第三章建筑热湿环境.ppt

冷负荷系数法——房间反应系数法的一种形式 房间反应系数（冷负荷权系数）——某时刻房间的某种得热量在其作用后诸时刻逐渐变成房间负荷的百分率 反应系数法是通过将随时间连续变化的扰量曲线离散为按时间序列分布的单元扰量，再求解系统对单位单元扰量的响应，最后，利用求得的反应系数通过叠加积分计算出最终的结果 反应系数法先求得房间各时刻的得热量，再通过反应系数算出房间冷负荷；冷负荷系数法是直接从扰量求出房间的冷负荷 第五节 典型负荷计算方法原理介绍 反应系数法 第五节 典型负荷计算方法原理介绍 设备使用1小时的室内负荷响应 得热：Q(t)－－输入干扰 负荷：CLQ(t)－－响应 反应系数法 第五节 典型负荷计算方法原理介绍 设备使用2小时的室内负荷响应 反应系数法 第五节 典型负荷计算方法原理介绍 设备使用10小时的室内负荷响应 通过板壁围护结构的冷负荷 通过玻璃窗的日射冷负荷 室内热源散热形成的冷负荷 第五节 典型负荷计算方法原理介绍 与所在地区、围护结构的构造类型、朝向有关 与有无遮阳、朝向、地处纬度有关 与热源类型、连续使用时间、距开始使用后的时间有关 两种积分变化法总结 谐波反应法的简化算法与冷负荷系数法形式一致 为了便于手工计算，均把内外扰通过一个板壁形成的冷负荷分离出来，作为一个孤立的过程处理，不考虑与其它墙面和热源之间的相互影响 不能分析变物性的材料如相变材料制成的围护结构热过程 只是在一定程度上反应了得热和冷负荷之间的区别，对辐射的影响作了很多简化 如果房间与简化假定相差较远，则结果的误差较大 第五节 典型负荷计算方法原理介绍 模拟分析软件 DOE-2 由美国能源部主持、劳伦斯伯克利国家实验室开发，1997年发布 冷热负荷模拟采用反应系数法 包括负荷计算模块、空气系统模块、机房模块、经济分析模块 负荷计算模块利用建筑描述信息以及气象数据计算建筑全年逐时冷热负荷 冷热负荷包括显热和潜热，与室外气温、湿度、风速、太阳辐射、人员班次、灯光、设备、渗透、建筑结构的传热延迟以及遮阳等因素有关 第五节 典型负荷计算方法原理介绍 ESP（ESP-r） 由英国Strathclyde大学能量系统研究组于1977~1984年开发 负荷算法采用有限差分法 可以模拟声、光、热性能；可以用于环境系统控制对建筑能耗以及温室气体排放作出评估 在建筑的热性能以及能耗分析方面，基本的分析方法采用计算流体力学中的有限容积法，模拟建筑内外空间的温度场、空气流场以及水蒸气的分布，还可以对建筑的舒适度，采暖、通风、制冷设备的容量及效率、气流状态等参量作出综合评估，还集成了对新的可再生能源技术（光伏系统、风力系统等）的分析手段 第五节 典型负荷计算方法原理介绍 DeST 由清华大学于1997年开始开发 求解建筑热过程的基本方法是状态空间法 状态空间法是采用现代控制论中的“状态空间”的概念，将建筑物的模型表示为 状态空间法的求解方法是在空间上进行离散，但时间上保持连续 不需要在整个建筑和空调系统全部完成后才开始模拟，能够在不同的设计阶段完成不同的模拟任务，实现分阶段设计、分阶段模拟 第五节 典型负荷计算方法原理介绍 Energy Plus 由美国劳伦斯伯克利国家实验室于20世纪90年代开发 负荷计算采用状态空间法 采用集成同步的负荷/系统/设备的模拟方法；采用三维有限差分土壤模型和简化的解析方法对土壤传热进行模拟；联立传热和传质模型对墙体的传热和传湿进行模拟；采用基于人体活动量、室内温湿度等参数的热舒适性模型模拟热舒适度、采用各向异性的天空模型以改进倾斜表面的天空散射强度、窗户传热的模型可以模拟可控的遮阳装置、可调控的电铬玻璃等可调设备；天然采光的模拟包括室内照度的计算、眩光的模拟和控制、人工照明的减少对负荷的影响等；基于环路的可调整结构的空调系统模拟；可以与一些常用的模拟软件链接；源代码开放，用户可以根据自己的需要加入新的模块和功能 第五节 典型负荷计算方法原理介绍 不同负荷计算方法的特点 第五节 典型负荷计算方法原理介绍 方法 计算能力 解的稳定性和误差 基本假设 条件限制 处理能力 有限差分法 数据多，速度慢 随时间步长增加而变差 无 无 好，没有限制 反应系数法 速度快 与时间步长有关 线性可叠加定常系统 不能处理变物性材料、变表面换热系数等非线性问题 房间内墙的辐射换热难以处理 状态空间法 与时间步长无关 好，但有一定限制 1、室外空气综合温度是单独由气象参数决定的吗？什么情况下建筑物与环境之间的长波辐射可以忽略？ 2、各种得热进入空气的途径。 3、得热与负荷的关系。 4、为什么冬季往往可以采用稳态算法计算采暖负荷，而夏季却一定要用动态算法计算空调负荷？ 作业 房间空气的热平衡 第四节 冷负荷与热负荷 排除的对流热