作者 | Author：沈振江 SHEN Zhenjiang，滕瀟 TENG Xiao，田村浩次 TAMURA Koji，張云天 ZHANG Yuntian

/ 日本金澤大學(xué)環(huán)境設(shè)計學(xué)院 School of environmental design,Kanazawa University,Japan

1 研究背景

近年來，城市化造成全球變暖和熱島現(xiàn)象等環(huán)境問題，已成為國際上所強調(diào)需要解決的問題[1][2][3]。在日本，這些問題歸因于城市中的建筑物和車輛的人為熱量排放、以及城市活動中一次能源消耗的二氧化碳排放；[4][5][6]一次能源消費中占比最大的項目是通過燃燒化石燃料發(fā)電[7][8]，導(dǎo)致日本人均二氧化碳排放量在主要國家中僅次于美國、韓國和俄羅斯。[9]

在建筑設(shè)計領(lǐng)域，最近的技術(shù)進步促使建筑設(shè)計能在虛擬空間中進行可視化[10][11]，并對施工分析和優(yōu)化進行模擬，以提高工作效率。[12][13]UnityTechnology的 “Unity日本辦公室項目”利用虛擬空間進行實際建筑設(shè)計的例子，實現(xiàn)了設(shè)計所需要的模擬和其他樣品問題的解決方案。[14][15]此外，當(dāng)應(yīng)用于虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實時，它不僅可以將設(shè)計意圖傳達給設(shè)計師[16]，還可以傳達給所有參與建筑項目的合作方[17][18]。不過，雖然BIM數(shù)據(jù)和組件數(shù)據(jù)可以通過這種方式進行可視化，但將室內(nèi)環(huán)境及其數(shù)字信息進行可視化的例子很少，[19][20]其可視化的方法也還沒有建立。[21][22]

Task和Ambience空調(diào)的能源效率可以通過能源消耗計算模擬和運行數(shù)據(jù)分析來確定。[23][24][25]然而，由于沒有在設(shè)計階段對這種空調(diào)設(shè)備的熱負(fù)荷再次建立可視化的方法[26]，傳統(tǒng)模擬軟件沒有假設(shè)新式空調(diào)的準(zhǔn)則，[27]所以我們在設(shè)計階段不可能預(yù)知節(jié)能效果。[28]因此，研究有必要制定設(shè)計指南，對節(jié)能空調(diào)的能源消耗進行說明[29][30]。這項研究的重點是Task-Ambience區(qū)，旨在通過比較各種溫度和濕度模式與傳統(tǒng)的溫度和濕度設(shè)置，估計熱負(fù)荷以建立設(shè)計指南，指導(dǎo)辦公室空調(diào)安裝的設(shè)計階段。

2 研究方法

（1）對現(xiàn)有的空調(diào)設(shè)計準(zhǔn)則進行整理，對現(xiàn)有關(guān)于辦公人員舒適度的研究和文獻進行調(diào)查，并根據(jù)這些研究組織必要的空調(diào)環(huán)境條件，獲得空調(diào)環(huán)境條件創(chuàng)建組合；

（2）根據(jù)獲得的空調(diào)環(huán)境條件創(chuàng)建組合，使用熱負(fù)荷計算公式，估計熱負(fù)荷；

（3）使用游戲引擎進行設(shè)計導(dǎo)則的可視化工具開發(fā)，創(chuàng)建目標(biāo)空間的三維模型和構(gòu)建虛擬空間；

（4）將步驟（2）中根據(jù)空調(diào)環(huán)境條件創(chuàng)建組合獲得的熱負(fù)荷以csv文件形式輸出，并通過游戲引擎在步驟（3）的虛擬空間中創(chuàng)建一個程序來讀取該csv文件；

