下载文档原格式
北京市某住宅楼夏季空调能耗调查分析3清华大学 李兆坚☆ 江 亿 魏庆芃摘要 对北京市1栋普通住宅楼夏季空调能耗进行逐周调查分析,结果表明,目前北京市住宅空调器装得多、用得少,平均能耗水平较低,并且各住户空调能耗的差异很大、集中度很高,20%的空调能耗大户消耗了全楼约70%的空调能量。
该楼空调能耗分布的基尼系数为0164,因此空调运行模式是影响住宅空调能耗的最重要因素,住宅空调行为节能的潜力和“耗能”潜力均很大。
关键词 住宅建筑 空调器 夏季能耗 行为节能 调查 基尼系数S urv e y o n e n e r g y c o ns u m p ti o n of a ir c o n diti o ni n g i ns u m m e r i n a r e si d e nti a l b uil di n g i n B e iji n gBy Li Zhaojian ★,Jiang Y i and Wei Qing pengAbst r a ct Presents a weekly investigation result.Finds out t hat most of air conditioners in t he building are f unctioned in a short p eriod leading t o relative low e nergy consump tion level t hough t here are so ma ny room air conditioners equipp ed in t he reside ntial building.The diff erence of e nergy consump tion among house holds in t his building is quite large.Twe nty percent of reside nts consume about seve nt y p erce nt of t he energy f or cooling in t he building.The Gini coefficie nt of energy consump tion of air conditioners among house holds in t his building is 0164.The operation mode of air conditioners is t he most imp orta nt f act or imp acting e nergy consump tion in residential buildings.The increasing p ote ntial and t he decreasing p otential of e nergy consump tion f or cooling in reside ntial buildings in China are great.Keywor ds residential building ,air conditioner ,e nergy consump tion in summer ,be havior e nergy saving ,survey ,Gini coefficie nt ★Tsinghua University ,Beijing ,China 3国家自然科学基金资助项目(编号:50578079)①0 引言近年来,我国城镇住宅建筑面积迅速增加,到2005年底,我国城镇住宅建筑面积已达到10717亿m 2[1],占城镇房屋总面积的6515%,是2000年的214倍[2]。
夏热冬冷地区住宅建筑间歇供暖热负荷计算方法研究摘要本文通过能耗模拟软件DeST-h对夏热冬冷地区典型城市住宅建筑的连续供暖和间歇供暖进行了模拟计算分析，研究了在满足建筑和建筑热工节能设计的要求下，连续模式和不同间歇供暖模式对室内热环境的影响，以及不同类型围护结构和通风对间歇供暖负荷的影响。
通过数据统计，对比连续供暖和不同间歇运行模式的供暖负荷，确定了最合理的间歇运行模式，并给出相对连续供暖模式各影响因素对间歇供暖负荷的百分数附加率，对工程设计起到一定的指导意义。
