中美商业建筑能耗特点对比研究与模拟验证

本论文深入探讨了中美两国商业建筑的能源消耗特点,从空调系统的特点、空调系统的历史演变、两国不同的文化追求和楼内环境舒适度差异等多角度进行探究,以便找到两国巨大的能耗差异背后的根本原因。 首先文章从全国、校园和典型建筑这三个层次,把中美两国商业建筑的能耗数据进行了全面的对比与分析,得出两国商业建筑能耗确实差异巨大的结论,并且从具体建筑的分析出发,找出了能耗差异的直接原因;接着文章追溯了美国近百年来的舒适性空调的发展历史,发现建筑形式与空调系统相互作用和影响的规律,并从历史的追溯中找出VAV系统在美国占据主流的原因;然后文章又介绍了在中美校园开展的室内舒适性问卷调研情况,对比分析了两国商业建筑内的热环境、光环境、噪音环境、室内空气品质及总体环境的现状,并得出结论:美国在付出了巨大能耗的情况下,并没有取得与之成正比的室内舒适程度。舒适度与温度等具体的物理参数直接相关,与能耗并没有明显的正比关系。 再接着文章从两国建筑的服务质量这个角度展开研究,更加深入的来对比两国的能耗特点。文章定义了空调系统的保障率的概念,并且模拟了VAV系统不同的服务时间下保障率与能耗的变化、及VAV与FCU+新风系统分别发生故障时能耗与保障率的变化,证明美国更偏爱VAV系统,且空调系统24小时运行是为了取得更高的保障率,减少人员维护量和投诉率。VAV系统在能源价格低廉、人工成本相对较高的美国恰好满足了这种特定的需求,因而得以广泛应用。 最后文章还比较了不同的房间使用率下,VAV、FCU加新风、FCU和分体空调这几种空调形式在制冷季的总能耗与制冷量需求。在房间使用率降低的情况下,无人房间的盘管或分体空调是可以关闭的,风机盘管加新风系统中的新风机无法关闭,VAV系统由于要保持最小送风量,也无法完全关闭,这使得不同系统在房间使用率降低的情况下能耗减小量不尽相同。不同系统在不同房间使用率下呈现不同特点,因此模拟时要把随机房间作息和使用率考虑进去才能更好的反应实际情况,得出正确的结论。