典型商業(yè)建筑全年動(dòng)態(tài)負(fù)荷預(yù)測(cè)方法研究摘要：商業(yè)建筑全年動(dòng)態(tài)負(fù)荷的合理預(yù)測(cè),能夠給空調(diào)蓄冷蓄熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)、冷熱源系統(tǒng)選擇、BCHP系統(tǒng)設(shè)計(jì)和設(shè)備搭配以及城市能源規(guī)劃提供有力的幫助。本文首先對(duì)典型商業(yè)建筑內(nèi)擾的參數(shù)及全年作息時(shí)間進(jìn)行設(shè)定，接著利用建筑能耗模擬軟件DeST計(jì)算各典型商業(yè)建筑的全年逐時(shí)冷熱負(fù)荷，由此得到建筑全年冷熱負(fù)荷逐時(shí)變化無(wú)因次曲線(xiàn)和單位體積新風(fēng)冷熱負(fù)荷逐時(shí)變化曲線(xiàn)。最后對(duì)各典型功能建筑的負(fù)荷組成、負(fù)荷的日變化和年變化特性作了分析和比較，為估計(jì)商業(yè)建筑的負(fù)荷估算提供了一種簡(jiǎn)單可靠的方法。關(guān)鍵字：商業(yè)建筑負(fù)荷預(yù)測(cè)DeST0引言隨著空調(diào)系統(tǒng)在商業(yè)建筑領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，如何做到合理預(yù)測(cè)全年負(fù)荷是商業(yè)建筑空調(diào)設(shè)計(jì)非常重視的一個(gè)問(wèn)題。目前，商業(yè)建筑設(shè)計(jì)多數(shù)采用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行冷、熱負(fù)荷估算,這種方法只提供冷熱負(fù)荷的最大值，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足空調(diào)蓄冷蓄熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)、冷熱源系統(tǒng)選擇、BCHP系統(tǒng)設(shè)計(jì)和設(shè)備搭配以及城市能源規(guī)劃對(duì)負(fù)荷全年動(dòng)態(tài)變化的要求。因此,我們有必要用一種新的方法對(duì)商業(yè)建筑的全年負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測(cè)。1商業(yè)建筑空調(diào)負(fù)荷特征商業(yè)建筑空調(diào)負(fù)荷主要由下面幾個(gè)因素組成：1)室內(nèi)熱擾,包括人員、燈光和設(shè)備2)圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱3)新風(fēng)負(fù)荷。在這幾個(gè)因素中,室內(nèi)熱擾及其動(dòng)態(tài)變化過(guò)程對(duì)負(fù)荷的影響很大。同時(shí)，由于在變風(fēng)量系統(tǒng)中，新風(fēng)隨人員密度的變化而變化，因此新風(fēng)負(fù)荷和室內(nèi)熱擾的變化過(guò)程密切相關(guān)。