應(yīng)用Dest輔助商業(yè)建筑設(shè)計(jì)實(shí)例

1、DeST第15講應(yīng)用DeST輔助商業(yè)建筑設(shè)計(jì)實(shí)例清華大學(xué)張野*燕達(dá)劉炸江億扌商要商業(yè)建筑設(shè)計(jì)中，一方而耍保證室內(nèi)的高舒適性，另一方而乂要重視空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能問題。DeST針對(duì)商業(yè)建筑的特點(diǎn)，專門開發(fā)出輔助商業(yè)建筑設(shè)計(jì)的版本，可以在建筑及空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的各個(gè)階段對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行模擬，為設(shè)計(jì)者提供設(shè)計(jì)的參考及依據(jù)。本文以一棟商業(yè)建筑為例，通過應(yīng)用DeST的模擬分析，解決該建筑在設(shè)計(jì)的不同階段遇到的一些問題,并介紹了應(yīng)用DeST輔助建筑及空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法。關(guān)鍵i司商業(yè)建筑設(shè)計(jì)DeST模擬BuildingenvironmentdesignsimulationsoftwareDeST(15):Practica

2、lapplicationofthecommercialbuildingsmodelsofDeSTByZhangYe*,YanDa,LiuYeandJiangYiAbstractTheHVACsystemsforcommercialbuildingsrequiretomaintainacomfortableinternalworkingspacewitheconomicalenergyconsumptions.Tocopewiththedemandingneedsinthecommercialsector,DeSThasdevelopedacommercialversiontosimulateb

3、othbuildingandsystemperformanceofdifferentHVACsystemconfigurationsatdifferentdesignstages.Thispaperusesacommercialbuildingasanexampletopointoutthedesignproblemsencounteredindifferentstagesofthedesignprocess.ThroughtheuseofDeST.theseproblemsateachstagecanbeanalyzedandresolved.KeywordCommercialbuildin

4、gdesignDeSTSimulation張野，男，1979年10月生，大學(xué)，在讀碩士研究生100084北京清華大學(xué)建筑學(xué)院建筑技術(shù)科學(xué)系(010)62789761E-mail: HYPERLINK mailto:收稿日期：2005.8.011概述商業(yè)建筑主耍包括大型商場(chǎng)、寫字樓、賓館等，此類建筑的人員密度相對(duì)較高，建筑內(nèi)各種產(chǎn)熱設(shè)備多，而且室內(nèi)舒適性要求一般也較高，一般多設(shè)置有大型中央空調(diào)系統(tǒng)，空調(diào)系統(tǒng)的連續(xù)使用時(shí)間長(zhǎng)，從I何導(dǎo)致商業(yè)建筑的空調(diào)能耗很大，因此在商業(yè)建筑設(shè)計(jì)中，一方而耍保證室內(nèi)的高舒適性，另一方而乂耍重視空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能問題。這些都對(duì)商業(yè)建筑本體及空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)提出了較高耍求，同時(shí)目

5、前設(shè)計(jì)實(shí)踐中而臨著許多新技術(shù)、新方案的使用，這些新技術(shù)、新方案能否適合所設(shè)計(jì)建筑，很多問題并不可以通過簡(jiǎn)單定性分析確定，因此，DeST針対商業(yè)建筑的特點(diǎn)，專門開發(fā)出輔助商業(yè)建筑設(shè)計(jì)的版本，可以在建筑及空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的各個(gè)階段對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行模擬，給出設(shè)計(jì)者關(guān)心的結(jié)果，作為設(shè)計(jì)的參考和依據(jù)。本文以一棟商業(yè)建筑為例，指出此建筑在不同設(shè)計(jì)階段遇到的一些問題，并應(yīng)用DeST對(duì)這些問題逐一進(jìn)行模擬分析，并由此介紹應(yīng)用DeST輔助此類建筑設(shè)計(jì)的方法。2輔助設(shè)計(jì)實(shí)例2.1工程概況本文介紹的建筑為一棟位丁北京市的高檔寫字樓，建筑而積約33000m2,共30層，建筑標(biāo)準(zhǔn)層平而及立體的DeST模型如圖1所示，標(biāo)準(zhǔn)層除

