陳彥龍

（北京中鐵生態(tài)環(huán)境設計院有限公司，北京 102600）

0 引言

建筑能耗占全國能源消耗近30%。隨著我國經(jīng)濟飛速發(fā)展，我國能源供應與經(jīng)濟社會發(fā)展的矛盾十分突出，建筑節(jié)能對于促進能源資源節(jié)約和合理利用，緩解我國能源供應與經(jīng)濟社會發(fā)展的矛盾，加快發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，實現(xiàn)經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展有著舉足輕重的作用，是保障國家能源安全、保護環(huán)境、提高人民群眾生活質(zhì)量、貫徹落實科學發(fā)展觀的一項重要舉措。

學校建筑作為重要公共建筑，有其自身使用特點，其顯著特征是：人員密度較大、新風換氣量大、照明密度也大，但是教學建筑具備每年在負荷峰值期放寒暑假，因而會對其負荷峰值及設備運行產(chǎn)生影響。目前關于該問題的論述在文獻中較為少見，因而，本文就此問題展開分析。

1 寒暑假對暖通空調(diào)室外計算參數(shù)的影響

為準確評價寒暑假對中小學暖通空調(diào)設計的影響，首先調(diào)研了近五年寒暑假放假時間，如表1 所示。

考慮到暖通空調(diào)設計需滿足一定保證率，假期時間取近五年并集：寒假時間為 1 月 31 至 2 月 12 日；暑假時間為：7 月 13 至8 月 31。

北京的氣候為典型的北溫帶半濕潤大陸性季風氣候，夏季高溫多雨，冬季寒冷干燥，春、秋短促，年平均日照時數(shù)在2000—2800h 之間。四季分明，夏熱多雨，秋爽冬寒，春短干旱多風。1 月平均氣溫-4.1℃、最低氣溫-15℃，7 月平均溫度27.6℃、最高氣溫41.9℃。年降水量500～700mm。

本文選取《中國熱環(huán)境分析專用氣象數(shù)據(jù)集》（注：以下簡稱《數(shù)據(jù)集》）典型氣象年逐時參數(shù)，按照《民用建筑供暖通風與空氣調(diào)節(jié)設計規(guī)范（GB 50736—2012）》（注：以下簡稱《民規(guī)》）4.1節(jié)室外空氣參數(shù)不滿足率的選擇方法，得到去除寒暑假后的室外氣象參數(shù)，如表2 所示。

由表2 可知，考慮暑假因素后，夏季空氣調(diào)節(jié)室外計算干球溫度比《民規(guī)》低0.2℃，夏季空氣調(diào)節(jié)室外計算日平均溫度比《民規(guī)》低0.7℃，夏季空氣調(diào)節(jié)室外計算濕球溫度比《民規(guī)》低1.9℃。考慮寒假因素后，采暖室外計算溫度比《民規(guī)》高0.5℃，冬季空氣調(diào)節(jié)室外計算溫度及相對濕度近似于《民規(guī)》相等，下面分析氣象參數(shù)的差別對負荷及暖通空調(diào)系統(tǒng)的影響。

2 寒暑假對空調(diào)系統(tǒng)設計的影響

2.1 夏季工況

夏季空調(diào)冷負荷可分為三個部分：新風負荷，圍護結構負荷及室內(nèi)負荷。其中新風負荷與圍護結構負荷與室外氣象參數(shù)選取有關。

對于新風負荷：

表1 北京市中小學近五年寒暑假時間統(tǒng)計

表2 氣象參數(shù)對比

表3 小學體育館及食堂負荷統(tǒng)計

其中：C′-去除寒假假期后的負荷（注：下同）；H′O-74.7kJ/kg；HO-82.9kJ/kg。

可見，對于新風負荷，暑假因素的影響不可忽略，尤其對于采用全空氣系統(tǒng)、新風量巨大的公共建筑，如：體育館、食堂、廚房等。主要原因是新風含濕量較低，如圖1 所示。

圖1 去除暑假后室外空氣含濕量頻數(shù)與原始參數(shù)對比

對于圍護結構負荷，其負荷形成是由于室內(nèi)外溫差和太陽輻射作用的結果，我國常用冷負荷系數(shù)法進行計算，其基本原理是傳遞函數(shù)法，考慮到計算較為復雜，且考慮暑假因素后空調(diào)室外計算溫度及日平均溫度均與《民規(guī)》較為接近，圍護結構負荷計算可近似按《民規(guī)》選取。

2.2 冬季工況

根據(jù)冬季熱負荷計算方法可知，圍護結構熱負荷近似為：

取tn為18℃可知，考慮寒假因素的熱負荷為按照《民規(guī)》的98%，故可忽略放寒假對冬季采暖系統(tǒng)設計的影響。

對于冬季全空氣系統(tǒng)空調(diào)設計，設計內(nèi)容主要為室外冷空氣的加熱負荷及加濕負荷，對于加熱負荷：

故可按《民規(guī)》參數(shù)計算冬季工況暖通空調(diào)負荷及選擇設備容量。

3 實際案例

以筆者參與的某大學附屬中學工程為例，分析寒暑假因素對其體育館及食堂負荷的影響。該工程總建筑面積13.3 萬平方米，分為中學及小學兩個部分，其中中學部體育館及食堂情況，小學體育館及食堂為一棟建筑，總建筑面積為5948m2，各部分面積及負荷情況，如表3 所示。

若考慮到放暑假的因素，新風負荷可減小至：619.57kW，冷機裝機容量由1153.9kW 減小為831.87kW，容量減小27.9%，對于減小初投資及提高冷機運行效率均有顯著作用。

4 結論

本文分析了夏季與冬季工況中小學校寒暑假對負荷及常見空調(diào)形式的影響，得到以下結論：①對于夏季工況，暑假因素對空調(diào)負荷尤其是新風負荷影響顯著，不可忽略，以本文體育館及食堂案例，考慮暑假因素后，冷機裝機容量減小27.9%，對減小初投資及提升冷機高效運行有顯著左右；②對于冬季工況，可按《民用建筑供暖通風及空氣調(diào)節(jié)設計規(guī)范》室外設計參數(shù)進行設計。