办公楼夜间通风方式下室内热环境及节能分析

Ｉｎｄｏｏｒ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ａｎｄ Ｅｎｅｒｇｙ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｗｉｔｈ Ｎｉｇｈｔ Ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ ｉｎ Ｏｆｆｉｃｅ Ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ
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（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆＲｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ａｉｒ－Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｔｉａｎｊｉｎ Ｕｎｉｗ＿＇ｓｉｔｙ ｏｆＣｏｍｍｅｒｃｅ，Ｔｉａｎｊｉｎ ３００１３４，Ｃｈｉｎａ）
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ａ单侧式
ｂ穿越式
图ｌ 自然通风方式示意图
本文分析了北京地区的某办公楼夏季采用夜间
通风后，室内温度以及冷负荷的变化情况，探讨夜间
通风对室内热环境的影响。冷负荷模拟采用ＨＴＢ２软
件，该软件就是基于热平衡法的能耗模拟的软件之
一，它是由英国Ｃａｒｄｉｆｒ大学Ｗｅｌｓｈ建筑学院，对多栋
收稿日期：２００８．０４．２２；修回日期：２００８．０５—０８
外部冷热源采用深井抽取回灌技术，室外设取水 井１口，回灌井２口，其中一口回灌井也可作为取水 井，同时利用现有的一口废水井也作为回灌井。每口 井深为１５０ ｍ，取水井出水量为５０ ｔ／ｈ（按冬季最大用 水量），井径为西２７３钢管。 ４．３运行情况
Ｅｊ氢王珂 设计要求。
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图６夜间通风对湿度影响
图７是有无夜间通风条件时，总的冷负荷变化情
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图４自然通风对湿度影响
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内湿度有一定要求的房间，采用自然通风时要谨慎室 外湿度所带来的不利影响。
从图５可以看出，在白天制冷的条件下，采用夜间 通风后，也可以明显降低室内温度，在２１：ｏｏ～７：００，
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时间／ｔ
图３目然通风对温度影响
从图４相对湿度变化可以看出，采用自然通风
后，室内相对湿度受室外影响较大。如第１天清晨
１０：００以前，室外相对湿度在７０％以上，故自然通风
后室内相对湿度在６５％以上，而无自然通风时，全天
室内相对湿度适中，保持在４０％～６０％。所以，对于室
作者简介：王志杰（１９７８）。男，助理工程师。供热通风与空调工程专 业，主要从事地温中央空调的设计与施Ｉ（ｓｄｓ２１ ｌ＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ）。
万氇方数据
这些建筑夜间不使用。实验表明，充分的夜间通风可 使白天室温降低２～４℃［２１。
自然通风主要形式有穿越式通风和单侧式局部 通风，见图ｌ。前者通风方式下，室外空气从房间的一 侧的窗户进入，另一侧的窗户流出，主要是靠进出两 个窗户间的风压差来促使空气流动，通风效果比单侧 式通风强。单侧式通风主要是靠房间内空气密度差所 产生的浮升力和微小风压，空气的进出都通过同一扇 窗户，故通风驱动力较小，且变化比较大。办公室等商 务建筑的自然通风形式大多为后者。合理地布置建筑 朝向、间距和布局，结合考虑围护结构开窗方式和大 小，可以有效地组织建筑物内的空气流动，排除室内 余热，达到降低建筑能耗的作用。根据实验研究表明， 在开窗率为３０％，窗户为平推式，开口率为５０％的条 件下，穿越式方式下通风率高达７９．６ＡＣＨ，而单侧通 风方式通风率也可达２０ＡＣＨｔ３Ｊ。
况。从图７中的比较可以看出，采用夜间通风后，可以
推迟制冷机组的启动时间或降低启动负荷，如第ｌ天
８：００，无夜间通风时，启动冷负荷为３．８ ｋＷ，而采用夜
间通风后，由于室温较低，为２１．９℃，将制冷机组的 启动时间推迟到９：００。第２天８：００，采用夜间通风 后，制冷机组启动冷负荷降低５ ｋＷ；同时尖峰负荷也 有相应的降低，两天的降幅分别是２．６ ｋＷ和１．４ ｋＷ。
室温降低０．３。Ｃ（２１：００）～３．４℃（００：ｏｏ）。８：００，制冷机
Ｅｊ逦歪圃 组开机前，采用夜间通风时，室温降低约１．２～２．１℃。 ３０