所以,合理地預(yù)測(cè)負(fù)荷應(yīng)把重點(diǎn)放在室內(nèi)熱擾的參數(shù)設(shè)定及其動(dòng)態(tài)變化設(shè)計(jì)上。2典型商業(yè)建筑內(nèi)擾的參數(shù)設(shè)計(jì)和全年作息時(shí)間的設(shè)計(jì)2.1商業(yè)建筑的分類(lèi)商業(yè)建筑種類(lèi)繁多，功能各異。本文依據(jù)不同的使用性質(zhì)，選擇了典型的幾種商業(yè)建筑進(jìn)行了建筑內(nèi)擾和全年作息的設(shè)計(jì)，如下：1)客房：分為五星級(jí)客房、四星級(jí)客房、三星級(jí)客房以及三星級(jí)以下客房；2)辦公室：分為高級(jí)辦公室和一般辦公室；3)美容院；4)保齡球館；5)舞廳；6)健身房；7)商場(chǎng)；8)餐廳：分為中餐廳、西餐廳和火鍋餐廳；9)門(mén)廳；10)會(huì)議室；11)展覽館；12)影劇院；13)游泳池；14)教室；15)醫(yī)院:包括病房、手術(shù)室、候診室、門(mén)診辦公室、嬰兒室和藥品儲(chǔ)存室；16)走廊；17)檔案庫(kù)房；18)衛(wèi)生間；19)電腦機(jī)房；20)棋牌室。2.2室內(nèi)參數(shù)設(shè)計(jì)商業(yè)建筑的空調(diào)屬于舒適性空調(diào),即從人體的舒適感出發(fā)確定室內(nèi)溫度、濕度設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。室內(nèi)參數(shù)包括：1)夏季干球溫度(℃)和相對(duì)濕度(%)2)冬季干球溫度(℃)和相對(duì)濕度(%)。2.3內(nèi)擾的參數(shù)設(shè)計(jì)內(nèi)擾參數(shù)主要包括：1)人員熱擾2)燈光熱擾3)設(shè)備熱擾各參數(shù)的具體指標(biāo)如下：1)人員熱擾：最大人員密度(人)，人均發(fā)熱量(W)，人均產(chǎn)濕量(kg/hr)，新風(fēng)量(﹒人)；2)燈光熱擾：最大功率()；3)設(shè)備熱擾：最大功率()；2.4全年作息的設(shè)計(jì)所謂全年作息是指室內(nèi)熱擾參數(shù)全年每一時(shí)刻的數(shù)量大小與設(shè)定的最大值的比值。由于在商業(yè)建筑中，作息基本是以一周為周期的，所以本文的設(shè)計(jì)也是以一周為基礎(chǔ)，分開(kāi)考慮工作日與休息日；同時(shí)，對(duì)于一些季節(jié)性變化比較強(qiáng)的商業(yè)建筑，如商場(chǎng)、教室等,就得考慮全年不同月份的變化。作息的設(shè)計(jì)參數(shù)主要包括：兵1)泳撞人員密度的作音息：是指某時(shí)槐刻的人員密度畏和設(shè)定最大人浩員密度的比值艱；穩(wěn)2)殲榜燈光的作息：墾是指某時(shí)刻的望燈光功率和設(shè)珍定最大燈光功性率的比值；導(dǎo)3)緩汽設(shè)備的作息：炎是指某時(shí)刻的篩設(shè)備功率和設(shè)成定最大設(shè)備功慮率的比值；盟2.5狹數(shù)設(shè)計(jì)舉例將由于篇幅原因按，只選取幾個(gè)辨典型的商業(yè)建趟筑舉例說(shuō)明設(shè)帖計(jì)過(guò)程。頃三囑辦公室粥辦公室是組成怕寫(xiě)字樓等商業(yè)塔建筑的基本元鳥(niǎo)素，可分為高純級(jí)辦公遵室?guī)Z(這如經(jīng)理辦公姿室倒)主和一般辦公室鋒，在參數(shù)設(shè)計(jì)閑中要求也不同腿。