关键词间歇供暖热负荷夏热冬冷地区住宅建筑1引言我国夏热冬冷地区夏季炎热、冬季寒冷，早些年该地区的建筑冬季并不取暖，导致室内环境恶劣，有时甚至影响人们正常的生产和生活。
近年来，随着我国经济的高速增长，该地区的居民纷纷采取措施，自行解决住宅等的冬季室内供暖问题。
由于夏热冬冷地区的气候特点，冬季寒冷时间相当较短，室内温度要求也不太高，如果采用连续供暖，势必会造成能源的浪费。
除此之外，在新的采暖通风规范中提到供暖区域南扩，对于新增的供暖区域，连续集中供暖方式运行成本较高，不符合节能要求，可以考虑采用间歇供暖方式。
在工程设计中首先就要考虑负荷的多少，那么如何计算间歇供暖热负荷就成为一个急需解决的问题。
2建立模型2.1模拟建筑介绍为了分析围护结构、通风等因素对间歇供暖负荷的影响，以某住宅楼为计算研究对象。
该住宅楼共6层，每层6户，层高3米。
该住宅的户型为三室一厅，建筑面积104.04m2，体形系数为0.284m-1。
在《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》中规定，条式建筑物的体形系数不应超过0.35，该模拟建筑的满足要求。
该建筑的立面外围护结构如表1所示。
表1 模拟住宅建筑立面外围护结构朝向外墙(m2) 外门(m2) 外窗(m2) 窗墙比东280.80 0.00 10.80 0.04南826.20 0.00 286.20 0.26西280.80 0.00 10.80 0.04北833.76 11.34 267.30 0.24综合窗墙比：0.20该模拟建筑的平面图如图1所示：图1 模拟住宅建筑平面图2.2模拟参数设置冬季供暖室内热环境设计指标除楼梯间外，卧室、起居室室内设计温度18℃，厨房、卫生间室内设计温度为16℃。
围护结构热惰性对间歇供暖热负荷附加影响张瑞雪; 李骥; 孙宗宇【期刊名称】《《建筑热能通风空调》》【年(卷),期】2019(038)011【总页数】5页(P15-18,22)【关键词】间歇供暖; 围护结构; 热惰性; 总耗热量; 逐时热负荷附加率【作者】张瑞雪; 李骥; 孙宗宇【作者单位】中国建筑科学研究院有限公司【正文语种】中文0 引言对于以逐时负荷选择系统配置、制定运行策略的蓄热空调系统，其热负荷计算具有特殊性，不仅不能采用传统的稳态热负荷计算方法，还需要充分考虑供暖系统间歇运行的影响。
由于受气象参数、间歇运行模式、内部蓄热体结构、围护结构、保温形式等因素影响，间歇供暖时段的累计耗热量一般较大，尤其是在系统启动的前几个小时内会形成较大的附加负荷。
因此，间歇供暖负荷的附加计算非常重要，尤其对于蓄热系统而言，但目前这方面的研究还不多，缺少可供参考的设计计算依据。
从建筑物面积、热损耗率来看，墙体、屋面所占比例比较很大[1]。
另外，内外保温形式直接影响围护结构传热过程，也会影响间歇供暖负荷[2-3]。
因此本文重点研究墙体，屋面围护结构热惰性以及内外保温形式对间歇供暖热负荷附加影响。
1 模拟算例及边界条件1.1 典型建筑信息选择北京某11层办公建筑为计算模型（如图1），该建筑体形系数为0.2，高43 m，单层建筑面积为675m2，建筑总面积7425m2，窗墙面积比为0.4。
图1 典型建筑模型1.2 模拟参数设定1.2.1 供暖空调室内温度连续运行供暖空调运行时段室内温度20℃。
间歇运行供暖空调运行时段室内温度为20℃，空调系统开启前阶梯式预热2 h，空调系统关闭时延后2 h，间歇供暖系统室内温度具体如图2。
图2 间歇运行供暖空调室内温度1.2.2 新风量、新风运行时刻表办公建筑按照人员密度为8m2/人，人员新风量为30m3/(h·人)，计算得到单位面积新风量为3.75m3/(h·m2)。
北京市无供暖地下车库冬季温度的测试分析
李兆坚;刘鹰;张晓航;吴飞
【期刊名称】《暖通空调》
【年(卷),期】2010(040)001
【摘要】针对寒冷地区地下车库是否需要设置供暖系统的争论,在典型低温气候条件下,对北京市一个无供暖地下车库的温度进行了实测.结果表明,该地下车库绝大部分区域的空气温度高于0℃,口部附近空气温度低于0℃,但消火栓及消防水管的表面温度仍高于0℃;并对地下车库不设供暖系统的节能效益进行了分析,认为在消防系统采取适当防冻措施的前提下,寒冷地区地下车库不设供暖系统是可行的,而且可以产生节能减排效益和经济效益.
