區(qū)域供冷系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)及同時(shí)使用系數(shù)的確定

區(qū)域供冷系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)及同時(shí)使用系數(shù)的確定

0建筑負(fù)荷預(yù)測(cè)模型在建筑物的能耗中，供冷能耗是最重要的養(yǎng)分能耗。區(qū)域供冷系統(tǒng)因其節(jié)能、高效、自動(dòng)化程度高等優(yōu)勢(shì),越來(lái)越多地受到投資方和業(yè)主的青睞,其優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:(1)區(qū)域供冷系統(tǒng)可以集中有效地利用可再生能源(如太陽(yáng)能、風(fēng)能等);(2)通過(guò)區(qū)域供冷以及熱電聯(lián)產(chǎn)等先進(jìn)技術(shù)可以提高系統(tǒng)和機(jī)組的運(yùn)行效率;(3)采用區(qū)域供冷系統(tǒng)可以提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和高效性,使供冷系統(tǒng)的運(yùn)行效率、安全性和可靠性得到大幅度的提升。盡管區(qū)域供冷系統(tǒng)有其巨大的節(jié)能優(yōu)勢(shì),但如果缺乏適宜的能源站負(fù)荷預(yù)測(cè)方法和同時(shí)使用系數(shù)確定方法,使系統(tǒng)運(yùn)行效率大幅度降低,導(dǎo)致區(qū)域供冷系統(tǒng)失去其應(yīng)有的優(yōu)勢(shì)和意義。目前,國(guó)內(nèi)外關(guān)于建筑負(fù)荷預(yù)測(cè)方法主要有統(tǒng)計(jì)回歸預(yù)測(cè)和軟件模擬預(yù)測(cè)方法。基于統(tǒng)計(jì)回歸的建筑負(fù)荷預(yù)測(cè)方法是預(yù)測(cè)建筑冷負(fù)荷的重要方法,但此方法以大量的建筑能耗審計(jì)數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ),工作量大,應(yīng)用起來(lái)存在一定的困難。應(yīng)用建筑模擬軟件進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè),需要知道建筑的詳細(xì)信息(如建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)類(lèi)型及熱工參數(shù)、房間功能、室內(nèi)熱擾、人員作息等),而在區(qū)域供冷規(guī)劃初期階段,往往只能得到地塊中建筑的高度、面積、容積率等控制性指標(biāo),單體建筑及設(shè)施的規(guī)劃還沒(méi)有完成,即使建筑用途已經(jīng)確定,單體建筑在方案創(chuàng)作過(guò)程中變化多端,建筑物作息時(shí)間、人員密度、照明負(fù)荷以及負(fù)荷變化規(guī)律等許多方面還是不確定的。因此,在規(guī)劃初期階段難以運(yùn)用動(dòng)態(tài)負(fù)荷模擬軟件建模進(jìn)行精確的冷負(fù)荷計(jì)算。本文針對(duì)規(guī)劃設(shè)計(jì)階段區(qū)域供冷系統(tǒng)特點(diǎn)及建筑冷負(fù)荷特征,采用鴻業(yè)負(fù)荷計(jì)算軟件計(jì)算各棟建筑的逐時(shí)冷負(fù)荷以進(jìn)行能源站冷負(fù)荷預(yù)測(cè)及確定同時(shí)使用系數(shù),為解決區(qū)域供冷能源站冷負(fù)荷預(yù)測(cè)及同時(shí)使用系數(shù)確定提供有力參考。1圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)擾因素建筑負(fù)荷的影響因素很多,可以將其分為建筑本身的因素、內(nèi)擾因素和外擾因素。其中,建筑本身的因素由建筑的外形、布局以及建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)物性參數(shù)組成,包括建筑體型系數(shù)、建筑底面形狀、建筑朝向、圍護(hù)結(jié)構(gòu)(外墻、屋頂、窗戶(hù))的材料及傳熱系數(shù)、窗墻比和遮陽(yáng)設(shè)施等;內(nèi)擾因素主要由人員、照明、設(shè)備等因素組成,包括室內(nèi)人員密度、人員結(jié)構(gòu)構(gòu)成、人員逐時(shí)在室率、照明以及設(shè)備的安裝功率、安裝形式和使用率等;外擾因素主要是指室外氣象條件,包括室外空氣的溫濕度、太陽(yáng)輻射強(qiáng)度以及新風(fēng)量等。