6、了中心的電梯間衛(wèi)生間用房外，其他房間基本上都是辦公室用房。建筑進(jìn)深達(dá)13米，根據(jù)內(nèi)區(qū)、外區(qū)的劃分，建筑內(nèi)部隔斷如平而圖所示。建筑主要功能房間的使用情況及空調(diào)設(shè)計(jì)參數(shù)見圖2、表1、表2,建筑主耍圍護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)見表3。建筑設(shè)計(jì)過程涉及到以下兒個(gè)階段內(nèi)容：建筑本體設(shè)計(jì)、空調(diào)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)、空氣處理設(shè)備方案設(shè)計(jì)、冷熱源方案設(shè)計(jì)和輸配系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)，以下針對(duì)此建筑在各個(gè)階段的部分設(shè)計(jì)問題逐一進(jìn)行模擬和分析。圖1建筑平面、立體示意圖表1建筑主耍功能房間設(shè)計(jì)用參數(shù)房間功能最多人數(shù)(A/m2)燈光產(chǎn)熱(W/m2)設(shè)備產(chǎn)熱(W/nr)最低新風(fēng)量(1曲人)辦公室0.1102030會(huì)議室0.31530門廳、走廊0.055

7、20表2建筑主要功能房間環(huán)境控制參數(shù)夏季冬季溫度(C)相對(duì)濕度溫度(C)相對(duì)濕度辦公室242650%60%2022會(huì)議室242650%60%2022走廊252855%60%2022時(shí)間(h)亠辦公室-會(huì)議室T-走廊圖2建筑主要功能房間人員作息(工作日)表3圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工參數(shù)類別方案?jìng)鳠嵯禂?shù)外墻240mriR砂漿粘土+6伽聚苯板a60屋頂130m】鋼筋混凝土+20Ont侈孔混凝土Q8外窗中空雙玻窗31（遮陽系數(shù)9G=Q67）2.2建筑方案設(shè)計(jì)建筑初步設(shè)計(jì)的各朝向窗墻比均為0.7,接近全玻璃幕墻，這樣可能會(huì)存在一個(gè)節(jié)能的問題，即如此大而積的幕墻，有可能導(dǎo)致大量的A陽輻射進(jìn)入室內(nèi)，成為房間的冷負(fù)荷，從

8、而會(huì)大量増加建筑物的空調(diào)能耗。因此対這棟建筑而言，雖然調(diào)整建筑的窗墻比必然會(huì)在一定程度上影響原建筑的設(shè)計(jì)，包括室內(nèi)的采光效果與建筑的通透性等，但可能可以有效的降低建筑物的空調(diào)能耗，這樣在建筑美觀與節(jié)能之間存在著一個(gè)矛盾，那么設(shè)計(jì)者需耍對(duì)此方案進(jìn)行權(quán)衡，而權(quán)衡的依據(jù)應(yīng)該是窗墻比對(duì)此建筑能耗的總體影響，這可以通過対建筑物的全年逐時(shí)負(fù)荷模擬分析山來實(shí)現(xiàn)。下面分別模擬計(jì)算兩種窗墻比方案的建筑負(fù)荷情況：原方案，窗墻比0.7：對(duì)比方案，窗墻比取0.4。圖3給出了上述兩種窗墻比方案下外區(qū)房間的耗冷鼠、耗熱最對(duì)比:403020舌囪北令耒自oOoO3兀00宙增比0.7*4士軽fl00050004000圖3不同窗