（5）通過游戲引擎在步驟（3）的虛擬空間中基于步驟（1）創(chuàng)建環(huán)境條件的選項界面，基于步驟（4）創(chuàng)建熱負(fù)荷可視化程序，明確不同環(huán)境條件下的Task總熱負(fù)荷和Ambience總熱負(fù)荷，將不使用Task-Ambience區(qū)的總熱負(fù)荷與使用Task-Ambience區(qū)進行比較分析，測算節(jié)能效果；

（6）根據(jù)步驟（5）的可視化成果，提出溫?zé)岘h(huán)境智能控制和能源消耗的設(shè)計導(dǎo)則。

3 熱舒適和熱負(fù)荷與設(shè)計導(dǎo)則的必要性

對各部門一次能源消費的考察表明，商業(yè)和家庭部門的增長明顯高于其他部門；對于辦公建筑等非住宅建筑類型，日本已經(jīng)制定了一次能源消耗標(biāo)準(zhǔn)，并在改造、新建和建設(shè)高能耗性能的建筑中執(zhí)行。在這種情況下，2016年業(yè)務(wù)和其他部門的一次能源消費分類表明，四分之一的一次能源消費用于空調(diào)（冷卻和加熱的總和）；照明和電力是需要改進的第二大項目。

對于一次能源的控制不僅使建筑更加節(jié)能，也能確保人在建筑空間中的舒適度。根據(jù)日本生產(chǎn)力中心的數(shù)據(jù)，2016年日本的小時勞動生產(chǎn)率是美國水平的三分之二，這在1970年以來七個主要工業(yè)化國家中是最低的。另一個現(xiàn)實情況是由于勞動力的減少而導(dǎo)致生產(chǎn)下降?？紤]到日本目前GDP的維持，人均工作效率需要增加，2060年時折合大約將是目前人均的2.8倍，這意味著需要建立一個最大限度發(fā)揮績效的工作場所。此外，隨著2008年制定ZEB（凈零能耗建筑）設(shè)計指南，2009年制定政府設(shè)施中引入Cool Biz/Warm Biz空調(diào)系統(tǒng)的指南，政府開始促進建筑環(huán)境設(shè)備的超節(jié)能并確保室內(nèi)環(huán)境的舒適度。在此背景下，包括針對旨在改善個人工作空間舒適度的Task-Ambience空調(diào)等關(guān)于節(jié)能空調(diào)的研究已經(jīng)在辦公大樓空調(diào)系統(tǒng)中進行。然而，這種節(jié)能空調(diào)的評估和規(guī)劃方法還沒有在空調(diào)系統(tǒng)安裝指南或ZEB（第一次出現(xiàn)專有名詞，需標(biāo)記全稱，下同）設(shè)計指南中確立。因此，研究有必要組織關(guān)于節(jié)能空調(diào)的信息，并編制新的設(shè)計指南。

圖1.2016 年業(yè)務(wù)和其他部門的一次能源消費分類

(1) Task-Ambience空氣調(diào)節(jié)

Task-Ambience空調(diào)系統(tǒng)（以下簡稱TAC系統(tǒng)）是一個空調(diào)系統(tǒng)，其中，環(huán)境條件通過將空間劃分為居住者附近（Task區(qū)）和其周圍（Ambience區(qū)）來規(guī)劃。系統(tǒng)通過設(shè)置環(huán)境條件（溫度、濕度和風(fēng)速），避免在居住者花費較少時間的Ambience區(qū)過度使用空調(diào)，而在他們花費較多時間的Task區(qū)提高智力生產(chǎn)力，TAC系統(tǒng)可以在Ambience區(qū)節(jié)能性和Task區(qū)舒適性之間保持平衡。這種TAC系統(tǒng)的一個典型例子是地板吹制式空調(diào)。相對整個區(qū)域都有空調(diào)來說，辦公室內(nèi)通過在辦公桌附近地板上安裝出風(fēng)口的方法，更容易在辦公環(huán)境周圍創(chuàng)造一個有效環(huán)境。此外，允許每個人控制氣流，通過方便的操作提高個人舒適度。

