18-21大中型商场空调动态冷负荷分析模型的建立

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
要建立商场空调负荷分析模型 ,首先应该有一个商场来
作为我们研究的载体 ,笔者将通过分析来“建造”一座具有代 表性的商场 。我们将以该商场作为“建筑模型”,将对商场空 调负荷产生重要影响的因素作为“因子”“, 建筑模型”与“因 子”组成了商场空调负荷分析模型 。
1 商场建筑模型的建造
商场建筑的围护结构主要由外墙 、屋面 、外窗 、外门 、地 面几部分组成 。对于商场来说 ,外门的面积相对于其他几部 分要小得多 ,因此在一文所建立的商场 荷分析模型中 ,将认 为围护结构的外墙 、屋面 、外商 、地面四部分组成 。因此 ,在 建造商场建筑模型时 ,应将建筑面积 、体型系数 、围护结构类 型 、窗墙比 (窗面积与墙面积之比) 、建筑层高 、建筑朝向等作 为其约束条件 。 111 建筑面积
对于商场建筑模型而言 ,其层高是所必需的一个数据 , 但变化范围不大 ,因而不会对最终分析结果产生大的影响 , 笔者对前面所述的 27 座大中型商场的层高进行了统计 ,将 其数据取平均值 ,确定以 415m 作为商场建筑模型的层高 。 116 建筑朝向
本文将建筑坐标系与正北向的夹角定义为方位角 ,并以 此方位角来描述商场的建筑朝向 ,共方位角在 0°~90°之间取 值。
设计要求为主 ,适当兼顾冬季保温 。即使在同一地区 ,围护 结构也有许多种不同型式 。故围护结构类型在普通型与保
因此 ,其影响因素有空调系统的新风供给方式 、新风量指标 和人员密度 。
温型之间选取 。
商场的建筑模型及其约束条件在前面已做了分析 ,对新
风供给方式 、新风量指标和人员密度进行讨论 。
21111 室外气象条件
目前 ,与商场设计有关的国家标准和设计规范有 : (1) 《采暖通风与空气调节设计规范》( GBJ19 - 87) ; (2)《商店建筑 设计 规 范》(J GJ48 - 88) ; ( 3)《商 场 ( 店) 、书 店 卫 生 标 准 》
( GB9670 - 88) ; (4)《旅游旅馆建筑热工与空气调节节能设计 标准》( GB50189 - 93) 。
SCOB = 0. 131227 - 0. 324103 (A - 0. 1766009) + 0. 996475 (A - 0. 1766009) 21. 442516 (A - 0. 176609) 3 式中 SCOB ———体型系数 ;
A ———建筑面积比 ,A = 建筑面积/ 10000 。 做出 SCOB 的图形 ,并以 SCOB 为中心 ,作出 SCOB + 0102 的数据带 ,见图 1 。容易看出 ,数据带覆 绝大部分的数据点 ,
作者简介 : ☆李本强 , , ,哈尔滨建筑大学 150090 收稿日期 :2000 - 06 - 08
©1994©-21090955-C20h0i4nTasHinVgAhuCaRT.ocnogmfanWg Oepbtsiciatel .DAislcl Crigo.h, tLstdr.esAellrvriegdht.s rhestetprv:e//dw. ww.ChinaHVACR.com
·20 ·
2000 年第 4 期
而 0102 的波动值对于体型系数来说是很小的 。故可以近似 条件 ,室内发热量和产湿量以及空调系统的运行方式 。如果
的认为 ,体型系数与建筑面积之间存在着一一对应关系 ,即 不考虑运行方式 (即连续运行还是间歇运行) ,房间热力系统
对每一个建筑面积确定的百货商场 ,都可以找到其相应的体 的扰量可归纳为外扰和内扰两大类 。
26~28 40~70
≥20
24~26 20~23
≤65 ≥40 ≥10~20
注 : (4) 中的新风量取值为一 、二级旅馆取 20m3/ ( h·p ) , 三 、四级取 10m3/ (h·p) 。m3/ (h·p)
