当前课程知识点：建筑室内热环境模拟及应用 > 第三章 住宅类建筑能耗模拟分析方法 > 03-04-住宅特点及模拟要点 > 03-04-住宅特点及模拟要点
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
-01-01-建筑设计与运行中存在的问题与挑战
-01-02-建筑模拟是解决上述问题的重要手段
-01-03-建筑模拟的历史与分类
-01-04-DeST的介绍与特点
-01-05-DEST的应用
--Video
-01-06-准确性问题
--Video
-01-07-建筑模拟过程中常见的几个问题
--01-07
-01-08-课程目标与安排
--Video
-01-09-录屏-DEST简介
--01-09
-01-10-录屏 DEST建模
--1-10
--1-11
-第一章 绪论--第一次作业
-02-01-建筑热环境的三大传热过程
--Video
-02-02-非透明围护结构的热平衡过程
--Video
-02-03-透明围护结构的热平衡过程
--Video
-02-04-室内空气的热平衡
-02-05-建筑热过程的动态求解方法简介
--Video
-02-06-室外气象参数的取值方法
--Video
-02-07-录屏：DeST围护结构的设定
-02-08-录屏：DeST建筑全局设定
--Video
-第二章 建筑热过程与负荷计算--第二次作业
-03-01-中国城镇住宅建筑现状
-03-02-住宅中的热点问题-1
-03-03-住宅中的热点问题-2
-03-04-住宅特点及模拟要点
-03-05-住宅模拟案例-1
-03-06-住宅模拟案例-2
-3-7-房间功能设置1
--Video
-3-8-房间功能设置2
--3-8
-3-9-房间功能设置3
--3-9
-3-10-房间功能设置4
--3-10
-第三章 住宅类建筑能耗模拟分析方法--第三次作业
-04-01-公共建筑用能现状
-04-02-公共建筑的用能特征
-04-03-公共建筑模拟中的关键点
-04-04-模拟分析的实例
-04-05-录屏：建筑参数设定（1）
-04-06-录屏：建筑参数设定（2）
-04-07-录屏：建筑参数设定（3）
-04-08-录屏：建筑参数设定（4）
-04-09-录屏-报表解读（1）
-04-10-录屏-报表解读（2）
-04-11--录屏-报表解读（3）
-04-12--录屏-报表解读（4）
-第四章 公共建筑能耗模拟分析方法--第四次作业
-5-1 环境控制方案模拟的工程背景和影响因素
-5-2-环境控制系统模拟的实际工程应用
-5-3-空气处理设备方案的影响因素
-5-4-空气处理设备的模拟分析方法
-5-5-录屏：DeST中Scheme模拟计算的操作方法
-5-6-录屏：DeST中AHU模拟计算的操作方法
-第五章 环境控制模拟分析方法--第五次作业
-06-01 冷热源与水系统的工程背景与实际意义
-06-02 冷热源与水系统的模拟设计方案
-06-03 特约采访：空调水系统常见工程问题介绍-张野
-06-04 建筑能耗系统的背景和主要内容
-06-05 建筑能耗系统模拟的基本方法
-06-06 特约采访：分项计量系统与模拟的关系-沈启
-06-07 经济性分析的基本方法
-06-08 经济性分析的实际工程应用
-06-09 特约采访：经济性模拟分析的必要性与特点-王福林
--06-09 特约采访：经济性模拟分析的必要性与特点-王福林
-06-10 录屏：冷热源与泵站分析的具体操作
-06-11 录屏：其他能耗系统模拟计算模块操作
-06-12 录屏：经济性分析模块模拟操作
-第六章 冷热源方案设计与经济性分析--第六次作业
-07-01 建筑光环境：窗和遮阳
-07-02 DeST中的遮阳计算与日影分析
-07-03 外檐的遮阳与建模技巧
-07-04 DeST中的采光模拟分析方法
-07-05 DeST软件使用的实用专题
-07-06 批处理功能介绍
-07-07 多联式空调系统VRF的主要特征
-07-08 VRF系统的设计关键点
-07-09 录屏：VRF多联式空调系统模拟计算方法
-07-10 录屏：DeST中的遮阳模拟计算方法
-07-11 录屏：DeST中的阴影和采光计算
-07-12 录屏：阳光遮挡对负荷影响的模拟分析
-07-13 录屏：遮阳板对负荷影响模拟分析
-07-14 The Interview of Sun Kaiyu from Lawrence Berkeley National Laboratory about the practical eng
--Video
-第七章 VRF系统与建筑采光模拟及批处理操作--第七次作业
-08-01 人行为对建筑能耗的影响
-08-02 人行为的定义、分类与特征
-08-03 人行为的模拟分析方法
-08-04 人行为建模与实际应用（1）
-08-05 人行为建模与实际应用（2）
-08-06 录屏：DeST软件中人行为模拟模块的计算
-08-07 访谈：IEA能源分析师Brian Dean谈建筑人行为
--08-07 访谈：IEA能源分析师Brian Dean谈建筑人行为
-第八章 人行为模拟分析方法与DeST应用案例介绍--第八次作业
