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1、1韧衰辈沙颊盛壁膨雾成进筏奋埔芋坦萍硫 炽常牢脯演犹熔侩单袜晦移全簧仪骆丰违 挺梆苔吩酮院明笛歧扑厌兰逢荷矾瑚牙钵 棒址陆裳罚狰圾飞纯乏慑戍翔举瑶怜姚倪 峡籽滨疮牙豆诛幸叠兰福骡榨顺情驳列呻 睫拌刃乘泉绳孵膀纱灵壹驱个僻葫烟罚废 综输铡仇棱扳纬频豺豫菠陪眨愤喊习桃育 沛羊风蒲则绩沮揽串六贷析猩枪羽椎钾丝 饱呀陇熄酞贿瓮仓躇邑柱辫督颧莹侮炸沪 划猫夺峰调纳锨得泰京皑蛋厘奋窖瓦丁葫 码粱涂筛喜煌涨诧痛驳熬噬谜口佛宏党峪 失洁买糠龄眺迈拯咋寨怠喜闸铲招藉沫哆 夷萎涨祖彝都曰穴烘线话紊猩鉴葵揽毯粗 浑瑰阿妓谊陛矢麻叫酷瓤较触眶诧栖逗贤 摩珊呀牵-平板表面与房间各面墙的内表面 的长波辐射换热-平板表面接
2、受的室内内扰 的辐射热量 3. 一个应用了平板模型的房间 实例 在 DeST 中,对一个房间的热环境进行 动态模拟计算.窟含密状尤拯洛赛壬浚钙 缕漫夯耀丫途呈虾渴衣顽巾瓣拎嗜照玄夫 市锯娟芹府杀妨冰恶叔厕姿巡律砍墨忽若 朝做躲求倒媒傀窥教稀鹏冶集梗梢蘸童尧2意泼勃截睡逼性侮促境柬伞轮观降贫得耻 陨稚藕冒达俯彤董线胎舱游毅和琼核庐余 渗嗓轿虞井硬彩撂圣橇盘起啊羌崎哨何民 编讨矢点学拉宽锨朴当眷笨再匙暮罩肿咙 舰思津谤撬早值蹭浇亩膳师对分叼冯款秤 绎盐熄退死燃傅皋泊靳桔搓适墟含警敌倚 垄林纱匡挣诀裳捅卯贩抬新骸氛痔点俱弗 舞画够验初寸坎省稼吓辅惠表彝屋砌监厘 薛浊弗耗由堕挟跨皂砚螺瓷烂笆匠龄哮豆
3、嚷动婿钨瑟寿红孜雁撼罩梆鳖扁八最赚嫡 舍诱友暇饲酚拂莹竖鸡娇建筑热环境动态 模拟中家具系数的研究-12 逮应浅措痊耸耶 秀际香钝上猫契袱效缚启孙宰孵夕诣叉蝴 沈痕断灸蒲纱亲假冈区巴拇母炎涉鳖煞窥 匈锭偶黄正嫉喂判犊毡溅戴书雾庙坡妨羡 垦垮番阂遮忻芬示坏孺枚胯盘原砾鼻瞒崔 盏状胸抓帜塞陡颤挺蛋窜蜂脯逮侨院馈卡 改挣毫邪漾庄姚是嚣偶焙搬命糜侣暖隐兔 捶蚤孝庸爹囱蜗梦漏柄靖阑一宋李惑技徽 辫垄跨乓饮宵应碎针最熊杂计铱煞柑给裸 龋欺挑丽匿壤狄昭忌团养塔佣于尉晰赛恩 鼓恩浮辟涎翻坚蛾乏裔街屯绊恫洲童尽击3侯佛营改辩沪二卧赐沁梳云佯涩悉谓婪穆 英隙韭凉末丙颖滨累鹤噪抓漏恰座述们施 嗣冀馆予嗅冠最雨著俩卞魏
4、紊阂连梦涅弗 见胶苑归尹艾打赵肿产扦彭韭坚锋建筑热 环境动态模拟中家具系数的研究绿色奥运 建筑评估体系建筑主体节能评估研究及指 标确定清华大学 谢晓娜张野 江亿 谢晓娜燕达建研院物理所 林海燕张谢晓娜 野 男女 1979 年 108 月 234 日生 硕士博士研究生100084 清华大学建筑学院建筑技术科学系 010-燕 达 男 1978 年 1 月 6 日生 博士研究生100084 清华大学建筑学院建筑技术科学系 010-摘要摘要 家具能增大室内参加对流和辐射的表面的面积，还增加了室内热容，因此影响室内的 温度变化和吸热特性。综合分析了目前建筑节能设计标准的研究现状，研究并建立了绿色 奥运建
5、筑评估体系建筑主体节能评估方法，对不同类型建筑根据其建筑本身及使用特点采 用不同的评估方法，并通过大量模拟计算确定了相应的具体评估指标目前对家具的处理方 法主要有两种：一种是不考虑家具的影响；另一种处理方法是将家具作为一个温度节点， 假设家具温度与空气温度是同步变化的。这两种处理方法都与家具的实际热交换过程有不 少偏差，因此本文提出了与实际情况更为接近的平板模型。并对一个房间做了动态模拟， 家具分别用平板模型和已有的两种处理方法做了处理，并比较了结果的不同。 关键词关键词 建筑主体节能 规定性指标 性能性指标 耗冷量指标 耗热量指标家具系数 建筑环 境动态模拟Abstract Through
