03-04-住宅特点及模拟要点在线视频

前面两讲我们分别对

住宅建筑的现状和热点问题

进行了分别的介绍

在本讲中我们将围绕

住宅建筑物建筑热过程的特点

和建筑模拟中的一些要点

进行分别介绍

首先在住宅之中人员和设备的作息

存在巨大的差异

人员和设备热扰

是影响住宅建筑负荷的重要因素

与公共建筑相比

住宅建筑中的人和设备的作息

存在很大的差异

如图所示在调研中得到不同的住户

客厅有人的时间段

那这种时间段会直接影响到

家中设备开启的时间和频率的差别

同样设备的作息也是这样

即使同一住户每天的作息

也存在着较大的差异

同样通过调研测试可以看到

住宅中居民普遍具有

开窗通风的习惯

而这种开窗通风的习惯会使得

室内的通风换气次数

在很大的一个范围内不断地变化

而这种巨大的变化

会对模拟结果产生直接的影响

通过实际测试可以看到

在我国北方这种气密性较好的

建筑之中

如果不开窗的情况下

它的通风换气次数

往往是小于0.5次每小时的

而在我国南方一些老旧的建筑之中

它的气密性往往不是特别好

而它的通风换气次数

往往会达到1次每小时

然而在开窗的情况下这种通风换气次数

有显著的变化

往往开窗的情况下

通风换气次数可以达到5到10次每小时

这是我们机械通风系统

往往很难达到的

通风换气次数

下面我们请

北京工业大学的简毅文老师

为我们介绍一下开窗通风行为

对室内热环境的影响

同学们好现在我来简单介绍

可变通风与建筑能耗的关系

这里可变通风是指通风换气量

随时间变化的自然通风

那什么是自然通风呢

自然通风就是指在热压风压等

自然手段作用下

在建筑开口比如外窗两侧

形成压差从而来促进空气流动的

一种通风换气方式

因此从这个意义来理解

在人对室内环境控制的层面上

居住者对建筑外窗的开启关闭的状况

以及开启面积的大小

这些也就是我们通常所说的

开窗行为是决定房间

通风换气量的主要因素

那接下来我们又要来问

什么是影响房间

开窗行为的主要因素呢

为了回答这个问题

我们首先来讨论一下

通风换气对室内环境的影响

我们知道通风换气

导致室内外空气的流动

促进了室外空气与室内空气的掺混

这种掺混在能量上

改变了室内空气的温度

在质量上改变了室内空气

组成成分的浓度

因此人体 居住者

对室内空气环境的需求

是决定开窗行为的主要因素

当然还有一些其他的原因

比如对室外噪音的控制

和遮风挡雨等等

我们在这儿所讨论的重点

仍是对室内空气环境包括热湿环境

和室内空气品质的影响

是决定开窗行为发生的主要因素

因此室外空气的温度状况、湿度状况

以及空气组成成分的状况

是决定开窗行为的主要因素

就像简易文老师所介绍的那样

开窗通风不仅会对室内建筑热环境

和能耗产生非常显著的影响

同时也会对室内空气品质

产生非常显著的作用

下面我们请清华大学的赵彬老师

为大家介绍一下开窗通风

对室内空气品质的影响

通风指的是通过某种自然

或者机械的手段

把户外的新鲜空气引入到室内

这样的一个过程

所以通风是引入了不同于室内的新鲜空气

那么通风就有可能对室内

已有的空气污染物

起到一个稀释的作用

从而降低室内的污染

比如说室内有一些家具板材

散发的污染物

像甲醛苯之类的

通过通风可以很好的

有效的把它们的浓度降低

同时室内由于人员过多

产生的二氧化碳浓度上升

也可以借助于通风将二氧化碳浓度降低

所以在很多时候通风量的大小

成为了衡量室内空气质量的

一个重要的指标

但是随着现在我们国家

大气污染的问题的日益突出

当室外大气污染比较严重的时候

比如说雾霾天气

通风有可能把室外的PM2.5

引入到室内来

反而加剧室内的PM2.5污染

使得室内PM2.5浓度上升

所以在我国当前室内空气污染

面临着内忧和外患的情况下

通风的好的和坏的一面

在我们实际对通风进行

对通风效果进行评估的时候需要来权衡

也就是通风到底降低了哪些室内污染物

同时又使得哪些室内的污染物浓度上升

这个时候就需要

有一个合理的通风的手段

比如说是用自然通风好

还是机械通风加过滤好

那么这个情况这两种手段

不仅影响了我们对室内空气污染物的

一个综合的控制效果

而且也影响着不同的通风形式

带来的建筑能耗

比如说如果我们用自然通风

它不需要额外的风机

来驱动室外的空气进入室内

那么从这个角度上来讲

它可以节约很多的风机的能耗

但是我们知道自然通风如果未经处理

在室外空气污染严重的情况下

会给室内增加额外的污染

这个时候势必要配合一些

室内的空气净化设备来使用