2不同類(lèi)型建筑空調(diào)負(fù)荷特點(diǎn)分析建筑按使用率不同又可分為:低使用率建筑和高使用率建筑。其中低使用率建筑只在特殊情況下使用,如歌劇院等,平時(shí)大部分時(shí)間處于閑置狀況。因此,不同類(lèi)型建筑空調(diào)負(fù)荷特點(diǎn)存在著較大的差別,需要針對(duì)幾種典型的建筑類(lèi)型進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算分析,得到建筑負(fù)荷逐時(shí)變化特點(diǎn)。根據(jù)區(qū)域發(fā)展規(guī)劃,計(jì)算得到各類(lèi)建筑的建筑面積,選取各類(lèi)建筑中的典型建筑,使用鴻業(yè)負(fù)荷計(jì)算軟件(諧波反應(yīng)法)進(jìn)行建筑空調(diào)設(shè)計(jì)日逐時(shí)冷負(fù)荷計(jì)算。3建筑逐時(shí)負(fù)荷在明確了區(qū)域建筑規(guī)劃方案中各建筑的冷負(fù)荷基礎(chǔ)上,區(qū)域供冷系統(tǒng)能源站逐時(shí)負(fù)荷情況即為:Fnk-各建筑的逐時(shí)負(fù)荷,(n=0,1,2,……23),(k=住宅,商用,旅館,辦公,文體);Pk-各類(lèi)建筑本身的同時(shí)使用系數(shù);Sk-各類(lèi)建筑的面積。F-區(qū)域供冷系統(tǒng)能源站負(fù)荷;T-區(qū)域同時(shí)使用系數(shù)。由此即可確定區(qū)域供冷系統(tǒng)能源站冷負(fù)荷以及同時(shí)使用系數(shù)。4北城cbd地下空間概況重慶市江北城CBD區(qū)域位于長(zhǎng)江、嘉陵江兩江交匯處,江北城區(qū)域總計(jì)建筑面積為630.50萬(wàn)m2,其中地上建筑面積520.50萬(wàn)m2,地下建筑面積110.00萬(wàn)m2。江北城共分為A、B、C三個(gè)地塊,其中A區(qū)主要為商業(yè)用地,B區(qū)為商業(yè)、娛樂(lè)、旅游等綜合用地,C區(qū)為住宅用地。由于江北城CBD區(qū)域內(nèi)各類(lèi)建筑規(guī)劃面積已經(jīng)確定,確定江北城CBD區(qū)域供冷系統(tǒng)能源站負(fù)荷及同時(shí)使用系數(shù)時(shí),可直接根據(jù)表1確定各類(lèi)建筑面積。此外,江北城CBD區(qū)域供冷系統(tǒng)初步服務(wù)對(duì)象為公共建筑,住宅建筑不在服務(wù)范圍內(nèi)。各類(lèi)建筑冷負(fù)荷計(jì)算如下。4.1圍護(hù)結(jié)構(gòu)土壤溫度計(jì)算簡(jiǎn)稱(chēng)《公共建筑節(jié)能綠色建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》第20e-32e小區(qū)內(nèi)選取江北城CBD區(qū)域某酒店作為旅館建筑模板,使用鴻業(yè)暖通負(fù)荷計(jì)算軟件7.0進(jìn)行冷負(fù)荷計(jì)算,基本參數(shù)設(shè)定如下:建筑面積為29650m2,照明標(biāo)準(zhǔn)為20W/m2,人員密度為0.05人/m2,每人新風(fēng)量為30m3/h·人,電子設(shè)備發(fā)熱量為13W/m2。圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工參數(shù)根據(jù)重慶市《公共建筑節(jié)能(綠色建筑)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GBJ50-052-2013確定,并取上限值。建筑冷負(fù)荷情況:夏季逐時(shí)最大總冷負(fù)荷(含新風(fēng)/全熱)為3115.09kW,夏季最大總冷負(fù)荷(含新風(fēng)/全熱)為3737.00kW,夏季最大室內(nèi)冷負(fù)荷為2664.49kW,夏季新風(fēng)冷負(fù)荷為450.08kW,夏季冷負(fù)荷同時(shí)使用系數(shù)為0.83。4.2設(shè)備發(fā)熱量選取江北城CBD區(qū)域某寫(xiě)字樓作為辦公建筑模板,使用鴻業(yè)暖通負(fù)荷計(jì)算軟件7.0進(jìn)行冷負(fù)荷計(jì)算,基本參數(shù)設(shè)定如下:建筑面積29650m2,照明標(biāo)準(zhǔn)30W/m2,人員密度0.1人/m2,每人新風(fēng)量30m3/h·人,電子設(shè)備發(fā)熱量5W/m2。圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工參數(shù)根據(jù)重慶市《公共建筑節(jié)能(綠色建筑)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GBJ50-052-2013確定,取上限值。辦公建筑冷負(fù)荷情況:夏季逐時(shí)最大總冷負(fù)荷(含新風(fēng)/全熱)為5614.64kW,夏季最大總冷負(fù)荷(含新風(fēng)/全熱)為6879.00kW,夏季最大室內(nèi)冷負(fù)荷為4943.03kW,夏季新風(fēng)冷負(fù)荷為670.97kW,夏季冷負(fù)荷同時(shí)使用系數(shù)為0.82。4.3圍護(hù)結(jié)構(gòu)土壤溫度計(jì)算用戶(hù)合作型選取江北城CBD區(qū)域某商場(chǎng)作為商業(yè)建筑模板,使用鴻業(yè)暖通負(fù)荷計(jì)算軟件7.0進(jìn)行冷負(fù)荷計(jì)算,基本參數(shù)設(shè)定如下:建筑面積8302m2,照明標(biāo)準(zhǔn)40W/m2,人員密度0.7人/m2,每人新風(fēng)量20m3/h·人,電子設(shè)備發(fā)熱量13W/m2。圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工參數(shù)根據(jù)重慶市《公共建筑節(jié)能(綠色建筑)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GBJ50-052-2013確定,取上限值。商業(yè)建筑冷負(fù)荷情況:夏季逐時(shí)最大總冷負(fù)荷(含新風(fēng))為2242.39kW,夏季最大總冷負(fù)荷(含新風(fēng)/全熱)為2585.00kW,夏季最大室內(nèi)冷負(fù)荷為1518.27kW,夏季新風(fēng)冷負(fù)荷為724.12kW,夏季冷負(fù)荷同時(shí)使用系數(shù)為0.87。4.4逐時(shí)冷負(fù)荷計(jì)算選取江北城CBD區(qū)域某圖書(shū)館作為文娛建筑模板,使用鴻業(yè)暖通負(fù)荷計(jì)算軟件7.0進(jìn)行冷負(fù)荷計(jì)算,基本參數(shù)設(shè)定如下:建筑面積8540m2,照明標(biāo)準(zhǔn)30W/m2,人員密度0.3人/m2,每人新風(fēng)量30m3/h·人,電子設(shè)備發(fā)熱量5W/m2。圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工參數(shù)根據(jù)重慶市《公共建筑節(jié)能(綠色建筑)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GBJ50-052-2013確定,取上限值。文娛建筑冷負(fù)荷情況:夏季逐時(shí)最大總冷負(fù)荷(含新風(fēng))為1248.88kW,夏季最大總冷負(fù)荷(含新風(fēng)/全熱)為1261.00kW,夏季最大室內(nèi)冷負(fù)荷為791.87kW,夏季新風(fēng)冷負(fù)荷為457.01kW,夏季冷負(fù)荷同時(shí)使用系數(shù)為0.99。根據(jù)圖1中各建筑逐時(shí)冷負(fù)荷計(jì)算結(jié)果,計(jì)算出各建筑單位面積逐時(shí)冷負(fù)荷后,再乘以各建筑相應(yīng)規(guī)劃建筑面積和同時(shí)使用系數(shù),并逐時(shí)求和,得到區(qū)域供冷全天逐時(shí)冷負(fù)荷情況:由圖2和表2可知,區(qū)域供冷系統(tǒng)夏季冷負(fù)荷最大時(shí)刻為15:00,即區(qū)域供冷系統(tǒng)能源站設(shè)計(jì)冷負(fù)荷為500943.00kW。區(qū)域各類(lèi)建筑最大總冷負(fù)荷之和為729470.90kW,代入公式(3)可得江北城CBD區(qū)域供冷系統(tǒng)冷負(fù)荷同時(shí)使用系數(shù)T值為:5冷負(fù)荷的同時(shí)使用系數(shù)區(qū)域供冷系統(tǒng)因其運(yùn)行效率高、安全可靠和節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于區(qū)域性建筑中。而區(qū)域供冷系統(tǒng)能源站負(fù)荷預(yù)測(cè)和同時(shí)使