各項已有研究表明，安裝Task-Ambience空調(diào)可放松環(huán)境設(shè)置的節(jié)能效果。然而，這些節(jié)能效果僅是在示范和運行階段驗證得到的，在設(shè)計階段并沒有顯示出節(jié)能效果。同時，日本政府2009年7月發(fā)布的《政府設(shè)施中的冷/暖空調(diào)系統(tǒng)指南》關(guān)于傳統(tǒng)空調(diào)和冷/暖空調(diào)系統(tǒng)中的熱環(huán)境要素之間的關(guān)系闡述中，結(jié)果表明只解決熱環(huán)境指標(biāo)中的一個元素，很難確保辦公區(qū)的熱環(huán)境與傳統(tǒng)環(huán)境相同。

至于考慮舒適性的空調(diào)控制研究，現(xiàn)有研究表明，當(dāng)太陽輻射影響較大時，空調(diào)控制考慮從傳統(tǒng)的、以溫度為中心的控制，轉(zhuǎn)到以PMV為中心、舒適性評價方法為主的控制；當(dāng)太陽輻射的影響很大時，空調(diào)控制可以改善舒適度。然而，在設(shè)計階段往往由于對吹風(fēng)溫度和氣流速度的調(diào)整判斷失誤，失去周邊和內(nèi)部空調(diào)功率之間的平衡。因此，研究有必要在設(shè)計階段下了解空調(diào)的熱負(fù)荷。

(2) 居住者的熱舒適度及其評價方法

熱環(huán)境的六個要素。根據(jù)環(huán)境部的《大氣環(huán)境報告》，定義熱環(huán)境的要素是：①代謝率；②穿衣量：穿衣量是指衣服的熱阻，以clo為單位表示；③空氣溫度（氣溫）；④熱輻射（平均輻射溫度）；⑤氣流（風(fēng)）；⑥濕度。

舒適度評估方法。在本研究中，辦公人員的舒適度評估采用“預(yù)測平均票數(shù)（PMV）”指數(shù)，以設(shè)定適當(dāng)?shù)臏囟群蜐穸人?。PMV是Fanger設(shè)計的一個熱指數(shù)，它以七點溫度/冷度等級來表達人類在特定熱環(huán)境下的舒適度。它以人體感覺舒適時的熱平衡方程為基礎(chǔ)，利用2-2-1所述的影響人體熱舒適度的六個變量（代謝率、穿衣量、空氣溫度、輻射溫度、相對濕度和空氣流量），以及熱環(huán)境離舒適條件遠(yuǎn)近，通過舒適度方程計算并得到相應(yīng)指標(biāo)。

表1.舒適度評價方法與評價指標(biāo)表

(3) 計算空調(diào)的室內(nèi)熱負(fù)荷

熱負(fù)荷是指維持室內(nèi)溫度和濕度恒定所需的熱量，熱負(fù)荷的大小決定了所需空調(diào)設(shè)備的性能。在本研究中，由于研究重點是室內(nèi)設(shè)計，所以熱負(fù)荷估算主要集中在室內(nèi)負(fù)荷和通風(fēng)引起的室外空氣負(fù)荷。室外空氣負(fù)荷屬于空調(diào)負(fù)荷范疇，但在“空調(diào)手冊”中是作為熱負(fù)荷計算的一部分。熱負(fù)荷計算需要進行最大熱負(fù)荷計算以確定空調(diào)系統(tǒng)的容量，并進行年度熱負(fù)荷計算以預(yù)測和評估能源節(jié)約。在這項研究中，最大熱負(fù)荷計算被用來估計熱負(fù)荷，以衡量Task/Ambience區(qū)域的大致熱負(fù)荷。在現(xiàn)實中，熱負(fù)荷被假定為非穩(wěn)態(tài)，即隨時間變化；但在本研究中，熱負(fù)荷被假定為穩(wěn)態(tài)，通過使用Excel手工計算估算得到，并沒有使用模擬軟件等。本研究涉及下表中帶“○”的項目。