9、墻比外區(qū)房間的冷熱負(fù)荷對(duì)比由圖3可見，窗墻比為0.4時(shí)，相比原方案，各個(gè)朝向的外區(qū)房間的全年耗冷量均有犬幅度的降低，南向降低幅度最大,達(dá)到了36%,東向和西向房間降低幅度也超過了30%,北向最小，但也達(dá)到了16%：同時(shí)東、西、北朝向的耗熱量也有所降低。這樣通過模擬分析可以看出，窗墻比為0.4的設(shè)計(jì)方案的空調(diào)供暖負(fù)荷要大大低窗墻比為0.7的設(shè)計(jì)方案。4CCCODO33COOOO3X000023COOOO3X000013COOOO1CCOOOO30ODCO/贏莎窗埼比Q4P尸窗給比07圖4不同窗墻比建筑的冷熱負(fù)荷對(duì)比圖4給出了調(diào)整窗墻比后，建筑總體的耗熱量耗冷量及最大負(fù)荷變化情況。結(jié)杲顯示,窗墻比

10、為0.4時(shí)，建筑總的耗冷雖減少了25%，而耗熱量減少了8%,同時(shí)建筑的最大冷熱負(fù)荷分別降低了11%和13%。這一比例在空調(diào)能耗很大的辦公建筑中，是很可觀的，意味著當(dāng)窗墻比減小為0.4時(shí)，不僅運(yùn)彳J：能耗會(huì)大幅度減少，同時(shí)因?yàn)榉逯地?fù)荷的減小，包括冷熱源和各個(gè)末端在內(nèi)的各個(gè)設(shè)備可以選擇更小的型號(hào)，相應(yīng)減少初投資。通過模擬計(jì)算，可以直觀的給出了設(shè)計(jì)者在確定方案時(shí)所需要的建筑能耗參考數(shù)據(jù)，根據(jù)模擬結(jié)果，設(shè)計(jì)者可以確定合理可行的設(shè)計(jì)方案。本文從節(jié)能的角度考慮采用了窗墻比為0.4的方案。2.3空調(diào)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)此建筑的空調(diào)系統(tǒng)型式全部采用全空氣變風(fēng)鼠空調(diào)系統(tǒng)，各房間的送風(fēng)鼠范圍初步確定為48次/小時(shí)?，F(xiàn)就設(shè)

11、計(jì)中空調(diào)系統(tǒng)分區(qū)問題進(jìn)行研究，首先考慮圖5所示的分區(qū)形式。圖5分區(qū)方式1通過空調(diào)系統(tǒng)方案模擬計(jì)算，可以計(jì)算得到各系統(tǒng)全年不滿意的小時(shí)數(shù)（即全年系統(tǒng)無法達(dá)到設(shè)計(jì)耍求的小時(shí)數(shù)）如表4所示：表4分區(qū)方式1的各區(qū)不滿意小時(shí)數(shù)系統(tǒng)西向分區(qū)北向分區(qū)東向分區(qū)南向分區(qū)不滿意小時(shí)數(shù)794225640546查看夏季某一系統(tǒng)不滿意時(shí)刻的各個(gè)房間室溫和送風(fēng)量情況，見圖6、圖7,此時(shí)系統(tǒng)供冷，有些房間雖然風(fēng)量已調(diào)整為最小風(fēng)量，但室內(nèi)溫度已經(jīng)達(dá)到室溫設(shè)定的下限，而有些房間風(fēng)量即使調(diào)整到最大，但溫度仍然高出室溫要求上限，所以此時(shí)系統(tǒng)無法同時(shí)滿足各個(gè)房間要求。造成這種現(xiàn)象的原因是受外界影響較大的外區(qū)和受室內(nèi)發(fā)熱駅影響較大的內(nèi)

