工程科技世博會負荷計算第1頁/共32頁課題背景本課題來源于國家科技部和上海市科協(xié)重大攻關(guān)項目《城市清潔能源高效利用系統(tǒng)技術(shù)研究與示范》的子課題“世博園區(qū)分布式供能系統(tǒng)及區(qū)域供冷熱技術(shù)的研究”

負荷預(yù)測為世博園區(qū)能源方案確定、機組容量選型、匹配以及管網(wǎng)布局等一系列研究項目提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和理論依據(jù)第2頁/共32頁國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

負荷計算理論的三個發(fā)展時期穩(wěn)定傳熱計算時期準穩(wěn)態(tài)傳熱計算時期動態(tài)負荷計算時期

常用的負荷計算方法靜態(tài)負荷分析法動態(tài)負荷分析法其他

較少針對一個擁有上百棟各類建筑、占地面積超過5平方公里的大型建筑群進行負荷分布特性的分析和預(yù)測第3頁/共32頁

采用動態(tài)負荷分析法進行負荷計算選擇DOE-2作為負荷預(yù)測的工具預(yù)測世博會展覽期間園區(qū)的負荷園區(qū)動態(tài)負荷預(yù)測園區(qū)設(shè)計日負荷預(yù)測負荷敏感度分析（天氣變化、人流量變化）研究不同類型建筑的負荷分布特性論文采用的方法和主要研究內(nèi)容第4頁/共32頁中國館主題館企業(yè)館博覽館非洲館區(qū)歐洲館區(qū)亞洲館一區(qū)亞洲館二區(qū)聯(lián)合國家館國際組織館公共活動中心演藝中心城市實驗區(qū)展館課題概況——

展館分布美洲館區(qū)第5頁/共32頁展館分類建筑面積(m2)展館分類建筑面積(m2)外國國家館亞洲館一區(qū)82,944五大場館主題館45,000亞洲館二區(qū)38,608中國館50,000歐洲館區(qū)97,000公共活動中心100,000美洲館區(qū)49,412演藝中心45,000非洲館區(qū)57,880博物博覽館120,000小計325,844小計360,000企業(yè)館科技館30,000

行業(yè)館50,000

未來館61,000國際組織館28,248小計141,000

小計28,248共計855,092課題概況——

世博園區(qū)展館面積統(tǒng)計第6頁/共32頁研究過程中已解決的關(guān)鍵問題1

找到了相對合理的方法對世博園區(qū)內(nèi)的建筑群進行負荷預(yù)測傳統(tǒng)方法——

逐個模擬——

工作量大

臨時展館共計130棟、聯(lián)合展館9棟、企業(yè)館20棟、永久場館5棟模擬次數(shù)164×9＝1476

已實施的做法——

相對簡化——

減小工作量針對臨時展館進行分類簡化把握建筑外形、建筑面積、建筑朝向三大要點進行模塊化匯總分類模擬次數(shù)54×9＝486第7頁/共32頁A區(qū)模塊數(shù)亞洲館一區(qū)(展館數(shù)）2b164b36b78b512b3B區(qū)模塊數(shù)國際組織(展館數(shù)）亞洲館二區(qū)(展館數(shù)）2b1344b156b—29b1—10b—1C區(qū)模塊數(shù)歐洲館區(qū)(展館數(shù)）美洲館區(qū)(展館數(shù)）非洲館區(qū)(展館數(shù)）2b138114b213—6b21—8b——212b62—A、B、C區(qū)各臨時展館模塊數(shù)劃分模塊數(shù)個數(shù)2b654b336b128b79b110b112b11總計130第8頁/共32頁模塊式簡化分類方法第9頁/共32頁研究過程中已解決的關(guān)鍵問題2

已經(jīng)合理的確定了各類影響因子的取值建筑模型因子的確定建筑面積、圍護結(jié)構(gòu)、建筑朝向、建筑層高、窗墻比內(nèi)部得熱因子的確定室內(nèi)設(shè)計參數(shù)、人員負荷、照明負荷、設(shè)備負荷第10頁/共32頁圍護結(jié)構(gòu)部位傳熱系數(shù)KW/(m2.K)屋面≤0.7外墻≤1.0內(nèi)墻≤1.5地面≤0.83樓板≤1.5單一朝向外窗（包括透明幕墻）傳熱系數(shù)KW/(m2.K)東、南、西向/北向遮陽系數(shù)SC日射得熱系數(shù)SHGC可見光透射率VLT0.5<窗墻比≤0.7≤2.5≤0.40/0.500.34/0.430.7屋頂透明部分≤3.0≤0.40地面≤0.83圍護結(jié)構(gòu)部位表面粗糙度mm吸收率外表面發(fā)射率屋面10.50.9外墻40.25內(nèi)墻30.7地面30.7樓板30.7建筑模型因子的確定第11頁/共32頁功能區(qū)域人員密度（中等）m2/人照明負荷W/m2設(shè)備負荷