岡1)肯蜻室內(nèi)條件參數(shù)見(jiàn)設(shè)定肝房間使用性質(zhì)托夏季裙冬季柄干球溫度熱相對(duì)濕度軍干球溫度情相對(duì)濕度鴉℃閘%條℃徒%里高級(jí)辦公室練23-25圈50-60癢21-23膽35-40鋤一般辦公室句24-26憂(yōu)50-60遵20-22嫩35-40穗2)森郊內(nèi)擾的參數(shù)設(shè)夸計(jì)錫房間使用性質(zhì)燃新風(fēng)責(zé)量常(稠.們?nèi)税?犬人員熱擾征燈光熱擾朗設(shè)備熱擾歌最多人咳數(shù)趁(閥人赤)遺人均發(fā)熱折量旅(陜)惜人均產(chǎn)濕疾量隱(傭)嫂最大功毀率清(慧)探最大功以率賢(導(dǎo))游高級(jí)辦公室禾40魚(yú)0.05-0面.1讀64寇0.084捐10歇10路一般辦公室超30垮0.1夫64造0.084淚10假20糠3)毅蛋全年作息的設(shè)求計(jì)倦辦公室的作息沸基本上是以一傳周為周期的，償有工作日和休療息日的區(qū)岸別胸,匠而無(wú)季節(jié)性的欠變化。由于辦月公室中的設(shè)備福主要是電腦，班它和人的作息喚基本上是一致臘的，因此把辦咽公室的人員和匆設(shè)備熱擾一同尺考慮。對(duì)于燈璃光來(lái)說(shuō)，它不亮但受到人員密樹(shù)度大小的限制混，而且和一天遇中的陽(yáng)光強(qiáng)度傻變化有密切的鍵關(guān)系。白列天圾,良人們利用充沛疤的自然光，所倆以盡管白天人幼員密度大，但蹤燈光的功率卻藝不是最大?？紜?xiě)]到在休息日望加班的情況，蟻所以休息日的滿(mǎn)人員、設(shè)備和程燈光的作息不細(xì)為干0優(yōu)。纏?吉圖準(zhǔn)1匠漲辦公室人襯員犁/側(cè)設(shè)備作他息部(爛工作抖日箭)頃穴圖瓶2卵褲辦公室燈光作將息攜(鑄工作葉日艇)拒犬丘圖雀3蛙顆辦公室人取員燃/摩設(shè)備作吳息針(羨休息桶日郵)第色圖貴4彩誕辦公室燈光作屢息遮(腿休息岸日扔)您務(wù)聚商場(chǎng)參商場(chǎng)也是一類(lèi)嘉典型的商業(yè)建艦筑。在商場(chǎng)空種調(diào)負(fù)荷章中旬,雪壺人體冷負(fù)荷占廉有主導(dǎo)地位。膛人員密度取值警的少許增減都括會(huì)對(duì)空調(diào)能耗奇和投資有明顯池影響。逼1)睛所室內(nèi)條件參數(shù)劫設(shè)定讀房間使用性質(zhì)芳夏季牌冬季電干球溫度仿相對(duì)濕度罩干球溫度牲相對(duì)濕度啦℃并%吳℃患%吊商場(chǎng)師25-27集55-65戰(zhàn)20-22惠40-50身2)撐忘內(nèi)擾的參數(shù)設(shè)劍計(jì)通房間使用性質(zhì)乎新風(fēng)際量貫(命.膨人揀)帳人員熱擾娛燈光熱擾節(jié)設(shè)備熱擾筍最多人擔(dān)數(shù)科(蜘人廁)坊人均發(fā)熱豐量津(夾)煌人均產(chǎn)濕免量彼(倡)這最大功采率奔(鋒)細(xì)最大功峰率影(吊)認(rèn)商場(chǎng)沿15-25避1.0款68眼0.1餓20木0預(yù)3)荒嘗全年作息的設(shè)寺計(jì)躁商場(chǎng)的室內(nèi)熱懇擾作息隨季節(jié)腔的變化很大。壇一般來(lái)咳說(shuō)冶,滅夏季是銷(xiāo)售淡悄季，人員密度拒?。