高层建筑空调设计冷负荷与全年耗冷量模拟分析

    现代高层办公楼在某些方面有很多不同于传统建筑的特点：窗面积与外墙面积的比值
高；使用新型的墙体材料与玻璃；内部照明、设备的散热量大；一般有周边区与内区之分
等。这些都影响着空调负荷的大小和特性。
    高层办公建筑最常见的平面布局为中心型核心式布局[1]（核心式是指把楼梯间、电梯
间及前室、卫生间、开水间等这些交通关键和必要的公共服务房间集中到一起；中心型是
指核心部位位于标准层的中部），本文运用建筑能耗分析软件 DOE-2[2]对哈尔滨、北京、
上海（可代表三个建筑热工分区）三城市的此类高层办公建筑空调系统设计冷负荷与全
年耗冷量进行模拟与分析。考虑到高层建筑的主体是标准层，本文近似建筑的各层功能与
办公标准层相同。
一、模拟方案设计
    1.1 基本条件
    城市不同（代表不同的建筑热工分区）、过渡季新风方式不同（对过渡季负荷产生重
大影响），设计冷负荷与全年耗冷量的计算结果就会不同。故将以不同的城市、不同的过
渡季新风方式为两类基本不同条件。
    为简化起见，只研究标准层外形为方形的情形，标准层方位取正S-N 或正 E-W。当标
准层面积较大时，把标准层分为四周型外区与内区，内外区分用两套空调系统；当标准
层面积较小时不分内外区、只用一套空调系统。是否分区也作为一类基本不同条件提出来。
    1.2 正交表安排与水平取值
    由于正交试验方法[3]具有优选安排模拟、减少模拟次数、简化分析过程、进步分析可靠
性等优点，本文将用其来安排模拟试验。
    在正交试验中欲考察的因素称为因子；每个因子在考察范围内分成若干个等级，将等

“

级称为水平，在正交表中用 1” “

、 2”等数字表示。

剩下与负荷（直接地是与逐时负荷）有关的因素共11 个：墙类型、窗类型、室温、职员
密度、灯光散热、设备散热、新风指标、层高、窗墙比、标准层面积、进深（分内外区时）。
本文取各因子等水平数 2。由于不作方差分析，故不考虑交互作用，各单因子安排可随
机。正交试验安排及水平取值见表 1、表 2。
表 1 正交模拟安排 L12(211)

试验

号

墙类

型

窗类

型

室内温

度

职员密

度

灯光散

热

设备散

热

新风指

标

层高窗墙比标准层面积

进深