Harbin Institute of Technology
课程名称：区域建筑能源系统规划
设计题目：上海市某办公建筑空调负荷分析院系：市政环境学院
班级：建筑环境与能源应用工程1326212班设计者：耿祥哲
学号：**********
上海市某办公建筑空调负荷分析
耿祥哲
（哈尔滨工业大学市政环境工程学院，哈尔滨150090，e-mail:****************）
摘要：本文使用DeST软件，针对上海地区某办公建筑模型进行了全年逐时模拟，得出了该建筑空调运行参数的逐时值。

根据模拟结果着重分析了该建筑的空调系统负荷，总结出了该建筑冬季热负荷和夏季冷负荷的特性，为该建筑空调系统的优化提供了依据。

关键词：气候，围护结构，通风次数，通风时间
0 引言
近年来，人们对建筑物节能问题的关注与日俱增。

各种关于节能的措施和研究不断展开，各地关于节能要求的新规范也在纷纷出台。

对于建筑空调系统而言，负荷计算是设计的第一步，也是空调系统分析的第一步。

准确的负荷计算对机组选型、系统选型、冷热源分析、建筑物能耗分析均极其重要。

空调系统的逐时分析软件目前已有很多，比如DeST、e－Quest、Energyplus、华电源(HDY)等等，其侧重及精确度、操作界面各有所长。

其中DeST、HDY主要用于空调负荷全年分析，而e－Quest、Energyplus还包含了建筑物全年能耗分析及区域舒适度评价、节能性评价的功能。

本文根据上海市民用建筑的调研结果，从中选取了一些具有代表性的办公类建筑进行模型建立，并采用DeST软件对这些办公楼模型进行了负荷计算和全年逐时模拟计算，得出了该类建筑物的空调负荷特性。

1 住宅基本模型构建
1.1.上海市气候条件
由于本文对上海市的冷热负荷进行分析，选取了对冷热负荷影响较大的室外干球温度、含湿量、太阳辐射量进行统计分析。

从以上图表可以看出，上海属于典型的夏热冬冷气候区。

1.2.住宅情况
建筑一共九层，层高为3.6m。

1.3.住宅基本情况设定
1.3.1.房间围护结构及通风基本设定
根据上海市的建筑节能设计规范，初步设定该住宅的基本围护结构以及通风次数：
外墙构件：采用200钢筋混凝土+聚苯颗粒保温浆料（水泥砂浆厚度20mm，聚苯颗粒保温浆料厚度40mm，水泥砂浆厚度20mm，钢筋混凝土厚度200mm），K=1.033W/(m2.K)。

屋顶构件：采用钢筋混凝土200mm，膨胀聚苯板28mm，K=1.134W/(m2.K)。

挑空楼板：加气混凝土保温挑空楼板（水泥砂浆厚度20mm，多孔混凝土厚度200mm，钢筋混凝土厚度130mm，水泥砂浆厚度15mm），K=0.812W/(m2.K)。

楼地构件：40mm混凝土楼地（水泥砂浆厚度20mm，碎石或卵石40mm）。

内墙构件：采用钢筋混凝土120mm，膨胀聚苯板7mm，K=0.221W/(m2.K)。

楼板构件：钢筋混凝土楼板（水泥砂浆25mm，钢筋混凝土80mm，水泥砂浆20mm）。

K=1.093W/(m2.K)。

外窗类型：标准外窗，K=3.1W/(m2.K)。

外门构件：单层实体木制外门，厚度25.3mm。

窗墙比：东向0.3，南向0.3，西向0.3，北向0.3。

外界与房间内部通风次数设定：每年的6月1日到8月31日的8点至18点通风次数为2次/h。

1.3.
2.房间参数设定及空调运行时间设置
该住宅的房间类型主要包括：服务间、休息厅、办公室、会客室、会议室、卫生间、楼梯间。

由于办公建筑房间多为办公室，所以参数设定保留软件默认值。

1.4.房间全年负荷分析
利用DeST软件上海市该住宅进行符合分析结果得：
由负荷分析图表可以看出，上海市全年的冷负荷远大于热负荷，与室外温度成规律变化，全年总的冷负荷为321494.34kW。

2.加强通风对冷负荷的影响
考虑到人员主要是在白天在办公室内，故对白天的通风进行加强，为了分析白天通风对于冷负荷的影响，对于上海市，选择每年的6月1日至8月31日的冷负荷进行分析。

为了使冷负荷的分析结果更加科学，分别对6月1日至8月31日白天8到17时通风次数分别为1次、4次、8次进行分析，再结合之前的通风次数为2次的情况做对比。

1次通风
4次通风
8次通风
通风次数对冷负荷的影响
可以看出，随着通风次数的增加，冷负荷逐渐增大。

由以上图表可以看出，冷负荷基本上与通风次数成直线变化。

而且随着通风次数增加，通风次数每增加一倍所带来的冷负荷变化百分比越来越大。

由以上图表分析可得，在加强通风尽管有利于提高空气品质，但是在此期间绝大多数时候对于空调负荷是不利的，会在很大程度上加大空调负荷。

3 结论
理论上讲，在过渡季为充分利用室外冷量，空调可以采用全新风运行，从而降低能耗。

本次模拟软件的最小新风比是不随季节变化的，因此增加通风不会降低能耗。

本次模拟，通过分析结果可以看到，增加通风次数，会使得室内负荷有较大的上升，因此，增加通风次数会使得全年负荷有较大的增加。

在保证舒适度的情况下应尽量减小通风次数。

由负荷计算的结果可以看出，热冷负荷比值在65%～75%之间。

可为上海地区办公建筑空调设计提供理论依据与参考依据。

由全年逐时模拟结果可以看出，上海地区办公建筑的全年累计单位面积冷负荷与单位面积热负荷在一定的范围内变化，单位面积累计冷负荷(65～75)kWh/m2，单位面积累计热负荷(20～25)kWh/m2，且全年累计冷负荷与累计热负荷比值在2．5～3．5之间变化。

可为上海地区办公建筑的空调总能耗提供参考依据。

由全年逐时模拟结果得出了上海地区窗墙比为0．3的办公建筑的典型全年逐日空调负荷曲线，可为上海地区相似建筑进行全年逐日模拟提供参考。

图中可见得出的典型负荷曲线，夏季的准确值比较高，冬季准确度相对较低。

可见上海市办公建筑夏季冷负荷与建筑功能类型关系大，这类建筑的单位面积负荷特性区域一致。

同时给出了这个典型负荷曲线在其各范围内的准确率。

参考文献
[1] 龙惟定白玮范蕊低碳城市的区域建筑能源规划。