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节能住宅建筑能耗模拟研究

孙萍  
【摘要】:随着我国国民经济的快速发展,城市化进程的加快,能源需求的持续增高。建筑能耗约占我国总能耗的1/4 左右,而空调系统能耗约占建筑能耗的30%-60%。因此建筑节能设计成为最重要的节能工具。 本课题以北京市某具有代表性的节能住宅为例,利用动态能耗分析软件EnergyPlus 的强大功能,从构成供热系统的热用户出发,讨论集中供热系统节能问题,提出了两种动态控制模型和两种节能住宅模型。 本课题以美国能源部开发的动态能耗分析软件EnergyPlus 为计算平台进行建筑能耗模拟。 本文提出了采暖期负荷动态控制模型(Heating Period Load Dynamic Control Model,简称HPLDC),该模型利用ASHRAE 提供的典型气象年的逐时气象数据资料,把整个采暖期分为三个阶段包括初寒期、严寒期和末寒期,对每一个阶段采用改变供水温度的质调节和改变供水流量的量调节的手段进行分段调节控制。 本文提出了室内温度动态调节模型(Indoors Temperature Dynamic Adjusting Model,简称ITDA)。该模型依据人们每天在室内的活动规律,通过设定不同的室内温度和风机盘管的运行工况,使得室内热环境既能满足人体舒适度要求又能减少运行能耗。并以两口之家、三口之家和四口之家为例按照ITDA 模型运行,验证模型提出的正确性。 本文利用EnergyPlus 软件对上述两种控制模型进行了模拟,分析采用这两种控制手段对建筑能耗的影响。研究发现采用HPLDC 模型进行分段控制与传统的按定流量运行情况相比可以节约能耗11.6%;而采用ITDA 模型进行分工况的控制对于两口之家可以节约能耗35.8%,对于三口之家可以节约能耗21.8%,对于四口之家可以节约能耗47.5%。 本文详细分析了外墙墙体结构形式对建筑能耗的影响和各种玻璃的传热系数以及双层外窗之间空气夹层的厚度对外窗传热系数的影响。并通过改变墙体结构为加气混凝土和外窗形式采用双层Low-E 玻璃提出了节能住宅模型1。通过模拟得到采用节能住宅模型1 比传统的节能住宅节约能耗12.4%;改变外墙保温砂浆的形式,并适当加大南墙窗户的面积,提出了节能住宅模型2,通过模拟得到采用节能住宅模型2 比传统的节能住宅节约能耗11.9%。


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