淮汗?jié)期間輝是銷(xiāo)售旺季，某人員密度大。辯所以，商場(chǎng)人壽員密度作息的頂周期為一年，笛要考慮不同季鎖節(jié)的影響。夠而燈光作息隨拾季節(jié)的變化和拖人員密度變化語(yǔ)很小，并且商機(jī)場(chǎng)的內(nèi)部空間例很大，只靠自脈然采光是無(wú)法懸滿(mǎn)足室內(nèi)要求繩的，所以燈光萌的作息在一天倒內(nèi)的變化幾乎毯是不變的，其章周期也是以一蠅天為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)熊，不需考慮工綱作日和休息日魂的變化，如鹿圖垮1贈(zèng)0片。如桑圖貨6譽(yù)至鄉(xiāng)圖辟9錢(qián)，作者把一年民分為四組來(lái)設(shè)假計(jì)人員密度作哭息鈴:1)1橫2積月初堆－撿2股月末處；剛2)援3票月初濕－介5隨月末毅；往3)想6生月初沉－宮8醒月末聲；賺4)握9焦月初油－陸1焰1話(huà)月末。同時(shí)，檢對(duì)于五一、十溪一、春節(jié)等人節(jié)員密度極大的刺節(jié)假日單獨(dú)設(shè)惕計(jì)作息，如庭圖漲5李圖恩5已遍商場(chǎng)人員作酸息苗(黑五一、十一、撞春節(jié)等節(jié)假海日掙)雄遲水體圖墓6下甲商場(chǎng)人員作礎(chǔ)息畏(1裕2問(wèn)月初推－練2吧月射末責(zé)猾紀(jì)彩卷圖蔥7軋魔商場(chǎng)人員作澆息縣(他3皮月初浙－輛5掩月冬末尖)遵姥連圖狠8丑嚴(yán)商場(chǎng)人員作該息笑(喜6現(xiàn)月初鞋－遮8檔月胃末葬)慌圖飼9性竭商場(chǎng)人員作館息左(值9畜月初丘－著1厭1害月廉末圖)泄革善圖更10棋劑商場(chǎng)燈光作息種件3御守全年負(fù)荷預(yù)測(cè)教3.1動(dòng)醉全年負(fù)荷預(yù)測(cè)現(xiàn)方法在通過(guò)對(duì)各典型銜商業(yè)建筑的內(nèi)苦擾的參數(shù)設(shè)計(jì)路和全年作息時(shí)需間的設(shè)倦計(jì)挨,阻班作者利用建筑肺能耗模擬軟宰件未DeS喂T朵計(jì)算各典型商趴業(yè)建筑的全年削逐時(shí)駱冷么(退熱挎)聽(tīng)負(fù)荷，并由此哨得到建筑全年吃冷輩(授熱腔)揮負(fù)荷逐時(shí)變化無(wú)無(wú)因次曲線(xiàn)和老單位體積新風(fēng)物冷津(暖熱竭)勻負(fù)荷逐時(shí)變化杏曲線(xiàn)。吹所謂建筑全年予冷戒(燭熱兔)陸負(fù)荷逐時(shí)變化秤無(wú)因次曲線(xiàn)，所是指每一時(shí)刻寨建筑更冷圍(息熱吩)縫負(fù)荷與全年最艙大顧冷帝(假熱剛)伸負(fù)荷的比值組領(lǐng)成的一條曲線(xiàn)褲。窗所謂單位體積禁新風(fēng)懷冷移(油熱臨)降負(fù)荷逐時(shí)變化威曲線(xiàn)，是指每銳一時(shí)刻單位體福積的新風(fēng)所產(chǎn)痛生的擠冷儲(chǔ)(賠熱則)撫負(fù)荷變化曲線(xiàn)雹。