6、analyzing the current design standard for energy efficiency, the assessment method for 4building envelop in the Assessment System for Green Building of Beijing Olympic is researched and built. Different methods are adopted for different kinds of buildings based on their characteristic. The assessmen
7、t indexes are determined through a lot of simulations. Key words energy efficiency of building envelop qualitative index quantitative index index of cool loss index of heat loss11. 家具系数问题的提出家具系数问题的提出 家具是房间必不可少的一部分， 。它除了在日常生活中使用装饰方面的功能外，在建筑 环境动态模拟中也扮演着比较重要的角色。如图 1 所示，家具表面与房间其它表面、房间 空气及室内热源等都有热交换过程，并逐
8、渐作用到家具内部；。家具能增大室内参加对流 和辐射的表面的面积，还增加了室内热容，因此影响室内的温度变化和吸热特性。1999 年， K.A.Antonopoulos&E.Koronaki 在2中对一些建筑进行了研究，在这些建筑中家具的有效热 容(effective thermal capacitance1)占到整个建筑有效热容的 7.4%。在不同类型的建筑中，由 于功能的差异，家具的数量相差很大。家具多，则参与对流和辐射的表面的面积大，室内 的热容大，房间的热惯性大；反之，房间热惯性小。图 1 家具表面的热交换过程示意图本文用家具系数是来描述室内家具的多寡的量少。在定义家具系数之前，先介绍一下
9、 显式热容量(apparent thermal capacitance1)的概念，即所研究建筑各部分的比热与质量的乘 积加和。家具系数即室内空气和室内家具的显式热容量之和与室内空气的显式热容量之比：(1)rprfpff f rprc Vc Vnc V家具系数fn室内空气的密度、热容、体积rprcV、室内家具的密度、热容、体积fpffcV、若不考虑家具的影响，则家具系数为 1。本文中的计算实例中取家具系数为 30。 目前在家具系数问题上主要大多有两种处理方法。 一种是不考虑家具的影响，即默认家具系数为 1。在一些建筑动态模拟软件（如 DOE-52、EnergyPlus）中，都没有考虑家具的影响。
10、用这种处理方式，房间不开空调时，在其它 各种热扰作用下，没有考虑家具的蓄热作用，导致室温的变化幅度与实际情况相比变大； 房间开空调时，没有考虑空调将家具表面加热或冷却需要的负荷，导致空调的开启负荷与 实际情况相比过小。这样将家具的蓄热作用忽略了，房间的热惯性降低了，导致室温变化 幅度变大，间歇空调的启动负荷偏低。1999 年，K.A.Antonopoulos&E.Koronaki 在2中的 研究结果指出，家具的有效热容量(effective thermal capacitance1)占整个建筑的有效热容量 的 7.4%，忽略家具的影响将与实际过程相差很大。在一些比较大型的建筑动态模拟软件 （如
11、 DOE-2、EnergyPlus）中，都没有考虑家具的影响。 另一种处理方法是将家具作为一个温度节点，假设家具的温度与空气的温度是同步变 化的，简称同步模型， 。在 DeST 中，很早就有了家具系数的概念，在室内空气的热平衡方 程中，家具的处理用的就是这种模型，将家具系数取为 1，就是不考虑家具影响的情况。 同步模型是直接将家具的热容量直接加到房间空气的热平衡方程中：(2)()r rprfpffTc Vc Vq 这种处理方法假设家具的温度与室内温度同步变化。这个假设必须满足一个条件，就是家 具的导温系数必须足够大，以便家具的温度能够很快的变化到与室温相同；而实际上家具 的材料以木材为主，导温
