建筑热湿环境调节及节能措施

建筑热湿环境调节及节能措施

姓名单位 Yancheng Institute Of Technology

摘要

纵观人类建筑发展历史，人类利用大自然赋予的力量，从洞

穴居住发展成为今天的现代化建筑，创造了今天辉煌的建筑文

明。但是在发展过程中也伴随着不可避免的耗能问题，特别是

20 世纪中叶兴起的通过空调及人工照明构造的全封闭式高层建

筑，使建筑耗能成为继工业耗能、交通耗能之外的又一耗能大户。

众所周知，建筑可以为人类提供舒适的生存环境和生活工作所需

的各项功能，已成为社会生产和生活发展的一部分，解决建筑能

耗问题，关键在于满足各项生产生活需要的同时想办法降低建筑

的相关能耗。因此，人类提出了绿色建筑的理念，即在建筑的全

寿命周期内，最大限度地节约资源，保护环境和减少污染，为人们

提供健康，适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑

关键词: 绿色建筑，热湿环境，暖通空调，节能

Adjustment of building heat and humidity environment and energy saving measures

Throughout the history of human development, human beings use the power given by nature, from the hole

Cave dwelling has developed into today's modern architecture, creating today's brilliant architectural

Ming. But in the development process is also accompanied by the inevitable problem of energy consumption, in particular

All closed high rise building with the rise of air conditioning and artificial lighting in the middle of the twentieth Century

Building, so that the building energy consumption has become the industrial energy consumption, energy consumption, and a large energy consumption.

As is known to all, the architecture can provide the comfortable living environment and the living needs of the people.

Has become a part of the development of social production and life. Consumption problem, the key is to meet the needs of the production and life while trying to reduce the building

Related energy consumption. Therefore, the concept of green building is put forward, that is, the whole building

Life cycle, to maximize the conservation of resources, protect the environment and reduce pollution, for people

To provide health, applicable and efficient use of space, and the building of a harmonious symbiotic nature

key word:Green building, hot and humid environment, HVAC, energy saving 建筑热湿环境是建筑与环境的重要组成部分，主要反映在空气

环境的热湿特性中。建筑室内热湿环境的形成主要受各种外扰和内

扰的作用。外扰主要包括室外气候参数如室外空气温湿度、太阳辐

射、风速风向的变化，以及邻室的空气温湿度，都可以通过围护结

构使热湿进入室内，对室内热湿环境产生影响。外扰则主要包括照

明、人员和室内设备等室内热湿源。

随着社会的不断进步,人民生活水平的不断提高,建筑室内热环境成为全社会关

注的热点话题。以人体为对象的室内热环境研究,对当前的建筑节能工作及建筑热湿环境标准的建立具有重要意义。

建筑热湿环境的营造过程, 包含大量的能源转

换和能量传递过程。不同的营造方式可以实现同

样的热湿环境营造效果, 即使采用同样的处理方

式, 处理过程中各个环节的换热面积、流量等参数

也可以有多种组合。这样, 如何在获得相同处理效

果的情况下实现较优的系统性能, 成为营造建筑热

湿环境过程中亟需解决的问题。

在实际工程中, 系统性能的优化可以通过对

不同方案实例的比较计算来实现, 但计算结果往

往只能反映出一个方案的整体效果较优, 而该方

案中的各个部分是否是优化的呢? 是否存在某

种系统的结构较优而由于内部换热环节面积分

配不合理等造成其性能不够好呢? 在热量传递

体系中, 温度或温差是衡量传递过程效果的有效

参数, 而在热湿环境营造过程中, 涉及到很多热

湿传递过程, 单独分析温度或温差一种参数很难

全面反映整个过程的特征。这就需要利用热学

参数来分析描述热湿环境营造过程的特征, 根据

分析结果指导优化过程。

现有建筑节能是社会发展的重点，而建筑空调系统能耗是建筑节能的关键点，其热环境控制系统的换热网络存在输配系统、热泵系统、换热器面积的统一优化及周期性换热过程的换热本质等问题。首先，分析不同显热换热网络的优化准则：对于单热源、单热汇换热网络，性能最优满足等效热阻最小原则；得到串联换热器三股流体的最佳热容量流比公式，并且最佳面积分配为均匀分配，此时等效热阻均匀。对于理想制冷循环过程，系统性能最优满足最小火积增和最小熵产原则；当两侧流体热容量流相等时，最佳面积分配为均匀分配，此时等效热阻均匀。接着，分析换热网络的匹配特性，对于逆流换热器，两侧流体热容量流不匹配系数相当于等效热阻对对流换热热阻1/KA的放大倍数；当热容量流匹配时，系数为1。并且采用温差方法分析制约单级热管换热器性能的关键因素为制冷剂等温特性导致的热容量流不匹配；采用多级热管换热器可降低热管换热器的不匹配系数，降低等效热阻，提高换热效率。再者，给出输配系统和热泵系统的统一优化方法：先求出最佳热容量流比和面积比，再求最佳热容量流大小。

建筑室内热湿环境形成的最主要原因是各种外扰和内扰的

影响，外扰主要包括室外气候参数如室外空气温湿度、太阳辐射、

风速、风向变化，以及邻室的空气温湿度，均可通过围护结构的传

热、传湿、空气渗透使热量和湿量进入到室内，对室内热湿环境产