夕在負(fù)荷預(yù)測(cè)過(guò)創(chuàng)程中，只需估火計(jì)單位建筑面明積的最大餃冷招(襲熱晝)趙負(fù)荷，便可以擁通過(guò)建筑全年袍冷洞(越熱懲)份負(fù)荷逐時(shí)變化擋無(wú)因次曲線(xiàn)，才獲得全年逐時(shí)跌單位建筑面積因的晨冷酸(露熱氏)勤負(fù)荷；同理，原如果確定了該丙建筑的設(shè)計(jì)新饒風(fēng)量，便可以掩通過(guò)單位體積骨新風(fēng)值冷個(gè)(收熱販)若負(fù)荷逐時(shí)變化畢曲線(xiàn)得到全年長(zhǎng)的新風(fēng)負(fù)荷。傲從而為估計(jì)商新業(yè)建筑的全年說(shuō)逐時(shí)負(fù)荷提供鋸了一種簡(jiǎn)單的橫估計(jì)方法。泛3.2焦吵辦公類(lèi)建筑全故年負(fù)荷預(yù)測(cè)舉哄例艷下面以辦公類(lèi)拍建筑這一典型蜂商業(yè)建筑為例版說(shuō)明。本次模腹擬的地點(diǎn)是北惕京康,足圖蠅1楚1步是辦公樓的模鵲型傅圖廢,聚這是一個(gè)以辦葵公室為主的建頂筑。黑更壘辦公樓池冬懶(漆夏多)掘季典型日負(fù)荷澆變化無(wú)因次曲濕線(xiàn)貴圖盟1巖2火是辦公樓冬季惡典型日負(fù)荷變竄化無(wú)因次曲線(xiàn)腳；遺膚圖奴1臣3敏是辦公樓夏季健典型日負(fù)荷變璃化無(wú)因次曲線(xiàn)菜。從圖中可以災(zāi)看到，冬季全掩天的建筑負(fù)荷輕最大值出現(xiàn)在替剛開(kāi)啟空調(diào)的逐時(shí)刻，即所謂蕩的尖峰負(fù)荷，頌這是由于夜間晉建筑內(nèi)溫度下田降，冷量積蓄毯的緣故；夏季敏全天的建筑負(fù)刮荷最大值出現(xiàn)嫁在下午，由于斧北京夜間比較吉涼爽，建筑內(nèi)第的蓄熱得以散燃出溪,聽(tīng)因此在空調(diào)開(kāi)掙啟時(shí)刻并沒(méi)有糟出現(xiàn)尖峰負(fù)荷置。對(duì)導(dǎo)怪建筑全年倆冷崗(名熱喜)灣負(fù)荷逐時(shí)變化嚼無(wú)因次曲線(xiàn)捎圖愿1酒4刮是建筑全年察冷挽(葬熱豪)筑負(fù)荷逐時(shí)變化今無(wú)因次曲線(xiàn)，西橫軸表示全肚年?yáng)|876瘡0送個(gè)小時(shí)。從圖攀中可以看到，敘熱負(fù)荷出現(xiàn)梨在凍1景1始月中旬至第二究年顫的隱3枯月中旬，并回在略1偏月初達(dá)到最大謎值；冷負(fù)荷全奪年都存炸在決,桐并章在啊7瑞月中旬達(dá)到最羊大值。對(duì)比這脂兩條曲線(xiàn)，可濃以看到冬季辦詞公樓一天中同核時(shí)存在冷熱負(fù)執(zhí)荷，這是由于博外區(qū)受氣候影暑響需要供熱，頓而內(nèi)區(qū)幾乎沒(méi)炸有圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳納熱，只存在著較內(nèi)部發(fā)熱，所圓以需要供冷的斜原因。優(yōu)催籌單位體積新風(fēng)懂冷糕(祥熱李)蔽負(fù)荷逐時(shí)變化亮曲線(xiàn)貓圖瞧1鞋5謎是單位體積新賽風(fēng)吐冷燙(關(guān)熱關(guān))晃負(fù)荷逐時(shí)變化勤曲線(xiàn)。新風(fēng)負(fù)骨荷與外界環(huán)境較密切相關(guān)。從研圖圍1矛4嬌我們可以確定贏(yíng)在辰3板月中旬男至補(bǔ)1陽(yáng)1遭月中旬建筑只逢有冷負(fù)荷，從剖圖木1送5兇我們可以確定仍在愁4境月下旬假至軋9讓月下旬這段時(shí)四間撫內(nèi)壓,撕以新風(fēng)冷負(fù)荷魯為主，所以，拘在哈3勿月中旬奉至家4叼月下旬，九月拉下旬宅至鞏1腔1王月中旬期間，殖可以利用通入梢新風(fēng)直接除去胃建筑的熱負(fù)荷蛙，避免了空調(diào)慌帶來(lái)的能源浪右費(fèi)。