广州大学城建筑冷负荷特点分析

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1、广州大学城建筑冷负荷特点分析张磊孟庆林（广州华南理工大学建筑节能与DeST研究中心）摘要：广州大学城建筑类型复杂多样，主要有教学楼、图书馆、食堂、宿舍等建筑类型，这些建筑类型室内人员、灯光和设备热扰变化具有不同的时间性和规律性，从而造成各类建筑全天冷负荷变化各具特点，本文分析了大学城各类建筑冷负荷特性，并采用能耗模拟软件进行了验证，可以为大学城区域供冷方案的确定和实施提供理论支持。关键词：冷负荷室内热扰区域供冷模拟计算1.广州大学城概况广州大学城位于广州市番禹区小谷围岛及其南岸地区，总规划用地43.3平方公里，规划总人口35~40万人，人口构成为：学生为1

2、8~20万人；教师员工为1.5~2万人；职工约为5万人；其他人员7~8万人。大学城内教学区主要建筑类型及其面积指标如下表所示：表1建筑类型及面积建筑类型教学楼实验室图书馆宿舍学术中心行政办公体育馆食堂生活服务建筑面积（万M2）99.6382.3932.11143.348.327.776.320.75524.64空调面积（万M2）59.849.422.524.46.220.84.410.413.3装中央空调比例（%）8010010020100100100100902.建筑冷负荷特点广州大学城教学区建筑类型较复杂，包括教学楼、实验室、图书馆、学术中心、行政办公

3、、学生宿舍、食堂等类型，不同建筑类型的人员、设备、灯光负荷值和作息时间差异较大，大学城内主要人流是学生、教师和部分服务人员，这些人员是移动的空调负荷群，且时间性、规律性比较明显，例如：在上午（8：00~12：00）和下午（14：00~18：00）工作时间内，宿舍、食堂人员密度较少，空调负荷较低，可以少开机，甚至不开机，而在教学楼、图书馆、实验室等类建筑中，人员密度较大，灯光、设备负荷也相应增加，空调负荷较大，并在下午出现空调负荷峰值；而在中饭（12：00~13：00）和晚饭（18：00~19：00）时间，学生和教师主要集中在食堂和宿舍，造成这两类建筑冷负荷

4、增加并出现最大值，而此时，其他建筑空调负荷则相对较低。正是这种一定量的人员在不同时间段，在不同建筑中的分配，造成了不同建筑类型最大冷负荷出现时间上的差别，这个差别可以用同时使用系数来体现，同时使用系数的定义为：各类建筑全天逐时冷负荷相加的最大值与每个单个建筑这一天内的最大冷负荷相加的比值。同时使用系数反映了各类建筑全天冷负荷最大值出现时间上的差别，同时使用系数越小，说明不同建筑类型同一天内最大冷负荷出现的时间差别越大，反之，则差别越小，如果同时使用系数等于1，则说明最大冷负荷在同一时刻出现。获得合理可靠的同时使用系数，可以得出空调系统准确的总装机容量，以及

5、相应的电气增容、配套设备、空调及变配电用房的面积，避免装机容量大于实际需求而造成浪费。为了验证上述大学城内各类建筑负荷特性的分析，并确定同时使用系数，采用DeST能耗模拟软件计算了上述大学城内建筑类型的全年逐时冷负荷。-113-1.建筑能耗模拟计算在模拟过程中，考虑到人员、设备、灯光等室内热扰是影响大学城内各建筑冷负荷变化的主要因素，需要解决的主要问题是这些内扰对建筑冷负荷的影响，而围护结构的动态热性能并不是考虑的重点，以及在大学城规划阶段缺少详细的建筑外形和尺寸资料，因此在建模过程中，忽略了建筑尺寸和体形的影响，采用最基础的，最简单的模型，如下图所示：图

6、1建筑模型建筑外窗对建筑空调负荷的影响较大，为了能真实反映建筑冷负荷的变化规律，对不同建筑类型设定了不同的窗墙比和窗玻璃材料，如下表所示：表2窗墙比和窗玻璃材料建筑形式南北窗墙比东西窗墙比窗材料公共教学0.50.33mm单片白波（K=5.9，SC=0.95）实验楼0.50.33mm单片白波（K=5.9，SC=0.75）图书馆0.60.53mm单片白波（K=5.9，SC=0.6）学术中心0.50.353mm单片白波（K=5.9，SC=0.75）行政管理0.50.353mm单片白波（K=5.9，SC=0.75）体育馆0.30.33mm单片白波（K=5.9，SC

7、=1）学生公寓0.40.13mm单片白波（K=5.9，SC=0.75）食堂餐厅0.450.23mm单片白波（K=5.9，SC=0.95）生活服务0.40.23mm单片白波（K=5.9，SC=0.95）按下表所示设定人员、灯光、设备热扰的值：表3人员、灯光和设备热扰设定建筑形式人员密度人员显热人员散湿灯光负荷设备负荷　人/m2W/人kg/人.hW／m2W／m2公共教学0.5580.0753020实验楼0.2510.1943230图书馆0.125630.0683020学术中心0.33510.194305行政管理0.2610.1093010体育馆0.35610.

8、1092010学生公寓0.125570.1152010食堂餐厅0.