重庆地区办公建筑通风系统的改造研究

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建筑节能的研究一直备受各国学者的关注,办公建筑能耗高,在公共建筑中占有的比例大,因此节能潜力较大。通风在建筑节能方面的作用十分重要,尤其针对过渡季节,对办公建筑进行通风降温能达到很好的节能效果。混合通风将自然通风与机械通风结合,具有两种通风方式的优点。因此,论文依托十三五国家重点研究项目“既有公共建筑室内物理环境改善关键技术研究与示范”课题,对过渡季节既有办公建筑混合通风系统的改造进行了研究。本论文的研究成果对推进节能低碳工作的落地实施具有一定的工程价值。作者对重庆市33个既有公共建筑的空调系统及通风现状进行了调研,综合考虑不同房间的自然通风条件,提出了针对既有办公建筑的混合通风系统改造方案,对既有办公建筑中实施混合通风系统改造的可行性进行了论证,并针对直接在空调系统上改造存在的问题,提出了解决办法。根据调研资料的分析及实验研究的结果,对混合通风系统的需求风量进行了定量分析,得到了重庆市办公建筑不同类型房间的适宜换气次数范围。通过自然通风量的实测数据,对De Gids和Phaff提出的理论推导公式进行了修正,预测了办公建筑过渡季节自然通风量范围。借助DeST软件模拟了办公建筑过渡季节负荷情况,划分了重庆市办公建筑的负荷等级。利用全面通风换气公式计算了过渡季节通风降温需求的总风量大小及对应换气次数,通过方案对比分析,优选出了改造方案,确定了机械通风部分的设计换气次数,并进一步用数值模拟的方法证实了该混合通风系统具有良好的运行效果。基于热舒适理论及通风定量分析,作者提出了混合通风系统改造设计的技术要求。参考重庆市典型气象年数据和《民用建筑室内热湿环境评价标准》(GB/T50785-2012),得出了重庆市过渡季节室内舒适温度范围在16~26℃之间,并以此为温度上、下限,确定了通风室内设计温度。选用CFD计算软件——FLUENT对房间的速度场及温度场进行了模拟,给出了排风口推荐风速。针对确定的改造方案,提出了混合通风系统的运行策略。以室内及室外的实时温度为监测参数,自动控制空调系统及机械通风系统的启停。分析了该系统的适用性,自然通风在通风最不利时段的可利用率极低,为13%;混合通风系统的可利用率较高,大于68%,指出混合通风系统的改造具有必要性。
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