[发明专利]一种办公建筑冷负荷的预测方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑冷负荷控制技术领域，具体讲，涉及一种办公建筑冷负荷的预测方法。

背景技术

随着我国经济增长和城市化进程的不断推进，能源的需求也在快速提高。建筑能耗已经接近社会总能耗的三分之一，建筑节能是当前实现节能减排目标的重要课题。目前行业中比较常见的负荷估算方法为面积指标法，该方法虽然能适用于大部分建筑负荷的估算，但估算过于粗略，往往会导致负荷设计值偏大、运行效率偏低，进而造成不必要的能源浪费。采暖空调负荷的预测是准确配置设备系统、实现高效运行和良好的室内环境的基础。

影响办公建筑负荷的因素主要有外部因素和内部因素。其中，外部因素主要包括室外气象条件、围护结构、保温等；内部因素包括人员、设备、照明、室内环境参数等。

办公建筑冷负荷以围护结构为界分为三部分，一部分是通过围护结构传热和透过玻璃窗的日射得热形成的冷负荷，记为室外冷负荷；一部分是室内热源散热形成的冷负荷，记为室内冷负荷；另一部分是新风负荷，由于新风量与人员数量有关，而新风的送风温差又与室内设计温度有关，故将其单独列为一部分。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提出一种办公建筑冷负荷的预测方法，适用于办公建筑冷负荷预测，并为空调系统的优化运行提供可靠的参考。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种办公建筑冷负荷的预测方法，包括以下步骤：

步骤(1)：建立人员在室率逐时变化模型：输入参数为在室人数逐时变化值，输出参数为办公建筑人员在室率逐时变化曲线；

步骤(2)：建立设备冷负荷逐时变化模型，预测办公建筑内设备逐时冷负荷；输入参数为：设备类型、各类型设备的台数及额定功率；输出参数为办公建筑稳定使用时，设备冷负荷逐时变化曲线；

步骤(3)：建立人员冷负荷逐时变化模型，预测人员逐时冷负荷；输入参数为：人员在室率逐时变化模型；输出参数为办公建筑稳定使用时，人员冷负荷逐时变化曲线；

步骤(4)：建立照明冷负荷逐时变化模型，预测室内照明逐时冷负荷；输入参数为：办公建筑稳定使用时，灯具数量以及功率；输出参数为办公建筑稳定使用时，照明冷负荷逐时变化曲线；

步骤(5)：将上述步骤(2)设备逐时冷负荷、上述步骤(4)照明逐时冷负荷、上述步骤(3)人员逐时冷负荷相加，获得办公建筑室内冷负荷模型，预测办公建筑室内逐时冷负荷；

步骤(6)：建立办公建筑新风负荷逐时变化模型，预测新风逐时负荷：输入参数为：室内空气温湿度设定值；输出参数为：新风负荷逐时变化曲线；

步骤(7)：建立围护结构冷负荷逐时变化模型，预测围护结构逐时冷负荷：输入参数为：①建筑基本信息，主要包括建筑面积、围护结构的数量、面积、传热系数；②室内温湿度设定值；③室外气象参数预报值；输出参数为：围护结构冷负荷逐时变化曲线；

步骤(8)：建立太阳辐射冷负荷逐时变化模型，预测太阳辐射逐时冷负荷：输入参数为：①建筑基本信息，主要包括当地日照得热量、窗户的数量、地点、构造、遮挡情况；②室外气象参数预报值；输出参数为：太阳辐射冷负荷逐时变化曲线；

步骤(9)：将上述步骤(7)围护结构逐时冷负荷、上述步骤(8)太阳辐射逐时冷负荷相加，获得办公建筑室外冷负荷模型；

步骤(10)：将上述步骤(9)室外逐时冷负荷、上述步骤(5)室内逐时冷负荷、上述步骤(6)新风逐时负荷相加，获得办公建筑冷负荷模型。

所述步骤(1)建立人员在室率逐时变化模型，具体步骤如下：

1)计算人员在室率，人员在室率的定义为当前时刻在室人数与室内设计人数之比：

式中：y为不同时刻的人员在室率，N为办公建筑设计在室人数，n_t为t时刻的在室人数；

2)预测目标办公建筑人员在室率变化模型：

将典型的一天上班时间分为上班时间自08:30至09:30、午休时间自11:20至13:00、下班时间自17:20至18:00、工作时间自09:30至11:20以及自13:00至17:20四个时间段，获得每个时间段一周的平均在室人数变化后，对上班时间段、午休时间段和下班时间段分别用下列公式对人员在室率进行拟合：

y＝ax³+bx²+cx+d (2)

式中：y为不同时刻的人员在室率；a、b、c、d为模型系数；x为时间。

所述步骤(5)建立办公建筑室内冷负荷模型，具体公式如下：