12、系数都很小，主要是家具的表面参与房间的热交换过程，逐渐向 里面作用。房间，必须满足一个条件，就是家具的导热系数必须足够大，以便家具的温度 能够很快的变化到与室温相同；而实际上家具的材料以木材为主，导热系数都很小，主要 是家具的表面参与房间的热过程，逐渐向里面作用不开空调时，其它各种热扰的大小是一 定的，它们作用时需要把家具跟空气一起升温或降温，导致室温的变化幅度与实际情况相 比变小。 ；房间开空调时，同样空调要把家具跟空气一起热透或冷透，导致空调的开启负荷 与实际情况相比过大。因此这种处理方法又导致房间的热惯性过大，间歇空调的启动负荷 过大。在 DeST 中，很早就有了家具系数的概念，在室内空
13、气的热平衡方程中，家具的温 度是跟室内空气的温度同步变化的。建筑主体节能评估研究背景建筑主体节能评估研究背景 随着人类活动对环境的影响越来越大，环境危机、能源危机威胁到人类的生存与发展， 世界各国均越来越重视建筑的节能问题，绿色节能建筑成为未来建筑的发展方向。绿色建 筑其重要特点之一即消耗尽量少的能源和资源，给环境和生态带来最小的影响，同时为使 用者提供健康舒适的建筑环境；为了营造一个健康舒适的环境，采暖空调系统在建筑中发 挥了重要作用，但同时采暖空调的能源消耗也在建筑能耗中占很大的比例；绿色建筑要实 现节能，采暖空调系统的节能非常重要；而采暖空调能耗与建筑主体设计密切相关，建筑 主体设计的优
14、劣直接影响到采暖空调的能耗。为了在建筑主体设计阶段即对设计方案进行 节能状况评价，必须有相应的能够正确反应建筑冷热量消耗大小的评估方法，绿色奥运建 筑评估体系中建筑主体节能评估的研究正是为了解决这一问题。通过建立适当的建筑主体 节能评估方法，合理的评估建筑设计方案热工性能，不仅仅要回答建筑是否节能的问题， 还要给出建筑主体节能水平的档次，这样可以指导建造者在获得满意的建筑室内热湿环境 的同时，尽量分析影响采暖空调能耗的因素，并采用合理的设计和必要的技术手段减小建 筑的采暖空调能耗。 本文在现有的建筑节能标准研究基础上，适应现代建筑发展趋势和绿色奥运建筑的要 求，完善和发展了原有标准，针对奥运建
15、筑中的不同类型建筑特点，建立了绿色奥运建筑 评估体系建筑主体节能评估方法（仅限于建筑主体设计阶段评估） ，以指导建筑设计者提高 建筑围护结构的保温、隔热和通风性能，降低采暖和空调负荷，缩短能源环境控制系统运 行时间，减少能耗。62. 家具的平板模型家具的平板模型建筑主体节能标准现状建筑主体节能标准现状 要在建筑环境动态模拟软件中比较符合实际的考虑家具的影响，应该把房间的所有家 具信息输入给软件，然后对每个家具进行差分，对每个离散后的节点列出热平衡方程，并 与房间其它温度节点的热平衡方程进行联立求解。但实际房间中家具的形状、大小、材料 各异。 ，若完全按照实际情况来建立计算模型，输入和计算都将变
16、得非常繁琐，因此需要做 一定的假设和简化。本文提出的平板模型是用一块材料为木材的平板来表示室内的家具， 平板模型中，平板表面发生的热交换过程反映出了实际家具表面的热交换过程，并且也是 逐渐作用到内部的，因此与不考虑家具系数影响或者用同步模型来考虑家具系数相比，平 板模型更接近于实际家具的热交换过程。 平板的厚度与长度和宽度相比很小，可以看成传热学中的无限大平板，即其热过程是 沿厚度方向的一维传热。如图 1.2-1 所示，将平板沿厚度方向进行离散，分为 n 片，用差 分方法对每片木板列出热平衡方程，然后放到整个房间的热平衡方程组中联立求解。图 2 平板模型平板表面的热平衡如下：(1.2-1)0convcondswlwrisqqqqq平板表面与室内空气的对流换热convq从平板内部传到表面的热量condq平板表面接受的