【总页数】5页(P4-7,25)
【作者】李兆坚;刘鹰;张晓航;吴飞
【作者单位】总装备部工程设计研究总院;总装备部工程设计研究总院;总装备部工程设计研究总院;总装备部工程设计研究总院
【正文语种】中文
【相关文献】
1.低温热水地板辐射供暖的室内温度竖向分布的测试与分析 [J], 侯书新
2.某图书馆地源热泵冬季两端供暖性能测试与分析 [J], 王文晶;刘刚;孟祥来
3.北京市农村冬季室内温度测试及舒适度研究 [J], 武海琴;吴媛媛;邵震宇;左辉
4.某写字楼地源热泵冬季供暖性能测试及节能分析 [J], 张信树;刘泽华;陈北领;李香梅
5.北京市农村地区公共设施冬季供暖清洁替代方案研究 [J], 高磊;赵振宇;Loren Brandt
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
间断供暖房间内部蓄热体保温对能耗的影响万进;于加;钟珂;亢燕铭【摘要】在人工气候室内,利用实测的方法研究了间断供暖房间内部蓄热体表面保温对供暖期间能耗的影响,结果表明,间断供暖房间初次供暖阶段,室内蓄热体处于非稳态,一直从室内吸热,且吸热量较大,不可忽视.对内部蓄热体设置保温层,可有效抑制其从室内吸热,有助于降低供暖能耗.当蓄热体表面热阻为0.15～0.32 m2·K/W 时,可以使蓄热体吸热量减少13.4％～39.5％,供暖能耗降低3.57％～11.80％,且室内外温差越大,节能效果越显著.【期刊名称】《东华大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2019(045)003【总页数】6页(P438-443)【关键词】间断供暖;蓄热体;室内外温差;供暖能耗;保温层【作者】万进;于加;钟珂;亢燕铭【作者单位】东华大学环境科学与工程学院,上海201620;东华大学环境科学与工程学院,上海201620;东华大学环境科学与工程学院,上海201620;东华大学环境科学与工程学院,上海201620【正文语种】中文【中图分类】TU832.1我国冬冷夏热地区冬季采暖具有明显的局部空间、局部时间的间歇用能特征。
在这种间断供暖模式下，房间内传热处于非稳状态，热风供给的热量不仅用于加热空气，还要用于加热房间内部蓄热体(内围护结构和家具等)[1]，故室内热环境变化特征及能耗特征与北方地区的集中连续供暖情况不同。
目前已有一些针对冬冷夏热地区的建筑供暖能耗的研究[2-4]，其中大部分研究都是基于持续供暖，在围护结构和室内空气都处于稳态的条件下展开的。
也有一些学者开始关注蓄热体对建筑能耗的影响。
Niccolo等[5]用理论推导的方法研究了建筑内蓄热体使用量对建筑热惰性的影响。
Al-sanea等[6]研究了蓄热体对建筑保温墙体性能的影响，并提出了蓄热体节能潜力的概念。
Brown[7]研究了办公建筑中蓄热体蓄热对于建筑能耗的影响。
剖析间歇式供暖对供暖能耗的影响摘要：我国西北地处严寒或寒冷气候区，属于需要供暖地区，由于经济原因，导致西北大多乡域中小学校难以实现集中供暖，近年来西北地区部分乡域学校开始采用散热器采暖和电采暖等，但存在大量过量供热现象，因此，如何在居民热舒适性的前提下降低采暖能耗，对我国西北地区建筑采暖具有重要意义。
目前，典型房间传统的集中供暖热负荷和间歇供暖热负荷的计算与模拟，对高校供暖系统运行方式进行优化分析关键词：传统供暖、降低能耗、间歇供暖一、传统供暖传统供暖一般指连续性供暖，连续供暖是指在供暖期间里，连续不断的向建筑物室内供暖，使建筑物室内的平均温度达到设计温度的一种供暖方式。
这种供暖方式是能符合室外温度变化曲线的供暖方式，并且供暖的质量也有较好的效果。
传统的连续性供暖，其供暖目的是为了保证在冬季冷天气下室内能够有较高温度保证居民的生产生活和学习工作。
具有供暖时间长、温度波动小。
供暖连续性好的特点。
一般情况下，无论在什么时间段，其提供的热量是稳定的，采用该供暖方式的房间的温度也是稳定的。
二、间歇供暖间歇供暖运行包括长期间歇运行与短期间歇运行，长期间歇运行是指学校教学建筑与季节性生产建筑在长假或者冬季长期进行停暖；短期间歌运行是指办公建筑与商业建筑在每日室内无人或无工艺过程的时段内进行停暖，即对于非全天使用的建筑物，仅在其使用时间内使室内平均温度达到设计温度，在非使用时间可暂停供暖的方式。
本文介绍的是短期间歇供暖，该种供暖运行工况具有间歇性，温度波动较大，设备容量较大等的特点。
以宁夏理工学院图书馆为例，在晚上十点至第二天早上七点图书馆将会清空，不会有人员留在其中，仅书籍和设备存放在内。
在晚上长达九个小时的时间内，除特殊设备间其余房间可不需要供暖来维持人体舒适环境温度。
在此时，采用间歌分室供暖的方式则将更加节能且不会影响房间使用者对房间的使用感。
这种供暖方式在这种公共性、使用时间具有恒定规律的房间既能保证其使用时的舒适性又能避免不使用时的能源浪费。
住宅间歇供暖模拟分析清华大学李兆坚m江亿燕达摘要针对住宅间歇供暖方式的节能效果、设备容量、建筑保温形式和防冻等问题,采用全工况数值模拟方法,对北京市节能住宅间歇供暖特性进行了模拟分析。