在以上设计标准和规范中与营业厅室内设计标准有关 的规定如表 1 所示 。由表 1 可以看出 ,四个标准 (规范) 中所 要求新风量指标相差甚远 。由于本文的目的在于建立商场 空调冷负荷分析模型 ,而非要去探讨合适的新风量 ,因此 ,为 了能够与实际的复杂情况相吻合 ,综合上面各个规范标准的 规定 ,新风量指标的取值确定在 815m3/ (h·p) ~20m3/ ( h·p) 这样一个较大的范围 。
影响建筑物内热 、湿状况和空气环境的因素有室外气象 21114 人员密度
©1994©-21090955-C20h0i4nTasHinVgAhuCaRT.ocnogmfanWg Oepbtsiciatel .DAislcl Crigo.h, tLstdr.esAellrvriegdht.s rhestetprv:e//dw. ww.ChinaHVACR.com
型系数 。因此不必将建筑面积与体型系数二者都作为因子
外扰系指室外空气的温度 、湿度 、太阳辐射强度 、风速和
提出 ,考虑使用上的方便 ,取建筑面积作为因子 。从简便的 风向以及邻室空气的温湿度 。内扰系指照明装置 、工作设
原则出发 ,本文将建筑模型的外形确定为六面体 ,由于体型 备 、室内人员的散热量和散湿量 。外扰与内扰联合作用是空
211 外扰的影响 外扰可以通过两种形式对室内空气环境产生影响 ,其一
是通过建筑的围护结构发生的温差传热和日射传热 ;其二是 通过室外空气与室内空气的交换发生的热 、湿交换 。因此 , 其影响因素有室外气象条件和商场的建筑模型及其约束条
筑应兼顾冬季保温和夏季防热 ;炎热地区应以满足夏季防热 件 。室外空气与室内空气的交换与进入室内的空气量有关 。
建筑热能通风空调
·21 ·
客流量是商业系统经常统计与关注的数据之一 ,由此可 计算出商场内同时在场的人次数 ,进而得到商场内的人员密 度 。在文献[7 ]中提供了我国大中型商场的人员密度统计结 果 ,见表 2 ,本课题研究中商场的人员密度取值将主要据此确 定。
表 2 我国大中型商场的人员密度统计表
建筑面积小于 3000m2 的为小型商场 ,建筑面积在 3000 ~15000m2 之间的为中型商场 ,建筑面积大于 15000m2 的为 大型商场 。本文主要研究大中型百货商场 ,因此 ,建筑面积 将在 3000m2 以上取值 。 112 体型系数及形状
对于建筑空间确定的商场 ,体型系数反映了其自身与室 外大气接触的外表面面积 ,因而应是模型的一个重要因子 。 对于商场体型系数的取值 ,我国至今尚无明确规定 。笔者对 全国各地 27 座大中型商场的体型系数进行了统计 ,得到了 体型系数与建筑面积之间所具有的内在关系 。现以建筑面 积为自变量 ,以体型系数为因变量进行多项式最小二乘拟 和 ,拟合结果非常之好 。拟合式如下 :
建筑热能通风空调
·专 论·
·19 ·
大中型商场空调动态冷负荷分析模型的建立
李本强 ☆ 赵加宁
(哈尔滨建筑大学)
[ 摘要 ] 通过商场建筑模型的“建造”及对影响商场空调冷负荷因素的分析 ,建立了大中型商场空 调动态负荷分析模型 。
[ 关键词 ] 商场 动态负荷 模型
商场建筑是一个人员众多的公共场所 ,它为人们提供了 “逛 、购 、娱 、食”等多方面需要的良好商业环境 。在完成其基 本功用的前提下 ,商场还有另外一个重要的功能 ,它是城市 面貌的重要组成部分 ,因而其在造型上变化多端 ,所使用的 建筑材料与外观装修也是丰富多样 。商场内部的各种因素 更是复杂多样 :一个完善的商场由营业 、办公 、仓储 、辅助等 多部分组成 ,各部分的面积没有固定的比例 ;商场内的客流 量每一天 ,一天中的每一时刻都在变化 ;各商场的照明设备 、 商品陈列柜 、自动扶梯装置各不相同 ……。凡此种种 ,不一 而足 ,所有的这些因素都会导致商场空调负荷动态变化规律 的不同 。
类别
人员密度 (人/ m2)
备注
一层
115
有自动扶梯的商
标准层 地下室 特殊售货场 食品 、冷饮 奢侈品售货场 峰值 年均值
015~110 110 210 110 013
1106~1167 0160~1100
场取大值
212 内扰的影响