W/m2運行時段展示區(qū)域6353010：00~22：00多媒體區(qū)域81525服務(wù)區(qū)域101520走道10105設(shè)計溫度相對濕度新風(fēng)量m3/(h.p）滲透量換氣次數(shù)次/h展示區(qū)域24±2℃60％200.5多媒體區(qū)域24±2℃60％200.5服務(wù)區(qū)域24±2℃60％200.5走道24±2℃60％100.5建筑得熱因子的確定第12頁/共32頁研究過程中的關(guān)鍵問題3

進行敏感度分析時，合理處理各敏感因子的取值天氣變化因子典型氣象年TMY、2004年、2005年人流量變化因子確定四種情景模式下的人流量入園出園比例黃金周、雙休日、工作日、暑假確定三種人流量模式人流量低、人流量中、人流量高第13頁/共32頁TMY、2004、2005年逐時溫度比較第14頁/共32頁TMY、2004、2005太陽輻射量比較第15頁/共32頁2004、2005月總量太陽輻射比較第16頁/共32頁參觀總?cè)舜瓮黄?000萬參觀總?cè)舜瓮黄?000萬單日游客量達78萬人次（10月3日）基準日客流量40萬/日，超過天數(shù)總計75天；高峰日客流量60萬/日，超過天數(shù)總計11天；極端高峰日客流量78萬/日，超過天數(shù)總計1天；上海世博會人流量預(yù)測第17頁/共32頁

黃金周工作日雙休日暑期入場人數(shù)比例出場人數(shù)比例入場人數(shù)比例出場人數(shù)比例入場人數(shù)比例出場人數(shù)比例入場人數(shù)比例出場人數(shù)比例10:00-11:000.350.020.20.020.350.020.30.0211:00-12:0012:00-13:000.150.030.250.030.250.030.20.0313:00-14:0014:00-15:000.080.080.080.0815:00-16:000.120.10.150.1216:00-17:000.250.220.320.2517:00-18:000.450.050.50.050.350.050.450.0518:00-19:0019:00-20:0020:00-21:000.050.10.050.10.050.10.050.121:00-22:000.350.40.250.35四種情景模式下的入場和出場人數(shù)比例

第18頁/共32頁人流量高人流量低人流量中5月1日－黃金周第19頁/共32頁人流量高人流量中人流量低6月10日－工作日第20頁/共32頁人流量高人流量低人流量中7月30日－暑假第21頁/共32頁人流量高人流量低人流量中9月18日－雙休日第22頁/共32頁人流量高人流量低人流量中10月1日－黃金周第23頁/共32頁已取得的階段性成果氣象年人流密度亞洲館一區(qū)kW亞洲館二區(qū)kW國際組織館區(qū)kWTMYLow16680.27393.25564.2Standard17902.68016.46064.2High18213.68220.06225.82004Low18240.08399.46366.9Standard19717.79093.96972.6High20104.49343.97090.12005Low16071.37444.15472.2Standard17165.18005.75936.0High17654.18234.26060.5設(shè)計日Low16182.97384.35576.5Standard17582.58100.66085.8High17719.28175.16216.8第24頁/共32頁已取得的階段性成果氣象年人流密度歐洲館區(qū)kW美洲館區(qū)kW非洲館區(qū)kW企業(yè)館區(qū)kWTMYLow21028.59884.812938.920887.3Standard22470.910548.613918.521599.2High22878.110765.114306.422255.12004Low22786.111152.714070.221534.2Standard24315.912144.815742.223687.2High24710.812642.116046.824552.32005Low21670.99289.612455.019446.6Standard23194.110083.813554.121373.7High23695.510345.613997.122074.5設(shè)計日Low20650.79752.912820.220228.2Standard22498.910686.714308.1122156.2High22997.311432.114955.122500.5第25頁/共32頁已取得的階段性成果第26頁/共32頁已取得的階段性成果