12、區(qū)劃分在一個(gè)分區(qū)之中，由r二者對(duì)冷熱的需求差異較大，可以看到有很多時(shí)刻都出現(xiàn)了這種室內(nèi)溫度無法滿足的情況。2228272625242-1-12-1-22-1-32-1-4圖6西區(qū)某不滿意時(shí)刻各個(gè)房間溫度狀況2-1-22-1-32-1-4圖7西區(qū)某不滿意時(shí)刻各個(gè)房間換氣次數(shù)圖8分區(qū)形式2基丁上述分析，為了減少由丁將內(nèi)外區(qū)劃分在一個(gè)分區(qū)之中而造成的室內(nèi)溫度無法滿足的情況，考慮按照內(nèi)外分區(qū)的方式進(jìn)行系統(tǒng)劃分，如圖8所示，対此分區(qū)形式進(jìn)彳J：空調(diào)系統(tǒng)方案模擬，計(jì)算結(jié)果見表5：表5分區(qū)方式2的各區(qū)不滿意小時(shí)數(shù)系統(tǒng)編號(hào)內(nèi)區(qū)外區(qū)不滿意小時(shí)數(shù)0771通過計(jì)算結(jié)果可以看到，改變分區(qū)方式之后，內(nèi)區(qū)空調(diào)系統(tǒng)能夠很好

13、的滿足設(shè)計(jì)耍求,然而外區(qū)系統(tǒng)的不滿意率仍較高，取外區(qū)不滿意的某一時(shí)刻查看各個(gè)房間的溫度，見圖9,可知由J：各朝向外區(qū)房間的熱狀況的不同，雖然采用了變風(fēng)量系統(tǒng)，但仍然無法保證各房間控制在設(shè)定溫度范圍內(nèi)，說明外區(qū)的分區(qū)方案仍然存在一定問題。圖9外區(qū)某不滿意時(shí)刻各個(gè)房間溫度圖10分區(qū)方式3如圖所示，由J：在四個(gè)朝向的外區(qū)房間中，東、北朝向的熱狀況接近，而西.南朝向的熱狀況接近，因而考慮在原分區(qū)方案基礎(chǔ)上，將外區(qū)房間按照東北和西南朝向劃分為兩個(gè)分區(qū)，如圖10所示：表6分區(qū)方式3的各區(qū)不滿意小時(shí)數(shù)系統(tǒng)編號(hào)內(nèi)區(qū)東、北外區(qū)西、南外區(qū)不滿意小時(shí)數(shù)03505修改分區(qū)方案后的計(jì)算結(jié)果如表6所示，改變外區(qū)的分區(qū)方式

14、之后，內(nèi)區(qū)和外區(qū)東北朝向的空調(diào)系統(tǒng)能夠很好的滿足需要，然U外區(qū)西南朝向的不滿意率仍然較高，如圖11所示,由J西南朝向外區(qū)的房間冷熱狀況差異過大，仍然無法通過改變分區(qū)的方法滿足需要。2625p2322擁2120191802-3-124圖11外區(qū)某不滿意時(shí)刻各個(gè)房間溫度此時(shí)，為了進(jìn)一步降低外區(qū)西南朝向分區(qū)的不滿意率，在原分區(qū)方案的基礎(chǔ)上，將外區(qū)西南朝向分區(qū)房間的送風(fēng)量范圍加大為410次/小時(shí)。表7分區(qū)方式3調(diào)整西南區(qū)送風(fēng)量范圍后不滿意小時(shí)數(shù)系統(tǒng)編號(hào)內(nèi)區(qū)東.北外區(qū)西、南外區(qū)不滿意小時(shí)數(shù)03294通過計(jì)算結(jié)果（表7）可以看到，通過加大外區(qū)西南朝向分區(qū)的送風(fēng)量范際西南外區(qū)的系統(tǒng)不滿意時(shí)刻明顯減少。經(jīng)過上