结果表明,在满足温度舒适的前提下,采用上班停暖的间歇供暖方式,全楼平均节能率不超过10%,且不会出现供暖房间水管冻坏问题;少数房间间歇供暖能耗比连续供暖能耗大;间歇供暖可使各房间最大热负荷增大25%~58%;内、外保温方式对间歇供暖能耗的影响较小。
关键词住宅间歇供暖热工特性计算机模拟能耗分析Simulation and analysis of intermittentheating in residential buildingsB y L i Zh aojian n,J iang Y i and Y an DaAbstract Sim ulates a nd ana ly ses the chara cter istics of an interm ittent ly hea ted ener gy saving residentia l building in Beijing,by m eans o f w hole pro cess simulat io n in or der to know energ y sa ving eff ects,pr o pe r heating capacity,bette r patter n o f insula tio n o f building env elo pes,and e ffe ctiv e anti O f ree zing measur es.T he result sho ws that the a ver age ener gy saving r ate using inte rm ittent heating in the w hole building is le ss than10 pe rcent if the heating sy stem sto ps eight ho ur s per day dur ing the day tim e o n the pr emise of sa tisfying re quir ed c omf or t tem pe ra tur e;wa ter pipe f reez ing does no t occur in any hea ted r o om;the he ating energ y consumptio n in a f ew r o oms is la rg er than tha t using continuo us hea ting;the max imum heating lo ad using inter mittent heat ing is25to58per cent h igher than tha t using co ntinuous hea ting;the insulation pa tter n o f building env elopes has little inf lue nce on ener gy consumption using inter mit tent heating.Keywords residential building,inter mit tent heating,therm odynam ic char acte ristics,co mpute r sim ulation,e ne rg y co nsumption a naly sisn Tsinghua University,Beijing,Chinay0引言我国北方地区建筑供暖能耗很大,供暖锅炉还是北方城市的主要污染源。
目前国家正在大力推进城市住宅供暖体制改革,实现住宅供暖按户计量收费,以提高居民的节能意识,使居民主动采取节能行为,以减少供暖能耗。
为此越来越多的住宅将采用人在供暖、人走停暖的间歇供暖方式。
间歇供暖可以使供暖时间大幅度减少,人们通常认为它可以大幅度减少供暖能耗和费用,产生十分显著的行为节能效果[1]。
这也是促使国家大力推行供暖分户调控计量技术的重要因素之一,尽管为此必须付出供暖系统投资大幅度增加的巨大代价,并带来一系列技术和政策上的难题。
以往住宅供暖系统通常按照连续供暖工况进行设计,间歇供暖运行方式给设计和运行管理带来了不少问题,例如,供暖系统容量应该如何确定?何种建筑保温形式对间歇供暖比较有利?间歇供暖的节能效果究竟如何?如何确定运行模式?是否应像/人走灯灭0一样/人走暖停0?停暖期间室内水管和设备是否有冻坏的危险,是否应设置低温供暖?这些都是目前在实际#110#技术交流暖通空调HV&AC2005年第35卷第8期y m李兆坚,男,1962年8月生,在读博士研究生,研究员(总装备部工程设计研究总院)100084北京清华大学建筑技术科学系(010)62777140/66358595E O mail:li O zj03@收稿日期:20040922修回日期:2004设计工作和居民实际生活中经常遇到、争议较大、迫切需要研究解决的问题。
本文针对这些实际问题,采用供暖期全工况多参数综合动态数值模拟的方法,对整栋住宅建筑间歇供暖的热负荷、能耗、室内温度等参数的变化特性进行了模拟计算和定量分析,为住宅建筑热工设计、供暖系统设计和运行模式的合理确定提供依据。