百货商场的内扰 ,主要包括照明散热 、设备散热与人员
散热几项 ,它们都将以对流和辐射两种形式与房间进行热 、
表 1 国内有关设计标准和规范的规定
标准规范
(1)
(2)
(3)
(4)
干球温度 (夏) / ℃ 干球温度 (冬) / ℃ 相对湿度 (夏) / % 相对湿度 (冬) / % 新风量/ m3/ (h·p)
24~28 18~22 40~65 40~60
8Fra Baidu bibliotek
26~28 16~18 55~65 30~50
815
室外气象条件将直接影响到通过围护结构发生的传热 ,
在本模型的建立中 ,将以典型城市作为代表 ,因此室外气象
条件即随着城市的确定而确定 。
21112 新风供给方式
新风供给方式有定新风 (保持在最小新风量) 、以室内人
图 1 SCOB 图形 114 窗墙比
我国《民 用 建 筑 热 工 设 计 规 范》( GB50176 - 93) 中 的 41112 条对窗墙比做了如下规定 :北向窗墙比不应大于 012 ; 东西向不应大于 0125 (单层窗) 或 0130 (双层窗) ;南向不应大 于 0135 。文献[9 ]给出的窗墙比最小下限 0110 。文献 [ 10 ]和 [11 ]给出其常用窗墙比为从 0125~0175 ,文献[2 ]中提到较为 适宜的窗墙比最大范围在 0135~0145 之间 ,综上所述 ,本文 认为 ,从实用的角度出发 ,窗墙比的取值在 0135~0175 之间 为宜 。 115 建筑层高
欲研究商场的动态负荷变化规律 ,并进一步研究其能 耗 ,一个很简单的思路 ,便是对大量的 、已经实际存在的商场 进行实测 ,根据运行阶段的实际能耗 ,用统计回 归的方法得 到数学模型 ,这个模型肯定是比较切合实际的商场空调建筑 能耗模型 。但事实上 ,这么做的难度非常之大 ,首先要保证 实测的商场足够多 ,其次要保证实测的时间足够长 ,而要保 证这两点将耗费大量的人力 、物力和财力 。实践的不可行促 使我们必须另寻出路 ,非常自然 ,我们便会想到另外一种方 法 :建立商场空调负荷分析模型 ,进一步讲也可以称为商场 空调能耗模型 。
系数与建筑面积之间具有的对应关系 ,模型对室内环境与室 调冷负荷产生的根本原因 。
外环境之间关系的反应是具有代表性的 。 113 围护结构类型
围护结构类型主要随着地区的不同而变化 。严寒地区 的建筑应充分满足冬季保温设计的要求 ;寒冷地区应以满足 冬季保温设计要求为主 ,适当兼顾夏季防热 ;温暖地区的建
我们在建立的商场空调负荷分性模型时 ,欲使其具有如 下特征 : (1) 建筑整体性 。该模型以整幢建筑物为分析对象 , 而不是以局部建筑构件 (如外墙 、屋顶等) 或个别因素 (如某 一被控空间内的人员 、灯光等) 作为计算单元 ; (2) 过程动态 性 。建筑的空调冷负荷随着诸多因素 (建筑物内人员数目 、 建筑用电量等) 或参数 (室外空气温度 、湿度等) 的改变而变 化 。(3) 因素合理性 。影响空调冷负荷的因素错综复杂 ,且 相互影响 ,把所有的因素都考虑进来是不可能的 ,也是不必 要的 。我们将以前人经验为基础 ,选出对所研究问题有显著 影响的因素 。
综上所述 ,本文所建造的商场建筑模型可做如下描述 : 以六面体作为建筑的外部形状 ,以四个因子 ———建筑面积 、 围护结构类型 、窗墙面积比 、建筑朝向作为其约束条件 。
2 商场空调冷负荷分析模型因子的确定
员数量为依据进行新风量调节 、以焓值为参数进行新风量调 节 、以温度为参数进行新风量调节等几种 。商场空调冷负荷 分析模型将取以上几种新风供给方式进行研究 。 21113 新风量指标
湿交换 。
21211 照明散热
照明散热形成的冷负荷不受室外气象条件的影响 ,且在
给定条件下相对稳定 ,随时间变化不大 。百货商场的照明指
标以每平方米照明功率进行计量 。根据资料 ,国内外照明指
标的取值差别不大 ,本模型将依据文献[ 7 ]的数据进行确定 ,
见表 3 。
表 3 百货商场的照明负荷
相关文档
最新文档