15、述模擬分析，確定采用分區(qū)方式3,并將西南外區(qū)的房間風(fēng)量范圍調(diào)整為410次/小時(shí)。2.4空氣處理設(shè)備方案設(shè)計(jì)根據(jù)上述空調(diào)系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)分析，確定采用每層三個(gè)分區(qū)的方式，并確定了各個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的逐時(shí)送風(fēng)量和送風(fēng)溫度，見圖12、圖13?，F(xiàn)以南、西外區(qū)的空調(diào)系統(tǒng)為例，介紹空氣處理室設(shè)計(jì)情況。PSS6030252021圖I2系統(tǒng)I2月的逐時(shí)送風(fēng)溫度60圖13系統(tǒng)12月的逐時(shí)送風(fēng)量曲線2.4.1表冷器選型對(duì)此分區(qū)的空氣處理設(shè)備初步方案如下：空氣處理段由混風(fēng)室、表冷器（冷熱兩用）、加濕器組成，定新風(fēng)最、無熱回收設(shè)備。根據(jù)此系統(tǒng)的逐時(shí)送風(fēng)量耍求，初步選用JW10-4型8排表冷器。為了對(duì)此方案的實(shí)際空氣處理過程及

16、能耗進(jìn)彳J：全面的了解，采用DeST對(duì)此方案全年運(yùn)行狀況進(jìn)行逐時(shí)模擬計(jì)算。通過空氣處理設(shè)備的全工況模擬計(jì)算得到，初選設(shè)備方案不能滿足設(shè)計(jì)送風(fēng)狀態(tài)耍求的小時(shí)數(shù)達(dá)到304個(gè)小時(shí)。針對(duì)某一不滿足耍求的時(shí)刻，査看空氣處理設(shè)備的空氣處理過程,如圖14所示，空氣處理設(shè)備無法將空氣處理到此時(shí)刻系統(tǒng)所需要的送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)S而只能處理到O點(diǎn),即送風(fēng)溫度基本滿足要求而除濕量不夠。從圖中可見，由8排的表冷器通用換熱效率高，在濕工況下運(yùn)彳J：時(shí)，其空氣出口狀態(tài)點(diǎn)接近飽和線，那么如果此時(shí)刻空氣由混風(fēng)點(diǎn)M點(diǎn)除濕到與與S點(diǎn)等濕值的狀態(tài)，則空氣溫度將會(huì)比S點(diǎn)低很多，從而導(dǎo)致送風(fēng)溫度無法滿足耍求，因此此時(shí)刻空氣處理設(shè)備無法同時(shí)滿足

17、送風(fēng)溫度和濕度的要求。圖148排表冷器空氣處理過程圖154排表冷器空氣處理過程W：新風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)：M：混合狀態(tài)點(diǎn)：N：室內(nèi)狀態(tài)點(diǎn)；S：要求送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn):O2:經(jīng)空調(diào)箱表冷段處理后的狀態(tài)點(diǎn)；由上述分析可見，如果選用通用熱交換效率低一些的盤管，可能在很多工況下可以減少上而不能滿足要求的時(shí)刻。對(duì)初始方案進(jìn)行修改，采用通用熱交換效率較低的JWIO4型4排表冷器，通過空氣處理設(shè)備模擬其全年運(yùn)行效杲，對(duì)J：上述出現(xiàn)不滿足耍求的時(shí)刻，4排表冷器處理過程如圖15所示，可見此時(shí)表冷器可以將空氣處理到所需送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)S統(tǒng)計(jì)全年運(yùn)行狀況可得，系統(tǒng)的全年不滿足設(shè)計(jì)耍求小時(shí)數(shù)減少為200個(gè)小時(shí)，比8排表冷器有所降低，不過仍然有

18、比較多時(shí)刻無法滿足要求。査看改進(jìn)方案后仍然不滿足要求的時(shí)刻空氣處理過程如圖16所示，通過結(jié)杲可以發(fā)現(xiàn)即使采用了通用熱交換效率低的表冷器也不能完全解決上述出現(xiàn)的問題。因此需要繼續(xù)調(diào)整方案，考慮采用帶有旁通的表冷器，通過處理部分空氣到低溫低濕狀態(tài)再與未處理空氣混合到送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)來避免上述問題。因此選用帶旁通的表冷器，再次模擬其運(yùn)行效杲，査看上述四排表冷器無法滿足要求的同一時(shí)刻，選用有旁通表冷器時(shí)的空氣處理過程如圖17所示，此時(shí)刻盤管的旁通比為a16表冷器把未旁通的空氣處理到Q點(diǎn)，然后與旁通的未經(jīng)處理的M點(diǎn)空氣混合到O點(diǎn)，基本可以滿足送風(fēng)耍求狀態(tài)。根據(jù)計(jì)算結(jié)杲，全年的不滿足要求小時(shí)數(shù)為15個(gè)小時(shí)，由此