表2.熱負(fù)荷分類及內(nèi)容匯總表

房間負(fù)荷（室內(nèi)產(chǎn)生的熱量）大致可分為三類：

①室外表面負(fù)荷：室外表面負(fù)荷包括窗玻璃的穿流和太陽熱負(fù)荷，建筑部件如外墻、屋頂和天花板的熱負(fù)荷，以及墻體的透濕性。為計算這些因素，對不同的部件和位置要處理不同的數(shù)值，如部件的熱透射率和屏蔽系數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)太陽熱增益率、有效溫差等，因此，本研究沒有處理這些問題；

②室內(nèi)負(fù)荷：室內(nèi)負(fù)荷包括由于人體、照明和設(shè)備產(chǎn)生的熱負(fù)荷；

③室外空氣負(fù)荷：室外空氣負(fù)荷是一個通用術(shù)語，指的是引入與房間有溫差的 “室外空氣 ”而產(chǎn)生的熱負(fù)荷。這里假定它是通風(fēng)引起的總負(fù)荷。通風(fēng)引起的室外空氣負(fù)荷的公式如下：

關(guān)于公式中內(nèi)部和外部的比焓差，一般來說，空調(diào)負(fù)荷（包括室外空氣負(fù)荷）的計算涉及使用濕空氣圖來設(shè)定空調(diào)性能。然而，本研究為了數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，將使用下面①-④給出的實際公式來計算所需數(shù)值。

①確定飽和水蒸氣壓力[Pa]的方法：根據(jù)溫度確定飽和水蒸氣壓力的常用方法是韋克斯勒公式；

t：干球溫度[℃]，T：絕對溫度[K]，Ps：飽和水蒸氣壓力[Pa]，P：水蒸氣分壓[Pa]，Φ：相對濕度[%]，x：絕對濕度[kg/kg（DA）]，Patm：大氣壓力[Pa]，h：比熱焓[kJ/kg（DA）]。

與液態(tài)水接觸時（高于0.01°C）：

②確定水蒸氣分壓[Pa]的方法：水蒸氣分壓可以簡單地通過上面確定的飽和水蒸氣壓力除以相對濕度來計算；P：水蒸氣分壓[Pa]；φ：相對濕度[%]；P=Ps×φ/100

③確定絕對濕度[kg/kg’]的方法：絕對濕度可以通過水蒸氣分壓來計算；

P：水蒸氣分壓[Pa]；x：絕對濕度[kg/kg’]；Patm：大氣壓力[Pa]；x=0.622×P/(Patm-P)

④確定焓[kJ/kg’]的方法：比焓可以從溫度和絕對濕度計算出來。

t：干球溫度[℃]；x：絕對濕度[kg/kg’]；h：比焓[kJ/kg’]；h=1.006t+(1.86t+2501)x

4 使用游戲引擎進行設(shè)計導(dǎo)則的可視化工具開發(fā)

(1) 創(chuàng)建目標(biāo)空間的三維模型和構(gòu)建虛擬空間

這項研究使用了Trimble公司的3D建模軟件“Sketch Up Make 2017”和Unity Technologies公司的游戲引擎軟件“Unity”來構(gòu)建虛擬空間，并將數(shù)據(jù)可視化。Sketch Up被用來創(chuàng)建虛擬空間的三維模型，利用其導(dǎo)出3D模型為dae文件的功能，將3D模型作為新的資產(chǎn)Assets導(dǎo)入Unity。在下一節(jié)中，本節(jié)構(gòu)建的虛擬空間將被用來設(shè)計一個系統(tǒng)，利用第3章提到的公式將熱負(fù)荷數(shù)據(jù)可視化。

