第一情报 ---能源与环境

日本、香港等地的大空间建筑空调技术研究现状

供稿人:ISTIS  供稿时间:2004-11-24   关键字:建筑空调  
20世纪80年代的大空间建筑在节能问题上主要着眼于节约能源和舒适性,进入90年代以来,除以上考虑外,更加关注空调建筑物对地球环境的影响,这主要涉及以二氧化碳为代表的温室气体的排放量问题。随着社会进步和人类科学技术的日益提高,计算机的大容量化和高速度化以及计算流体力学的发展,利用紊流模型基本方程和差分法进行三维紊流数值解析,对复杂大空间的气流分布可获得其风速分布和速度矢量分布。由于人类对大空间建筑空调研究的日益成熟,大空间建筑空调应用将会有一个非常广阔的前景。
 
日本、香港等地的研究人员在物理模型实验基础上,利用CFD仿真技术模拟温度场和速度场,使得计算机模拟与模型实验相结合的技术被广泛运用于大空间建筑空调技术的研究上,对大空间内的温度场以及空间PMV值分布进行模拟,并探求节能的空调系统[文献1,7~9]。
 
如日本东京大学工业科学研究学院(Institute of Industrial Science University of Tokyo) 研究了用新型CFD仿真室内气候的设计,提出将室内的HVAC空调控制系统与辐射热交换模拟耦合,如辐射面板表面温度、供气温度等,以及当人们对热量有相同的舒适感(如PMV,运行温度等),作为边界条件来模拟,输出到控制系统可以用于分析HVAC 的状态。这种方法可提高对冷却负载的评估质量,可以确定在相同的PMV 值的情况下最为节能高效的HVAC系统;可分析不同的HVAC系统的冷却或加热负载,分析室内变化的目标热环境中的冷却负载;这个环境中还考虑居住者穿着的衣物引起的温度和气流分布的情况。在研究中发现辐射空调系统对于全空气空调系统而言在冷却半封闭空间更加高效节能[文献7,8]。
 
香港城市建设大学建筑节能学院(Building Energy Research Group Dept. of Building and Construction City University of Hong Kong)将计算流体力学CFD程序EXACT3应用于研究具有空调系统的体育馆中的温度分布和空气流动,在数值研究中,发现热量分层对能耗的影响会引起HVAC设备设计过载,因此体育馆内热量分层现象极为重要,若没有考虑热量分层,在最佳排气位置时其供冷负荷被高估了45.4%,因此相应的最高冷负荷即冷冻机容量将从59.9千瓦升至 77.6千瓦[文献9]。
 
此外,国内研究主要涉及到局部空调射流的实验研究,大空间建筑室内垂直温度分布的实测研究,区域控制耦合等[文献2~5]。如华中理工大学研究了大空间大面积空调系统设备的集群协调控制,分析了楼宇自动化设备及计算机网络的应用体系结构,从信息理论的角度提出了利用大空间空调系统的测量信息冗余提高动态控制性能的措施,采用人工神经网络控制器进行信息融合进而实现协调控制[文献2]。
 
 
 
 
 
 
 
 
参考文献:
出处:空调暖通技术 2003(1) 11~15
作者:熊翰林 何天淇 李小丰 杨露露(重庆大学B区城市与环境工程学院)
出处:暖通空调  1999,29(5) 10~13
作者:黄勇理 瞿坦(华中理工大学)
出处:东建筑工程学院学报  2002,17(4) 63~67
作者:宋桂梅 陈宝朋 (山东建筑工程学院空调工程系)
4.标题:大空间建筑室内局部空调的研究
出处:建筑学报 1998, (6) 17~18
作者:杨永昌、山田则行
5.标题:大空间建筑冬季室内热环境现场测试及能耗分析
出处:暖通空调  2002,32(2) 5~7
作者:黄 晨、李 伟等(上海理工大学供热通风与空调工程研究所)
6.标题:国内外建筑设备节能管理概况和上海建筑设备节能对策
出处:能源技术  2003, 24(1)21~24
作者:倪德良(上海市能源研究所)
7.TI: Indoor cooling/heating load analysis based on coupled simulation of convection, radiation and HVAC control
SO:Building and Environment v 36 n 7 August 2001. p 901-908
AU: Kim, T.;Kato, S.;Murakami, S.
8.TI: Indoor climate design based on CFD coupled simulation of convection, radiation, and HVAC control for attaining a given PMV value
SO:Building and Environment v 36 n 6 July. p 701-709
AU: Murakami, S.;Kato, S.;Kim, T.
9.TI: CFD analysis and energy simulation of a gymnasium
SO: Building and Environment v 36 n 3 2001. p 351-358
AU: Lam, J.C.;Chan, A.L.S.
 

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