19、可見，帶有旁通的表冷器可以有效的解決上述問題，基本上滿足了設(shè)計(jì)的耍求。圖164排表冷器無旁通時(shí)空氣處理過程圖174排表冷器有旁通時(shí)空氣處理過程W：新風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)：M：混合狀態(tài)點(diǎn)：N：室內(nèi)狀態(tài)點(diǎn)；S：要求送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)：02:經(jīng)空調(diào)箱表冷段處理后的狀態(tài)點(diǎn)；經(jīng)過對(duì)表冷器型式的模擬分析，此系統(tǒng)確定采用JW1OT型4排帶旁通的表冷器。2.4.2新風(fēng)處理方案采用變新風(fēng)運(yùn)行和設(shè)置熱回收設(shè)備是減小空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行能耗的有效手段，通過dost對(duì)這些方案的實(shí)際運(yùn)行狀況進(jìn)行模擬分析，可以幫助設(shè)計(jì)人員定最地了解其節(jié)能效杲的大小。采用變新風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，新風(fēng)最變化范圍為衛(wèi)生耍求的最小新風(fēng)量到全新風(fēng)范圉內(nèi)變化。計(jì)算結(jié)果中過渡季某日不同新

20、風(fēng)方案的新風(fēng)比變化情況如圖18所示，對(duì)變新風(fēng)系統(tǒng)，當(dāng)新風(fēng)溫度低r室內(nèi)溫度而高r送風(fēng)溫度時(shí)，系統(tǒng)運(yùn)行r全新風(fēng)工況，而當(dāng)新風(fēng)溫度低r送風(fēng)溫度時(shí)，系統(tǒng)可以調(diào)整新回風(fēng)比使得空氣處理能耗最低，此時(shí)新風(fēng)鼠處r最小新風(fēng)駅和全新風(fēng)之間。+房間溫度蛋一新風(fēng)溫度益亠送風(fēng)溫度X亠定新風(fēng)新風(fēng)比+變新風(fēng)新風(fēng)比時(shí)刻圖18系統(tǒng)新風(fēng)比模擬全年運(yùn)行情況，對(duì)比變新風(fēng)與定新風(fēng)鼠運(yùn)行的系統(tǒng)能耗,結(jié)果如圖19所示。0000600005(二旨)00004O0030000020000定新風(fēng)量變新風(fēng)4砂6圖19不同新風(fēng)運(yùn)行方式系統(tǒng)冷熱量消耗比較通過計(jì)算結(jié)果可以看到，系統(tǒng)變新風(fēng)運(yùn)行時(shí)冷熱殖消耗比固定新風(fēng)最運(yùn)行降低了近20%,可以有效的降低系統(tǒng)

21、運(yùn)行能耗，因此應(yīng)該采用上述變新風(fēng)運(yùn)行方案。2.4.3熱回收處理方案在選用熱回收設(shè)備中普遍涉及到的問題是采用熱回收方式能夠有多大的節(jié)能效杲，以及應(yīng)采用哪種熱回收方式。卜面分別對(duì)不設(shè)新排風(fēng)換熱器、設(shè)置顯熱回收器和設(shè)置全熱回收器三種方案進(jìn)彳j：模擬，比較三種方案的能耗情況。其中，顯熱回收器額定的熱回收效率為a了全熱回收器額定的熱回收效率為a7,額定的濕回收效率為a7.2妄)戲泱嘲黑殳無熱回收顯熱回收全熱回收?qǐng)D20不同熱回收方案系統(tǒng)冷熱量消耗通過模擬計(jì)算可以看到，如圖20所示，采用全熱回收的方式能夠節(jié)省更多運(yùn)行能耗，與無熱回收的工況相比，可以節(jié)約近26%的運(yùn)行能耗。因此通過上述對(duì)該系統(tǒng)的模擬分析，最終