(2) 用游戲引擎實現(xiàn)熱負(fù)荷的可視化

創(chuàng)建一個程序來讀取csv文件，第3章中公式計算的熱負(fù)荷數(shù)據(jù)被保存在Unity的csv文件中，并設(shè)計一個系統(tǒng)將數(shù)據(jù)在虛擬空間的平面上可視化。必要的腳本和數(shù)據(jù)文件被添加到Unity項目中的Assets文件夾。第一步是在Assets文件夾中創(chuàng)建一個Resources文件夾，并添加存儲熱負(fù)荷數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫.csv文件。DataInformation腳本由兩個主要功能組成。函數(shù)CsvReader()讀取csv文件的數(shù)據(jù)信息，并將其以字符串類型的數(shù)組存儲在變量Database中。函數(shù)Init()將存儲在變量Database中的數(shù)據(jù)信息存儲在一個定義的變量中，以便于其他腳本的處理。

(3) 創(chuàng)建環(huán)境條件的選項界面

創(chuàng)建一個環(huán)境條件的選項界面，以便為辦公人員設(shè)置溫度和濕度條件。首先，一個Canvas被添加到層次結(jié)構(gòu)中，以創(chuàng)建一個DropDown，它是顯示在PC屏幕上的用戶界面（操作屏幕或方法，UI）的一個對象，具有點擊后顯示選項的功能。父對象用于添加類似DropDown的用戶界面；如圖所示，為DropDown設(shè)置了六個Task溫度和濕度條件，以便顯示所選條件；這些條件與第3章中規(guī)定的條件相同。如圖2所示，DropDown被放置在座位附近。四個環(huán)境溫度和濕度條件也被設(shè)定為與第三章中的設(shè)定相同。在接下來的章節(jié)中，創(chuàng)建了一個程序，通過在這個屏幕上選擇環(huán)境條件，從上一節(jié)中讀取和存儲的csv文件中讀取與所選條件相對應(yīng)的數(shù)據(jù)，并顯示在一個單獨的熱負(fù)荷顯示屏幕上。

(4) 創(chuàng)建熱負(fù)荷可視化界面

創(chuàng)建界面來顯示虛擬空間平面上的熱負(fù)荷。熱負(fù)荷顯示界面由三個顯示面板組成：一個顯示Task總熱負(fù)荷的面板，一個顯示Ambience總熱負(fù)荷的面板和一個顯示總熱負(fù)荷的面板。首先，創(chuàng)建一個顯示Task總熱負(fù)荷的面板，以紅色顯示Task區(qū)的所需面積，同時也顯示座椅中心的Task總熱負(fù)荷。這塊顯示板被復(fù)制以配合座位的數(shù)量，并被定位為配合每個座位的位置。Ambience總熱負(fù)荷顯示面板的位置也適合虛擬空間的地板面積，并顯示與上一節(jié)中選擇的環(huán)境條件相對應(yīng)的Ambience總熱負(fù)荷。然后，在顯示總熱負(fù)荷的面板中，顯示總Task總熱負(fù)荷、Ambience總熱負(fù)荷和總熱負(fù)荷相加。在下一節(jié)中，選擇上一節(jié)中創(chuàng)建的環(huán)境條件后，在這個熱負(fù)荷可視化界面上創(chuàng)建一個程序顯示它們。

(5) 創(chuàng)建一個熱負(fù)荷可視化程序

在上一節(jié)創(chuàng)建的熱負(fù)荷可視化界面的基礎(chǔ)上，創(chuàng)建一個程序以顯示熱負(fù)荷。首先，將父對象TextBackGround添加到Text組件中，并將TaskHeatLoad.cs腳本附加到它。在腳本上，變量TheatLoadText被做成[SerializeField]，這樣文本組件就可以被存儲在Unity檢查器上。在函數(shù)Start（）中，DataInformation腳本的DataInformation類被存儲在變量dataInfo中，csv 數(shù)據(jù)被讀取并存儲在該變量中。在函數(shù)Task Change Value（）中，當(dāng)?shù)? 節(jié)中創(chuàng)建的DropDown被選中時，csv數(shù)據(jù)中存儲的Task總熱負(fù)荷被轉(zhuǎn)換為文本類型并分配給變量TheatLoadText。然后，一個顯示總Task熱負(fù)荷的文本組件被附加到檢查器上。最后，附上相應(yīng)的DropDown。如果這是為八個座位做的，當(dāng)系統(tǒng)運行和選擇環(huán)境條件時，總Task熱負(fù)荷將分別顯示在虛擬空間的平面上。