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制冷机组能耗．采用热平衡负荷计算软件１４３３３２并结合气候参数，模拟了北京地区某办公楼采用夜间通风时室内热环境和冷
负荷的变化情况，分析了夜问通风对室内温湿度，制冷机组冷负荷的影响以及节能效率．
关键词： 夜间通风； 冷负荷模拟； 节能
中图分类号：ＴＵ８３４．３＋５
文献标志码： Ａ
文章编号： １６７３－７２３７（２００８）０６－００２０－０３
图８为采用夜间通风后节能的效率，可以看出， 采用夜间通风后，节能效率是非常可观的，约在４％以 上，特别是启动时刻的节能效果非常显著，可高达 ２９％以上，甚至推迟机组启动时间。由于第ｌ天夜间 气温比室内设计温度平均低６．１℃，故采用夜间通风 后，节能效率在１ １．２％以上，而第２天，夜间气温比室 内设计温度平均低２．７℃，夜间通风节能效率有所降 低，在３．９％以七。
从图３北京６月中旬连续２ ｄ的室外干球温度变 化来看，除了第ｌ天１３：００＂－－１７：００室外干球温度高 于２６℃外，其他时间都低于或接近２６℃，从气象参 数来看，非常适合夜间通风。图中还给出了无制冷时 （如周末），全天采用自然通风和无自然通风时室内干 球温度变化情况。从图３中可以看出，采用自然通风 后，在没有机械制冷的条件下，可以大大排出室内余
质，同时达到降低建筑能耗的目的。在没有环境噪声 干扰的条件下，最大限度地利用自然通风就是节能的 有效措施之一【”。
自然通风可以在过渡季节提供新鲜的空气和进 行室内降温，也可以在空调供冷季节利用夜间通风， 降低围护结构和家具的蓄热量，减少第２天空调开机 时的启动负荷。夜间通风特别适合商务办公楼，因为
技术之一。
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３结语
图８采用硬Ｉ司通风节能效翠
（１）本文采用热平衡负荷计算方法，预测夜间通风 和无夜间通风两种方式下，室内逐时的温湿度及负荷 变化规律，分析夜间通风对室内热环境的影响。
结构窗６ｍｍ厚普通玻璃
望垦垩 壅囹望垦塑！！垒堡旦！型堡堕塑Ｑ：！垒！旦！塑重圣垄！：！垒竺旦 计温度２６℃，相对湿度５０％～６０％，室内照明设计负荷
为３０ Ｗ／ｍ２，办公设备及其他电器发热量为２５ Ｗ触：， 人员密度为０．２ ｐｅｒ／ｍ２，新风量取为７．５ Ｌ／（ｓ·ｐｅｒ）。空调 运行时间为８：ｏｏ～１９：ｏｏ，夜间通风时间为１９：ｏｏ～ ７：００，且室外干球温度低于室内温度时。 ２结果分析
２００８年第６期（总第３６卷第２０８期） Ｎｏ．６ ｉｎ ２００８（Ｔｏｔａｌ Ｎｏ．２０８．Ｖ０１．３６）
建筑节能
●暖通与设备 ＨＥＡＴＩＮＧ ＶＥＮＴＩＬＡＴＩＯＮ＆ＥＱＵＩＰＭＥ
办公楼夜间通风方式下室内热环境及节能分析
邸倩倩，陈华，律宝莹 （天津商业大学制冷与空调工程系，天津３００１３４）
摘要：北京地区早晚温差较大，在夏季合理利用室外较低温度的新鲜空气进行夜间通风，不仅可以改善室内空气品质，还能有效降低
建筑热环境实验和模拟研究的基础上开发出来的，是 建筑能耗研究的有效工具之一Ｍ。 １模拟建筑特性
所研究的建筑标准层平面图见图２，空调面积为
３９９．４ ｍ２，南北朝向，建筑围护结构见表１。空调工况设
图２标准屡平面图
表ｌ建筑围护结构
围护 墙２０ｍｍ花岗石贴面＋２４０姗砖墙＋３０姗空气层＋４５衄
石膏板＋３０ｍｉｌｌ保温板
热，降低室温，温度降幅在１．５℃（１８：００）～６℃（００：ｏｏ） 之间，将尖峰时刻室内温度降低约２．５℃。
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Ｏ 引言 由于常规能源储存有限而能耗与日俱增以及空
调设备使用而带来的ＣＦＣ物质破坏大气的臭氧层等 全球环境保护问题，使得建筑节能已成为暖通空调 （ＨＶＡＣ）专业技术人员所研究的热点课题之一。充分 利用自然能源和清洁能源，可以大大改善室内空气品
ｗｅｒｅ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ．Ａ ｎｄ ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔ ｏｆ ｎ捌ｈ ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ Ｏｎ ｉｎｄｏｏｒ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｒ ｈｕｍｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｃｏｏｌｉｎｇ ｌｏａｄ Ｗａｓ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅ ｅｎｅｒ［ｇｙ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