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建筑全年冷熱耗量對(duì)通風(fēng)的敏感性
點(diǎn)擊次數(shù):2755 更新時(shí)間:2012-05-25
  1、問題的提出
  
  為什么北方居民習(xí)慣于門窗緊閉、而長(zhǎng)江流域和南方居民習(xí)慣于經(jīng)常性的開窗通風(fēng)?為什么北方居民冬季采暖前曾經(jīng)多用紙糊窗縫、而長(zhǎng)江流域和南方空調(diào)時(shí)居民對(duì)大門虛掩、窗戶半開習(xí)以為常?人們?cè)陂L(zhǎng)期生活實(shí)踐中積累的經(jīng)驗(yàn)與養(yǎng)成的習(xí)慣,是否蘊(yùn)含了某些尚未發(fā)現(xiàn)的科學(xué)道理?
  
  如果把這些現(xiàn)象提升一個(gè)認(rèn)識(shí)層次,似乎可以歸納為:室內(nèi)冷熱環(huán)境對(duì)通風(fēng)的敏感性在南北地區(qū)氣候下存在某種固有的差異--冬季室內(nèi)熱環(huán)境對(duì)通風(fēng)的敏感性遠(yuǎn)比夏季強(qiáng)烈得多?或許,正是人們?cè)陂L(zhǎng)期生活實(shí)踐中感悟到的這些固有規(guī)律導(dǎo)致了南北居民習(xí)慣差異的形成。
  
  但在人工能源調(diào)控室內(nèi)環(huán)境的情況下,室內(nèi)熱環(huán)境對(duì)通風(fēng)的敏感性實(shí)質(zhì)上可視為全年采暖空調(diào)冷熱耗量對(duì)通風(fēng)的敏感性。它對(duì)建筑能耗高低的影響十分顯著、但又是極易忽視的,是建筑節(jié)能全局認(rèn)識(shí)的盲點(diǎn)。本文重點(diǎn)討論這個(gè)問題。
  
  2、通風(fēng)敏感性的研究方法
  
  建筑室內(nèi)熱環(huán)境、采暖空調(diào)冷熱負(fù)荷、建筑能耗三者是密切相關(guān)的,但我們zui為關(guān)注的是建筑能耗對(duì)通風(fēng)的敏感性問題。由于負(fù)荷與能耗的關(guān)聯(lián)是設(shè)備與系統(tǒng)的性能,而設(shè)備系統(tǒng)性能與通風(fēng)關(guān)系不大,因此弄清負(fù)荷對(duì)通風(fēng)的敏感性是關(guān)鍵。但要從宏觀上把握不同氣候條件的城市的建筑能耗對(duì)通風(fēng)的敏感性,局部研究個(gè)別時(shí)刻或月份是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,因此須以全年采暖空調(diào)冷熱總耗量作為研究對(duì)象。由于通風(fēng)對(duì)采暖、空調(diào)負(fù)荷均有顯著的影響,故需分別予以討論。通風(fēng)的敏感性被定義為全年采暖耗熱量或空調(diào)耗冷量隨通風(fēng)換氣次數(shù)的平均變化率大小(即曲線斜率),斜率越大,表示對(duì)通風(fēng)越敏感。為了尋找各地的敏感性差異,選擇哈爾濱、北京、重慶、廣州五個(gè)城市為代表,以參考文獻(xiàn)[1]中的建筑為模型,利用建筑能耗基因理論的特征溫度法為模擬分析工具,以溫控模式和焓控模式分別逐時(shí)模擬該建筑在上述5個(gè)背景城市的氣象條件下不同通風(fēng)換氣次數(shù)(0,1,2,5,10,20次/h)對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)采暖與空調(diào)負(fù)荷,統(tǒng)計(jì)全年冷熱耗量,深入研究全國(guó)不同氣候區(qū)城市的建筑通風(fēng)的敏感性問題,揭示其規(guī)律性。
  
  3、采暖對(duì)通風(fēng)的敏感性
  
  給出了相同建筑在哈爾濱、北京、重慶、廣州等4個(gè)城市的氣象條件下,全年采暖總耗熱量隨通風(fēng)換氣次數(shù)的變化規(guī)律,圖中每個(gè)城市有兩條曲線,分別按溫控模式和焓控模式模擬。(1)隨著通風(fēng)換氣次數(shù)增加,采暖溫控和焓控的總耗熱量幾乎呈線性增加;(2)對(duì)于所有城市,焓控曲線總是在溫控曲線之上;(3)當(dāng)換氣次數(shù)為0時(shí),同一城市的采暖溫控和焓控的總耗熱量相同(兩條發(fā)散曲線的起點(diǎn));不同城市的起點(diǎn)高低反映了氣候條件對(duì)全年采暖耗熱量的影響,如哈爾濱是廣州的15倍。(4)對(duì)于不同城市,曲線的斜率差異非常大,即采暖耗熱量對(duì)通風(fēng)的敏感性在不同城市存在顯著的差異。
  
  4、空調(diào)對(duì)通風(fēng)的敏感性
  
  給出了相同建筑在哈爾濱、北京、重慶、廣州等4個(gè)城市的氣象條件下,全年空調(diào)總耗冷量隨通風(fēng)換氣次數(shù)的變化規(guī)律,圖中每個(gè)城市也有兩條曲線,分別按溫控模式和焓控模式模擬。(1)隨著通風(fēng)換氣次數(shù)增加,空調(diào)溫控和焓控的總耗冷量幾乎呈線性增加;(2)對(duì)于所有城市,焓控曲線總是在溫控曲線之上;(3)當(dāng)換氣次數(shù)為0時(shí),同一城市的空調(diào)溫控和焓控的總耗冷量相同(兩條發(fā)散曲線的起點(diǎn)相同);不同城市的起點(diǎn)高低反映了氣候條件對(duì)全年空調(diào)耗冷量的影響,如廣州是哈爾濱的8倍。(4)對(duì)于不同城市,曲線的斜率差異非常大,即空調(diào)耗冷量對(duì)通風(fēng)的敏感性在不同城市存在顯著的差異。
  
  可以發(fā)現(xiàn),采暖耗熱量和空調(diào)耗冷量對(duì)通風(fēng)的敏感性在不同氣候條件具有某些耐人尋味的規(guī)律。對(duì)于采暖而言,若所在城市氣候越寒冷,采暖耗熱量對(duì)通風(fēng)越敏感;焓控采暖耗熱量與溫控采暖耗熱量的差異越明顯;所在城市氣候越暖和,采暖對(duì)通風(fēng)的敏感性越低。而對(duì)于空調(diào)而言,規(guī)律卻是相反的。若所在城市氣候越炎熱,空調(diào)耗冷量對(duì)通風(fēng)越敏感;焓控空調(diào)耗冷量與溫控空調(diào)耗冷量的差異越明顯;所在城市氣候越寒冷,空調(diào)對(duì)通風(fēng)的敏感性越低。
  
  
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