22、確定空氣處理設(shè)備方案如下：空氣處理室由混風(fēng)室、表冷器（冷熱兩用）、加濕器、全熱回收器組成；選用JW10-4型4排帶旁通的表冷器，變新風(fēng)量運(yùn)行。2.5冷熱源方案設(shè)計(jì)根據(jù)空氣處理設(shè)備的模擬分析，得到了空氣處理設(shè)備表冷器盤管的水量耍求與供回水溫度，也就得到了用戶側(cè)對(duì)冷熱源的冷熱要求。根據(jù)系統(tǒng)対冷熱源提出的冷最、熱最需求可以確定選用的冷熱源容量。在這個(gè)設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)者經(jīng)常遇到的一個(gè)問題是，對(duì)J：蠱要多臺(tái)冷機(jī)的情況，如何確定所選用冷機(jī)的容量、臺(tái)數(shù)和搭配的方案。對(duì)建筑逐時(shí)需耍冷量分布情況進(jìn)行分析，如圖21所示，可以看到冷量需求在低2000RW的范圉內(nèi)比較集中，尤其是冷量需求低J-800kW的小時(shí)數(shù)占到需耍

23、開啟冷機(jī)的總小時(shí)數(shù)的62%,這種冷量需求的分配特點(diǎn)在確定冷機(jī)搭配時(shí)應(yīng)予以考慮。通過較好的考慮部分負(fù)荷的情況，合理的選擇冷機(jī)搭配的方案，可以使得冷機(jī)在實(shí)際運(yùn)行中大部分時(shí)刻處J：較高COP的工況下工作，能夠大大的降低系統(tǒng)運(yùn)行能耗。90030葺一三、冷量池圍（冊(cè)圖21建筑空調(diào)系統(tǒng)耗冷量分布此建筑最大的冷最需求為3510kW,對(duì)此可以初選出三種冷機(jī)搭配方案：方案一、額定冷量18OOkW離心機(jī)2臺(tái)；方案二、額定冷量1200kW離心機(jī)3臺(tái)；方案三、額定冷量1440kW離心機(jī)2臺(tái)+額定冷量720kW離心機(jī)1臺(tái)。由丁冷機(jī)的工作狀況與水系統(tǒng)是直接相關(guān)的，因此對(duì)上述冷機(jī)搭配方案的模擬分析需要與水系統(tǒng)模擬分析一起進(jìn)

24、行。此建筑擬采用二次泵水系統(tǒng)形式，如圖22所示。不同的冷機(jī)搭配方案其對(duì)應(yīng)的冷凍水一次泵、冷卻塔、冷卻水泵選型與搭配也有所影響，因此也會(huì)影響到方案的經(jīng)濟(jì)性。上述三種方案選擇的設(shè)備參數(shù)及對(duì)應(yīng)臺(tái)數(shù)見表8O圖22建筑水系統(tǒng)形式示意表8設(shè)備列表冷凍機(jī)冷凍一次泵冷卻塔冷卻泵方案額定冷1800kW離心機(jī)2臺(tái)額定流量309m/h、額定揚(yáng)程120kPa離心泵2a額定水量404m3/h冷卻塔2臺(tái)額定流量404m3/h.額定揚(yáng)程250kPa離心泵2臺(tái)方案二方案三三種方案的冷機(jī)總額定制冷最相同，均可以滿足系統(tǒng)的逐時(shí)冷最需求，且系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)會(huì)根據(jù)末端的冷量需求確定開啟冷機(jī)臺(tái)數(shù)。但由丁隨著末端冷量需求的變化，冷機(jī)大部分時(shí)間