1研究方法间歇供暖时,建筑物经历十分复杂的动态热工变化过程,其影响因素繁多,包括建筑物的形状、房间位置、围护结构各部分的尺寸、材料热工性质、保温形式、室外气象参数在整个供暖季的变化情况、太阳辐射、冷风渗透、户内各房间通风状况、住户作息规律、室内设备发热量、家具、间歇时间与间隔等。
由于间歇供暖过程的计算分析太复杂,以往一些研究人员采用现场调查或对一个房间进行试验测试的方法进行研究[2~4]。
但由于现场实测方法很难对众多的影响因素进行准确的控制和分析,而且难以考虑建筑物内各房间的相互影响,因此该方法存在较大的局限性。
另一些研究人员采用解析法进行定量分析研究[5~8],为了能够求解,作许多简化假设,剔除许多复杂因素的影响,因而可能造成较大的计算误差。
因此上述研究结果差别较大,甚至相互矛盾。
本文采用计算机模拟的方法,应用住宅建筑热环境模拟工具包DeST O h,对整栋建筑各房间间歇供暖的热负荷、能耗、室内温度等参数的变化特性进行逐时全工况多参数综合动态数值模拟计算。
该软件采用状态空间法进行计算[9],其计算准确性得到了实测数据的验证[10],并已在大量实际工程中应用。
2计算对象由于本文主要研究目的是要确定间歇供暖的最大节能率、分析不同位置房间的间歇供暖特性差别,因此在选择计算对象时,在保留各种房间类型的前提下,尽可能减少相同类型的房间数。
另外,由于体型系数较大的建筑物间歇供暖的节能效果通常较好,因此应选择体型系数较大的建筑物作为计算对象。
根据该原则,对北京市一栋满足1997年北京市住宅节能标准的4单元5层住宅楼进行简化,取1单元作为计算对象,层数为3层,层高为217m,体型系数为0144。
建筑平面见图1。
由表1计算出的连续供暖耗热量指标为1812W/m2。
图1计算对象平面图2.1围护结构参数外墙为240m m砖墙,采用聚苯板保温,厚度为40m m,传热系数为0175W/(m2#K)。
内墙为240mm砖墙。
屋顶为70mm现浇钢筋混凝土,采用聚苯板保温,厚度为50mm,其传热系数为0177 W/(m2#K)。
楼板为80mm钢筋混凝土。
门为单层木门,外窗为单层塑钢窗(1500m m@1500 mm)。
2.2室内供暖参数除了阳台和门厅以外,其他房间均设置散热器。
供暖室内温度设定为18e,厨房室温为16 e。
卧室最多2人,客厅最多3人,每人发热量为53W。
卧室和客厅照明的最大发热量为5W/m2 (平均为1115W/m2),客厅设备的最大发热量为10W/m2(平均为1185W/m2)。
窗帘为开启状态。
2.3通风参数设定根据一些测试和经验数据来设定通风参数。
北向房间与外界的通风换气次数为018h-1,南向房间与外界的通风换气次数为015h-1,阳台与外界的通风换气次数为4h-1,阳台内门与室内的通风换气次数为015h-1。
房间互相连通,通风换气次数:夜间(23:00~7:00)015h-1,其他时间2h-1。
楼梯间与门厅的通风换气次数为2h-1。
外界与楼梯间的通风换气次数根据楼梯间温度场的实测数据[11]计算确定:1层12h-1,2层6h-1,3层015h-1。
2.4间歇供暖运行方式根据普通居民的实际生活规律,将供暖运行方式分为下列4种情况进行计算:a)连续供暖。
b)每天停2h:7:00~9:00停暖。
这是住户退休在家的情况。
#111#暖通空调HV&AC2005年第35卷第8期技术交流c)每天停8h:7:00~11:00,13:00~17:00停暖。
这是住户在近处上班、中午回家的情况。
d)每天停10h:7:00~17:00停暖,其他时间供暖。
这是住户在远处上班、中午不回家的情况。
假设各房间的供暖运行方式相同;供暖时厨房的室温为16e ,其他供暖房间的室温保持18e ;周末均为连续供暖;供暖季设定为11月15日~3月15日。
3 模拟计算结果与分析采用DeST O h 软件,对计算对象(48个房间)在不同的保温方式、不同的供暖方式共8种不同工况下,供暖期室内温度变化、供暖热负荷和能耗进行逐时模拟计算,主要结果见表1,2和图2~4。
表1 供暖季总能耗统计表运行方式1#(2层北边)2#(2层南中)3#(3层北边)4#(3层南边)全楼 内保温外保温内保温外保温内保温外保温内保温外保温内保温外保温a) 能耗/GJ 417841811152115271487152510651059797b) 能耗/GJ节能率/%417211341741151153-0171153-01771322117138119419811641981149611096110c) 能耗/GJ节能率/%414761541516121157-3131156-21661779156187816417951341785139161291612d ) 能耗/G J节能率/%413491241398171158-3191156-21661451461621241697134169711871089812注:内保温指保温层设置在结构层的内侧,外保温则相反。
表2 间歇供暖最大温降e1#2#3#4#内保温外保温内保温外保温内保温外保温内保温外保温61145164 3.80 3.758.337.127.93 6.66 注:每天停暖10h。