那么室内空气净化设备

配合自然通风的控制效果

和另外一种相应的手段

就是通过过滤室外新风

由风机送入的这些机械式送风系统

哪种的控制效果好

以及哪种的能耗高

那么这个也是我们现在我们这个领域

正在着重研究的一个问题

通过前面两位老师的介绍

我们可以看到住宅建筑之中

开窗通风的行为

对室内热环境建筑能耗

以及对室内空气品质

都会有非常显著的影响

因此在我们的模拟过程之中

需要对开窗通风的行为

进行非常详细的设置

此外空调开启方式

也是住宅能耗模拟中的

一个重要关键点

目前我国住宅建筑中

大多采用的空调使用方式

是一种“部分时间 部分空间”的模式

图中的调研可以看到

整个夏季一直开着空调的

仅为2%的用户

而其他90%以上的用户

大多采用都是一种“部分时间

部分空间”的方式

而通过调研实测可以看到

居民一般都会在感觉热的时候

才会开空调

而这种行为呢

在我们的调研和统计中

可以看到一个非常有意思的现象

那就是他们判断要开空调的温度

是在28度到29度

这样一个温度情况下

决定是否开空调

而开了空调之后呢

房间的设定温度往往是27度或者26度

这样一个设定温度

因此存在一个启动温度的概念

就是说用户会在一个

相对比较高温的情况下

当居民感觉到热的情况下

才会开启空调

而开启空调之后的

房间的设定温度往往会低于

启动温度

大概在26度左右

那这是我们在模拟中

非常需要注意的设定

综上所述我国住宅建筑

一般具有“部分时间

部分空间”的使用特征

同时大多时间会采用开窗通风的方式

进行降温

而如果在模拟之中采用的使用方式

与实际的使用方式

有巨大差异

这样会造成模拟结果

与实际的建筑能耗具有巨大的差异

例如如果我们采用

全时间全空间的方式

对住宅的能耗进行计算的话

我们会计算得到上海居住建筑

采暖空调的能耗大概是55.1度电每平米

而通过实际的调研数据我们可以看到

在上海地区总的用电量平均值

仅为15.2度

因此在住宅建筑中

输入参数和计算的

行为使用方式

对计算结果有非常显著的这种影响

我们下面就通过一个案例

来对两种不同的输入参数

对能耗的影响进行分析

这个案例是位于上海的住宅

是一个板楼 共有12层

每层有4个住户

住宅的层高设为2.8米

在这个案例中我们采用两种

不同的计算模式进行计算

其中计算模式一

我们采用的是全时间全空间

连续运行的计算模式进行计算

其中室内外的通风换气次数

恒定取为1次每小时

而计算模式二

采用的是一种

比较符合我国实际居民

使用模式的方式进行计算

空调的运行模式采用一种

“部分时间 部分空间”的

间歇运行的模式

夏季的启动温度是29度

而设定温度是26度

室内外的通风

是根据室内外热状况

进行可变通风的模式进行设定

通过模拟分析可以看到

计算模式一所得到的全年耗冷热量的

总量大概是94.1千瓦时每平米每年

而计算模式二计算所得到的

全年耗冷热量

仅为17.3千瓦时每平米每年

而计算模式二所计算得到的结果

是比较符合于我们实际调研数据

得到的20千瓦时每平米每年的

全年耗冷热量的总和

因此通过这个对比可以看到

不同的计算模式会对计算结果

有非常显著的差异

会对建筑能耗的水平

会有非常显著的影响

此外我们不同的输入参数

也会对评估结果

造成非常显著的影响

我们在计算模式一之中

而计算模式二之中

分别对这种建筑物

采用单层窗和双层窗这两种不同的技术

会产生什么样的节能效果进行评估

我们可以看到在计算模式一之中

采用双层窗的建筑物

它的能耗会增加一定的

这种空调的能耗

而在计算模式二的情况下

采用双层窗却会比单层窗

能耗有一定的下降

那这是什么原因造成的呢

在计算模式一之中

在夏季最热的时候

采用双层窗是有利于降低

空调冷负荷的

而在过渡季节

当室外温度低于室内的时候

由于它采用固定的通风

室内无法开窗通风来进行降温

这样的话会在五六月份和九十月份

都会造成建筑物的能耗

双层窗会高于单层窗

而在计算模式二之中

由于在过渡季节双层窗的建筑物

可以通过开窗通风的方式进行降温

而在最热的季节

双层窗的热性能又会比单层窗要好

从而会使在全季节中

双层窗的能耗

都会低于单层窗的整个建筑

因此在住宅建筑能耗模拟之中

不同的使用模式是建筑能耗模拟的

一个非常重要的关键点

它不仅会对建筑能耗模拟的结果的

能耗水平产生显著的影响

也会对我们技术评估的结果

产生非常重要的影响

因此在住宅能耗模拟之中

需要非常重视计算模式问题