25、是在部分負(fù)荷狀況下工作，因而不同的方案中冷機(jī)在部分工況下的COP是不同的，那么不同的冷機(jī)搭配其運(yùn)行能耗會(huì)有所差別，其差別大小與用戶末端的冷熱最需求的全年分布情況密切相關(guān)，如圖23所示為某一時(shí)刻不同冷機(jī)搭配方案下，對(duì)應(yīng)的冷機(jī)電耗及COP狀況的比較。不同方案的能耗情況可按照文獻(xiàn)中所述的冷熱源模擬方法,對(duì)冷機(jī)全年運(yùn)行電耗進(jìn)行模擬分析，其結(jié)果如圖24所示：0方*1方案2方系3=1冷機(jī)電耗一1冷機(jī)COPdooM0圖23某部分負(fù)荷時(shí)刻不同冷機(jī)方案工作狀況比較3532467435352方案1方案2方案33535圖24不同冷機(jī)搭配方案冷機(jī)全年運(yùn)行電耗比較通過計(jì)算結(jié)果可見，方案3的冷機(jī)搭配方案下的冷機(jī)全年運(yùn)行電

26、耗較前兩種方案有較明顯的降低，方案3較方案1降低了約10%的運(yùn)彳j：電耗。同時(shí)分別計(jì)算三種不同方案的冷凍泵、冷卻泵、冷卻塔全年運(yùn)行電耗，得到的結(jié)果如表9所示：表9三種方案設(shè)備的年耗電量結(jié)果年耗電量（kWh/年）冷機(jī)冷凍一次泵冷卻泵冷卻塔合計(jì)方案一324674321368764224057468509方案二298310249506804619103410409方案三291690201575495118854385652按照文獻(xiàn)介紹的經(jīng)濟(jì)性分析方法，對(duì)三種方案的冷機(jī)、水泵的初投資、運(yùn)行費(fèi)及生命周期費(fèi)用進(jìn)行計(jì)算，見表10,可得方案2的壽命周期費(fèi)用比方案1減少了約34萬元，方案3的壽命周期費(fèi)用比方案1

27、減少了約48.5萬元。表10三種冷機(jī)搭配方案的經(jīng)濟(jì)性分析方案初投資萬元）運(yùn)行費(fèi)萬元釋）壽命周期費(fèi)用萬元）壽命周期費(fèi)用差異萬元）方案一293.3240.29594.28方案二296.4935.30560.13-34.15方案三298.0533.17545.78-48.50備注：電價(jià)按0.86丿（kWh）計(jì)算。通過對(duì)不同冷機(jī)組合的方案運(yùn)行能耗模擬分析及經(jīng)濟(jì)性分析的結(jié)果，最終可確定此建筑的冷機(jī)方案宜采用方案三。2.6輸配系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)由空調(diào)水系統(tǒng)采用了二次泵系統(tǒng)，二次泵的運(yùn)行方式有兩種備選方案：根據(jù)用戶流量需要臺(tái)數(shù)控制，根據(jù)供回水壓差變頻控制?，F(xiàn)按照文獻(xiàn)中所述的冷熱源模擬方法，對(duì)兩種控制方式的水泵運(yùn)行電耗進(jìn)行模擬，得到的二次水泵全年工作狀況及運(yùn)彳J：電耗見圖25、圖26和圖27所示，并結(jié)合二次泵系統(tǒng)的初投資進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析，可以用J：確定最終的設(shè)計(jì)方2060ao就試佃和）100120140N2D16128402049GO89100120U0圖25臺(tái)數(shù)控制水泵工作點(diǎn)20372圖26定壓差變頻控制水泵工作點(diǎn)2500020000150001000050000臺(tái)數(shù)控制定壓差變頻控制圖27二次泵不同控制方式全年耗電量比較由上圖可見，由丁二次泵采用的是定壓差變頻控制，二次泵的工作點(diǎn)的揚(yáng)程全年維持在15米水柱：而在臺(tái)數(shù)控制的方式下運(yùn)彳j：,水泵的工作點(diǎn)揚(yáng)程大部分時(shí)刻高J