中国典型城市夏季室内热环境与节能潜力研究

【摘要】： 自然通风建筑能够充分利用自然界的能量来冷却或者加热建筑，并保持室内空气清新。如果加上适当的控制，则能够在消耗较少能量的基础上达到较高的热舒适度。ACS(the adaptive comfort standard)是ASHRAE修正标准55最近接受的一个新适应性热舒适标准。在ACS标准出现之前，有关热舒适的标准主要针对HVAC建筑，而自然通风建筑的热舒适标准则很不明确。对混合模式(自然通风和空调)建筑采用ACS标准，则空调设备运行温度只需不超过ACS的可接受性限制。由于ACS的上限和ASHRAE标准55的设置温度之间较大的不同，因此，通过实施ACS标准将可能有较大的节能效果。本文将使用室内热环境实测数据和空气焓变概念来分析计算ACS标准在中国典型城市的节能潜力。 本文在大同、西安、上海和广州等四个城市进行了连续系统的测试，得到了这四个城市的自然通风建筑室内的温湿度变化序列，及上海、大同同期室外温湿度的数据。利用ACS标准对四个城市室内热环境进行的分析表明，大同室内使80％以上的居住者满意的室内状态点的比例是95％，西安为82.8％，上海为64.4％，广州为52.6％。为保持室内热舒适，在广州和上海需要消耗更多的能量。 相对于ASHARE标准55，采用ACS标准可以节省部分冷却能量，节能率与ACS标准的温度上限设置点与单纯空调建筑中的温度设置点之间的差距成比例。用ACS标准来估计，则中国典型城市自然通风建筑的节能潜力将很大，其最低值在49.0％以上，其中上海、大同和西安的节能潜力较大，保持在60％左右，广州的节能潜力相对较低，为49.0％左右。显然，当人们对窗户可直接控制，并能够自由改变服饰时，利用自然通风代替空气调节存在着巨大的节能潜力。对单位质量的空气，空气焓变量的节省值在大同、西安、上海和广州分别为6538 kJ/kg、16714 kJ/kg、29991 kJ/kg和35192kJ/kg。这表明，在越炎热的地区实行ACS标准的节能潜力更大。 【关键词】：ACS 热舒适 节能潜力 焓变 自然通风建筑
【学位授予单位】：东华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TU831
【目录】：

• 中文摘要4-5
• 英文摘要5-7
• 主要符号表7-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 课题背景10-14
• 1.1.1 热舒适理论的主要问题10-12
• 1.1.2 热舒适研究方法的发展12-13
• 1.1.3 热舒适标准的发展13-14
• 1.1.4 能源与节能14
• 1.2 本文主要研究内容、方法和目标14-16
• 1.2.1 研究内容14
• 1.2.2 研究方法14-16
• 第二章 基础理论16-32
• 2.1 热舒适及其影响因素16-26
• 2.1.1 热舒适的概念16-17
• 2.1.2 影响人体热舒适的因素17-26
• 2.2 形成ACS的理论基础和实验基础26-29
• 2.2.1 ACS形成的理论基础26-28
• 2.2.2 ACS形成的实验基础28-29
• 2.3 ACS的具体内容29-32
• 2.3.1 最舒适温度和舒适范围的确定29-30
• 2.3.2 ACS的使用范围与节能潜力30-32
• 第三章 中国典型城市室内热环境实测结果与分析32-63
• 3.1 典型城市的确定及其夏季室外温湿度的测量32-42
• 3.1.1 典型城市的确定及其气候概况32-34
• 3.1.2 测点布置与室外热环境测试结果34-38
• 3.1.3 室外温湿度状态点在焓湿图上的分布38-42
• 3.2 典型城市自然通风建筑夏季室内热湿状况42-49
• 3.2.1 自然通风建筑夏季室内热环境的实测结果42-47
• 3.2.2 四个城市自然通风建筑夏季室内热现状比较47-49
• 3.3 典型城市自然通风建筑夏季室内热舒适状况49-63
• 3.3.1 室外气候对室内气候及舒适性的影响49-52
• 3.3.2 使用ACS分析夏季自然通风建筑室内热舒适状况52-58
• 3.3.3 使用PMV分析夏季自然通风建筑室室内热舒适状况58-63
• 第四章 住宅内人的适应性行为调查和节能潜力分析63-78
• 4.1 住宅内风扇和空调的使用情况及能耗的问卷调查63-69
• 4.1.1 上海居住类建筑的特征及空调、电扇配备情况调查64-65
• 4.1.2 居住者使用空调、风扇的情况及能耗调查65-69
• 4.2 ACS应用到中国典型城市自然通风建筑的节能潜力分析69-78
• 4.2.1 能耗及节能潜力的表示69-73
• 4.2.2 四个城市的焓变以及节能潜力73-78
• 第五章 结论78-80
• 参考文献80-82
• 攻读硕士学位期间发表论文82-83
• 致谢83

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