椅逮盒負(fù)荷預(yù)測(cè)蓬使用者只需估悶計(jì)單位建筑面憶積的最大負(fù)荷束，便可以通過(guò)嘩辦公類(lèi)建筑負(fù)粉荷的無(wú)因次曲褲線(xiàn)，獲得全年叢逐時(shí)單位建筑挨面積的負(fù)荷，蹤并可根據(jù)自己根的需要得到全繁年累計(jì)，冬夏束季累計(jì)等數(shù)值謎；同理，如果臺(tái)確定了該建筑淋的設(shè)計(jì)新風(fēng)量榮，便可以通過(guò)授單位體積新風(fēng)自冷熱負(fù)荷逐時(shí)黨變化曲線(xiàn)得到葛全年的新風(fēng)負(fù)磨荷逐時(shí)變化量殿。雀圖錘11雹槐辦公樓模擬圖惡圖養(yǎng)12班技辦公樓冬季典慰型日負(fù)荷變化遣無(wú)因次曲線(xiàn)譯圖烤13畫(huà)壺辦公樓夏季典由型日負(fù)荷變化藥無(wú)因次曲線(xiàn)蔬圖艱14炭邊建筑全年冷熱切負(fù)荷逐時(shí)變化截?zé)o因次曲線(xiàn)象圖姿15吳央單位體積新風(fēng)當(dāng)冷攜(慶熱擦)綁負(fù)荷逐時(shí)變化誼曲線(xiàn)4結(jié)語(yǔ)起4.1轉(zhuǎn)迅在商業(yè)建筑中禍，室內(nèi)熱三擾盟(壓人員、燈光和沾設(shè)銅備宅)辟及其動(dòng)態(tài)變化揉過(guò)程對(duì)負(fù)荷的熱影響很大。所壁以，合理地預(yù)間測(cè)負(fù)荷應(yīng)把重貓點(diǎn)放在室內(nèi)熱蔑擾的參數(shù)設(shè)定刑及其動(dòng)態(tài)變化臭設(shè)計(jì)上。妹4.2伴勵(lì)利用建筑能耗步模擬軟蓮件事DeS棟T鮮可得到建筑全之年釀冷孤(柏?zé)嵫?象負(fù)荷逐時(shí)變化予無(wú)因次曲線(xiàn)和辛單位體積新風(fēng)嘩冷扒(發(fā)熱盛)償負(fù)荷逐時(shí)變化擁曲線(xiàn)，大大簡(jiǎn)奸化了負(fù)荷的計(jì)蔽算過(guò)程，為估參計(jì)商業(yè)建筑的蛛負(fù)荷估算提供蜜了一種簡(jiǎn)單可觀(guān)靠的方法。預(yù)4.3宅抗商業(yè)建筑的外鴨形千變?nèi)f化，淡內(nèi)部結(jié)構(gòu)也千站差萬(wàn)別，但功茄能類(lèi)型相同的狀商業(yè)建筑必然其在負(fù)荷趨勢(shì)上竊有著共同點(diǎn)，潑本文的預(yù)測(cè)方沫法重點(diǎn)不在于態(tài)單個(gè)建筑之間練的差異性，而累是著眼于作為愉某類(lèi)商業(yè)建筑害的共同特遣性身,稼潔從而為空調(diào)蓄干冷蓄熱系統(tǒng)設(shè)萌計(jì)、冷熱源系禽統(tǒng)選擇硬、拔BCH陵P(guān)商系統(tǒng)設(shè)計(jì)和設(shè)蔬備搭配以及城包市能源規(guī)劃等莊提供設(shè)計(jì)參考尼和依據(jù)。尸4.4聞最大冷熱負(fù)荷鈴的預(yù)測(cè)方法不塑是本文的主要熔論述對(duì)象。掉4.5荷袖由于氣象條件為不同，其它城股市的商業(yè)建筑承也可利用這種堤方法得到一系唐列的不同商業(yè)察建筑的負(fù)荷變渠化曲線(xiàn)，這必氧然會(huì)給設(shè)計(jì)者漁帶來(lái)極大的便絲