼砌夏季典型悬日负荷变衰化无因次忌曲线。从帐图中可以适看到，冬佳季全天的双建筑负荷煎最大值出振现在刚开互启空调的定时刻，即霸所谓的尖辣峰负荷，待这是由于姜夜间建筑慎内温度下露降，冷量载积蓄的缘宜故；夏季但全天的建区筑负荷最锅大值出现但在下午，傻由于北京绵夜间比较伍凉爽，建抢筑内的蓄速热得以散斤出搅,袍因此在空婚调开启时吃刻并没有逗出现尖峰膀负荷。纤3.2.恋2矿吸建筑全年浴冷陕(幕热臂)誉负荷逐时宁变化无因袋次曲线祸图舒1登4条是建筑全任年库冷那(成热威)跟负荷逐时绣变化无因锁次曲线，铅横轴表示寄全馅年勾876仪0凑个小时。腐从图中可我以看到，捷热负荷出粉现此在茶1启1蔬月中旬至制第二年箱的许3塘月中旬，息并琴在特1动月初达到智最大值；应冷负荷全期年都存纹在软,胀并消在肥7掠月中旬达招到最大值踢。对比这洲两条曲线恼，可以看溜到冬季办梦公楼一天锅中同时存滤在冷热负朵荷，这是朵由于外区厚受气候影翼响需要供艳热，而内市区几乎没徐有围护结格构传热，勉只存在着袜内部发热隙，所以需送要供冷的同原因。待3.2.时3栗洽单位体积毫新风笑冷仅(说热油)搏负荷逐时睛变化曲线矩图惰1屋5汽是单位体危积新风终冷鼻(耀热粮)因负荷逐时碎变化曲线溪。新风负抖荷与外界蛙环境密切挖相关。从膝图骆1烤4喘我们可以者确定欠在呢3爽月中旬条至扬1方1客月中旬建猾筑只有冷喇负荷，从驶图录1菌5负我们可以耗确定马在扮4魔月下旬珍至仓9关月下旬这叛段时间郑内剩,腹以新风冷坦负荷为主恩，所以，丰在殖3失月中旬趁至方4店月下旬，液九月下旬另至赌1狮1户月中旬期诵间，可以盘利用通入坟新风直接借除去建筑荣的热负荷废，避免了野空调带来升的能源浪汗费。醒3.2.忆4截来负荷预测娱使用者只淡需估计单注位建筑面鹅积的最大龄负荷，便蒙可以通过船办公类建愉筑负荷的错无因次曲民线，获得慈全年逐时蛙单位建筑洲面积的负卵荷，并可腔根据自己角的需要得雨到全年累投计，冬夏揪季累计等瓦数值；同盟理，如果育确定了该斧建筑的设纤计新风量些，便可以某通过单位农体积新风从冷热负荷界逐时变化颜曲线得到围全年的新住风负荷逐燕时变化量倦。我图姨11关攀办公楼模寨拟图裁图丹12斜阅办公楼冬拼季典型日瞎负荷变化循无因次曲届线爽图苏13疲慈办公楼夏肚季典型日扒负荷变化哀无因次曲泽线苗图顶14疼叨建筑全年而冷热负荷贩逐时变化创无因次曲叼线缓图生15袜样单位体积升新风瘦冷欲(高热暑)室负荷逐时挨变化曲线4结语零4.1徒侮在商业建棍筑中，室合内热询扰储(腊人员、灯搬光和设赠备奖)喜及其动态境变化过程鸭对负荷的赏影响很大弄。所以，降合理地预必测负荷应以把重点放旨在室内热迁扰的参数仗设定及其拣动态变化寸设计上。勾4.2抗梦利用建筑待能耗模拟击软酿件围DeS趁T贡可得到建帅筑全年悼冷动(云热翁)邀负荷逐时恒变化无因发次曲线和扰单位体积衡新风布冷许(己热瓣)所负荷逐时芹变化曲线裂，大大简毯化了负荷罢的计算过品程，为估界计商业建虾筑的负荷分估算提供学了一种简膊单可靠的半方法。仅4.3姜激商业建筑却的外形千肤变万化，皂内部结构榜也千差万姐别，但功撞能类型相躺同的商业揉建筑必然培在负荷趋盘势上有着盒共同点，腥本文的预固测方法重银点不在于低单个建筑育之间的差诊异性，而初是着眼于福作为某类映商业建筑腹的共同特叫性贪,捏安从而为空欧调蓄冷蓄爱热系统设锈计、冷热蓬源系统选轿择沈、糖BCH汁P瓣系统设计驴和设备搭猪配以及城撤市能源规予划等提供瓶设计参考里和依据。象4.4滤最大冷热迈负荷的预泊测方法不抢是本文的竹主要论述尊对象。谢4.5叼缠由于气象班条件不同秃，其它城扰市的商业准建筑也可眠利用这种皆方法得到说一系列的琴不同商业非建筑的负述荷变化曲壶线，这必其然会给设铅计者带来扛极大的便香利。歌