DeST作为空调设备性能检证仿真工具的应用性的研究48.docVIP

PAGE 332 - DeST作为空调设备性能检证仿真工具的应用性研究 第一部分 设计阶段性能检证的应用案例 燕达（清华大学） 潘嵩（日本 中原研究处 环境系统技术） 前言 近年来，为了提高建筑节能水平以及更好地保护地球环境，建筑设备特别是空调设备的性能检证过程（Commissioning，以下简称Cx）在日本、美国、欧洲等地区越来越受到广泛的重视。在进行性能检证的过程中，研究者非常期待性能仿真工具能够在Commissioning的各个步骤中得到应用。 DeST（Designer’s Simulation Toolkit）是由清华大学建筑学院建筑技术科学系DeST课题小组研究开发的空调系统辅助设计仿真工具。DeST以“分阶段设计，分阶段模拟”为基本思路，对应设计的不同阶段提供了相应的功能性模块。其目的是将模拟技术应用于设计的整个过程中，通过建筑模拟、方案模拟、系统模拟、水力模拟等手段对设计进行校核，让设计人员根据模拟的数据结果对其设计进行验证，从而起到辅助和提高设计水平的目的。 本研究的目的是通过利用DeST对日本的某实际建筑物的空调设备进行性能检证，来考察DeST对于Cx的各个阶段的可应用性，以及研究如何在Commissioning各个步骤的工作中应用模拟软件进行辅助。本文作为连载的第一部分，主要介绍在设计阶段中的应用结果。 仿真模型的介绍 本文的研究仿真对象选择为如图1所示的位于日本东京的某研究所的标准层。图2～图4分别表示灯光、设备、人员等室内发热量的作息时间。表1～表2分别表示该建筑物的主要情况及室内设定条件。 图1 设计对象的建筑物概要及标准层平面图 图2 灯光发热量作息制度 图3 设备发热量作息制度 图4 人员发热量作息制度 空调时间为8：00～18：00（8：00～9：00为预热时间，预热时新风量为0）。 表1 建筑物的主要情况 所在地 东京 构造 SRC造 层数 10层 标准层面积 330m 建筑面积 3300 m 用途 办公室 表2 室内设定条件 时间 设定温度（℃） 设定湿度（％） 夏季 7.1~9.30 23~26 45~55 冬季 11.1~3.31 21~24 35~45 过渡季 以上之外 不空调 不空调 冷热负荷计算影响因素的分析 在空调系统的基本设计阶段，为了决定空调机的能力大小，首先需要计算房间的冷热负荷。作为Cx的应用实例，作者对影响房间冷热负荷计算的3个因素——室内发热量、新风量、非空调时间的渗透风量进行了比较分析。 表3 各因素对热负荷计算的影响 Case 计算条件 尖峰冷热负荷（kW） 全年累计冷热负荷（MWh） 基本Case 内部发热量：冷负荷100%，热负荷100% 新风量：全年600CMH 不考虑非空调时的室外渗透风量 冷：450 热：163 冷：233.1 热：11.8 Case1 内部发热量：冷负荷100%，热负荷50% 2．同基本Case 冷：450 热：221 冷：203.7 热：25.4 Case2 内部发热量：冷负荷100%，热负荷0% 2．同基本Case 冷：450 热：281 冷：192.4 热：58.8 Case3 新风量按照图4所示的人员作息变化 2．同基本Case 冷：450 热：148 冷：233.8 热：10.4 Case4 非空调时的室外渗透风量为1次/小时 2．同基本Case 冷：432 热：212 冷：213.2 热：16.9 室内发热量的影响（基本Case，Case1，Case2） 近年来，供暖尖峰负荷的计算以及全年冷热负荷计算时如何选取室内发热量逐渐受到重视，作者考察了室内发热量分别为100%，50%，0%时对冷热负荷计算结果的影响，根据表3的基本Case和Case1，Case2的计算结果，将冬季的室内发热量从100%减少至50%，0%时，供暖尖峰负荷从163kW增加至221kW、281kW，相对于基本Case（163kW），Case1、Case2的相对增加率为36%和72%。另外，全年热负荷累计值分别为11.8MWh、25.4MWh和58.8MWh，相对于基本Case（11.8MWh），Case1和Case2的相对增加率分别为116%和400%。 在3个Case中，夏季的室内发热量均为100%，因而冷负荷最大值均等于450kW。但是全年的累计冷负荷分别为233.1MWh、203.7MWh、192.4MWh，相对于基本Case（233.1MWh），Case1和Case2的减少率分别为13%和17%。这是由于伴随着冬季室内发热量的减少，所需投入的冷负荷（主要是内区冷负荷）也相应减少而造成的。 新风量的影响（基本Case，Case3） 为了考察新风量对冷热负荷的影响，作者计算了新风量全年固定为600CMH以及根据室内