辦公建築內部負荷擾量特性分析與疊加機理研究

《辦公建築內部負荷擾量特性分析與疊加機理研究》是依託天津大學，由丁研擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：辦公建築內部負荷擾量特性分析與疊加機理研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：丁研
• 依託單位：天津大學

項目摘要

由於傳統的設計方法不適用於描述建築內部負荷的隨機性特點，故對內部負荷擾量特性分析和疊加機理進行研究，可改變設計負荷普遍偏大的現狀，提高建築能源系統運行效率，具有重要意義。本課題通過對辦公建築能耗的敏感性分析，確定內部負荷的影響因素；基於時間和空間的熱量平衡關係，建立針對建築內部負荷擾量變化規律的評價指標；結合對調研建築樣本的統計，研究負荷擾量的特徵參數；建立描述內部負荷隨機性的數學模型，套用隨機數學的求解方法，探索負荷變數出現和變化規律；依照內部負荷因素的關聯性，採用可靠性分析方法，揭示內部負荷的疊加機理。本課題將形成分析辦公建築內部負荷的基礎理論和負荷設計方法，為進一步最佳化節能建築的設計理念提供理論依據。

結題摘要

由於傳統建築負荷的設計計算依賴於面積指標的估算方法，沒有考慮建築內部負荷擾量的隨機性特徵，從而導致空調設備的體量普遍存在因選型偏大而帶來的運行能效偏低的問題。本課題針對採用空調系統的辦公建築，從人員、設備、燈具等建築內部的負荷擾量角度出發，建立了描述內部負荷擾量的參數指標和數學分布，形成了內擾負荷隨機變化特性的數學描述方法。在影響建築負荷的多個影響因素中，通過主成分聚類分析的方法，確定了辦公建築內以人員為代表的室內熱源對建築負荷的影響占主導作用，該類負荷的時變性顯現出“雙峰分布”的特點。據此以時間為自變數建立了人員負荷、設備負荷和燈具負荷的分段回歸式。基於對室內人員、設備數量的調研與統計，提出了人員在室率的指標，建立了馬爾科夫轉移矩陣的數學模型對人員、設備負荷變化的隨機性特點進行描述。本課題基於隨機方法建立了以人員在室率為核心的一系列數學描寫構建起的內擾直接能耗預測模型和內部負荷擾量疊加模型，可使辦公設備引起的直接能耗預測結果與實際耗電量的平均誤差率控制在5%以內，可使辦公建築的設計冷負荷與實測最大供冷量之間的誤差控制在10%以內，有效提高了辦公能耗預測和辦公建築負荷設計的準確性。