Ambience總熱負(fù)荷顯示程序的創(chuàng)建方式與Task總熱負(fù)荷顯示相同。首先，將父元素TextBackGround添加到Text組件中，并將AmbientHeatLoad.cs腳本附加到其中。在腳本上，變量AHeatLoadText被做成[SerializeField]，這樣文本組件就可以被存儲在Unity檢查器上。在函數(shù)Start（）中，DataInformation腳本的DataInformation類被存儲在變量dataInfo中，csv 數(shù)據(jù)被讀取并存儲在該變量中。在函數(shù)AmbientChangeValue（）中，當(dāng)?shù)?節(jié)中創(chuàng)建的DropDown被選中時，csv數(shù)據(jù)中存儲的Task總熱負(fù)荷被轉(zhuǎn)換為文本類型，并分配給變量HeatLoadText。然后，一個顯示總Task熱負(fù)荷的文本組件被附加到檢查器上。最后，附上相應(yīng)的DropDown?，F(xiàn)在，當(dāng)系統(tǒng)運行并選擇環(huán)境條件時，總的Task熱負(fù)荷會分別顯示在虛擬空間的平面上。

本節(jié)最后創(chuàng)建一個程序來顯示所有總熱負(fù)荷的總和。首先，必要的文本組件被添加到層次結(jié)構(gòu)中：在SumHeatLoad.cs腳本中，變量被制成[SerializeField]，這樣文本組件就可以被存儲在檢查器上，調(diào)整及選擇相應(yīng)的文本組件。在函數(shù)SumChangeValue()中，字符串類型的數(shù)據(jù)從附加在TaskTexts上的文本組件中獲得，轉(zhuǎn)換為數(shù)字類型并加在一起。同時，Ambience總熱負(fù)荷的字符串類型數(shù)據(jù)也被獲取并轉(zhuǎn)換為數(shù)字類型。所有轉(zhuǎn)換為數(shù)字型的熱負(fù)荷數(shù)據(jù)然后加在一起，顯示在總熱負(fù)荷的文本部分。該程序允許通過設(shè)置虛擬空間中Task區(qū)和Ambience區(qū)的溫度和濕度條件來檢查室外總熱負(fù)荷的數(shù)值。圖3顯示的是執(zhí)行本節(jié)中創(chuàng)建的總熱負(fù)荷顯示程序的界面，并設(shè)置了Task溫濕度條件和環(huán)境溫濕度條件。

圖2.環(huán)境條件的選項界面

圖3.熱負(fù)荷可視化界面

如果再從環(huán)境條件選擇界面切換到上圖中的熱負(fù)荷可視化界面，就會顯示各自的Task總熱負(fù)荷、Ambience總熱負(fù)荷及其總數(shù)，參照圖4中的Task和Ambience環(huán)境條件選擇，對應(yīng)熱負(fù)荷如圖所示。

5 案例研究-設(shè)計階段分析TASK-AMBIENCE區(qū)的節(jié)能效果

(1) 案例研究設(shè)置

這項研究為估計Task/Ambience區(qū)域的熱負(fù)荷，并在游戲引擎中將其可視化，以金澤大學(xué)自然科學(xué)2號樓的規(guī)劃和設(shè)計工作室（不是辦公室）為目標(biāo)，建立一個csv文件的數(shù)據(jù)庫。房間大小被假定為與一個小型辦公室差不多，面積為73.5平方米（長7000毫米，寬10500毫米）。所需的通風(fēng)和人員也將相應(yīng)設(shè)置。出席人數(shù)定為8人。外部空氣溫度設(shè)定為30℃，濕度為70%。

(2) Task區(qū)和Ambience區(qū)的設(shè)計導(dǎo)則

第三章確定的總熱負(fù)荷計算方法被用來計算Task-Ambience區(qū)域的總熱負(fù)荷。首先，獲得室外空氣條件的絕對溫度、飽和水蒸氣壓力、水蒸氣分壓、絕對濕度和比焓，這是計算Task區(qū)和Ambience區(qū)的總熱負(fù)荷所必需的。根據(jù)第四章可視化工具開發(fā)流程，創(chuàng)建案例工作室的虛擬空間，并在虛擬空間中計算Ambience-Task區(qū)相應(yīng)環(huán)境的總熱負(fù)荷。最終形成以下Task區(qū)和Ambience區(qū)的溫?zé)岘h(huán)境智能控制和能源消耗設(shè)計導(dǎo)則。

表3.環(huán)境條件值的設(shè)定

表4.Ambience區(qū)的總熱負(fù)荷

表5.Task區(qū)的總熱負(fù)荷

(3) Task區(qū)和Ambience區(qū)的設(shè)計導(dǎo)則使用與否的能源消耗比較Task區(qū)和Ambience區(qū)的設(shè)計導(dǎo)則使用能耗表的與未使用設(shè)計導(dǎo)則的能耗差顯示，在個人工作場所溫度（Task溫度）和濕度相同的情況下，使用Task區(qū)和Ambience區(qū)設(shè)計導(dǎo)則的能源消耗比不使用的能源消耗平均減少了約8%；同時該結(jié)果顯示空調(diào)的溫度與濕度設(shè)定值與室溫濕度差別越大，使用Task區(qū)和Ambience區(qū)的設(shè)計導(dǎo)則的能源節(jié)省量越高。

表6.不使用Task區(qū)和Ambience區(qū)設(shè)計導(dǎo)則的能源消耗

圖4.環(huán)境條件選擇界面

圖5.選擇環(huán)境條件后的熱負(fù)荷可視化界面

表7.使用Task區(qū)和Ambience區(qū)設(shè)計導(dǎo)則的能源消耗

表8.使用Task區(qū)和Ambience區(qū)設(shè)計導(dǎo)則與不使用的能源消耗差

6 結(jié)論

本研究針對Task-Ambience空調(diào)的節(jié)能效果以及室內(nèi)環(huán)境及其數(shù)字信息進行可視化的需求，在組織關(guān)于節(jié)能空調(diào)的信息后，最終選擇通過Task-Ambience空調(diào)來進行辦公環(huán)境控制。研究首先使用游戲引擎Unity進行可視化工具開發(fā)，該可視化工具可以根據(jù)預(yù)設(shè)的環(huán)境條件，依照室外空氣負(fù)荷的計算公式計算出Task-Ambience區(qū)的總熱負(fù)荷并顯示在可視化界面上由此作為Task-Ambience空調(diào)的能源消耗量；依靠此可視化工具，本研究對案例工作室進行研究，并最終整合出Task區(qū)和Ambience區(qū)的溫?zé)岘h(huán)境智能控制和能源消耗設(shè)計導(dǎo)則。計算表明使用該設(shè)計導(dǎo)則比不使用的能源消耗平均減少了約8%，使用Task-Ambience空調(diào)和能源消耗設(shè)計導(dǎo)則能夠有效減少辦公室的空調(diào)能源消耗。

圖6.Ambience 溫度28℃濕度40%對應(yīng)的環(huán)境條件選擇界面和熱負(fù)荷可視化界面

圖7.Ambience 溫度28℃濕度50%對應(yīng)的環(huán)境條件選擇界面和熱負(fù)荷可視化界面

圖8.Ambience 溫度28℃濕度60%對應(yīng)的環(huán)境條件選擇界面和熱負(fù)荷可視化界面

圖9.Ambience 溫度28℃濕度70%對應(yīng)的環(huán)境條件選擇界面和熱負(fù)荷可視化界面