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1、上海大学赵哲身上海第二建筑工程公司张泽鹏随着国民经济的高速发展，近年来国内建造了大量的高层建筑。仅上海一地,已竣工及在建的高层建筑已达3000幢，其中极大部分为商用办公楼，拥有智能化设施。作为未来高速信息公路网一个节点智能建筑已经并将发挥重大的作用。但是另一方面，需要高度重视的是，高层建筑能耗及维护费用巨大，是一个大的资源消耗黑洞。据国外统计（注一），一幢一万五千平方米的建筑年耗电费用达78.5万美元（采取节能措施前），即12年内的能耗将等于整幢大楼的全部投资（900万美元），包括土建结构、设备管道和防火装置。20世纪是一个能源慣乏的时代，研究高层建筑的节
2、能具有重大的战略意义,而智能建筑作为高层建筑节能的监测工具、研究平台和实施手段，其与节能的关系形成了一个重大的研究课题。早在七十年代初国外已将能量保护准则置丁•建筑设计和材料设计标准的首位，致力于减小太阳负荷造成的能耗影响，并已投入对建筑物热动力学的研究。本文不准备涉及这方面内容，仅对90年代国外关于智能建筑节能问题的讨论，就标准热舒适概念、智能建筑能耗监控、能耗计算公式、冷冻设备规模及运行方芟的改进以及照明系统等与节能有重大关系问题加以综述，介绍给读者，以引起高度重视。一、高层建筑耗能概况随着高层建筑数冃的增加，城市用电也因此激剧增张。香港综合技术大学的
3、JohnBurneI曾对33幢高层商业建筑的调查结果作了统计（注2）。数据表明，空调系统耗电占平均耗电的60%,其下限为50%,上限不高T70%o高层旅馆相应比例较低。对20幢旅馆调查表明，HVAC（热、通风和空调控制）耗能占总量44%o照明在商业建筑总耗电中占比例23%~55%,平均26%；对应旅店照明占总值的29%；电梯耗电在商业建筑耗能总值屮占8%,旅店则占总耗电的10%。图一给岀了商用建筑能耗分配图。图一b显示了1991年1月~10月33幢商业建筑各类设备能量使用曲线。DannyS.Parker曾在〃弗洛里达湿热气候条件下办公楼的能效设计"一文中指
4、出，对办公楼的年冷负荷仿真表明，用THVAC能耗中，30%用丁降低由照明引起的发热；20%用于吸收太阳光经窗户射入的热量；15%用于降低來自屋顶渗入的热量；13%用于吸收建筑物内部设备散发的热量。上述统计数据对于我们确定节能投资的主耍方向有着重要的意义。二、热舒适度概念及建筑物通风国际标准和节能热舒适度概念及建筑物通风国际标准的正确制订与节能有直接的关系，制订符合中国气候和人群的热舒适标准意味着巨大的节能潜力。1.关于热舒适国际室内温度标准IS07730和ASHRAE55-1981并没有考虑气候的变异。英国牛津大学建筑学院的NicolFergus在巴基斯坦
5、曾作了一项非常有意思的调查（注3）,冃标是确定符合该国的热舒适标准。调查内容包含下述诸项①感觉舒适的温度，皮肤潮湿程度。②室内平均温度，室外平均温度。③被试人室内穿衣情况和活动程度。得岀的初步结论是①在巴基斯坦冬夏二季人感觉舒适的温度相差7°C。②室内风速可局部代替制冷效果。夏天风速0.22m/s,冬天风速0.05m/s,等效于温度变化1〜2°C。③人在夏天对风速的反应比对热的反应墩感。④推导出夏冬二季温度回归公式为Tc二17.0+0.38T0其中Tc为舒适温度，T0是平均室外温度。按此公式计算出舒适温度比现行标准高4°C,这意味着如执行新的舒适度可大幅度
6、降低能耗。在巴基斯坦的伊斯兰堡和卡拉奇执行上述标准，结果总的冷负荷分别减小了23%和20%,其中传导负荷Ec分别下降了48%和38%,潜在热负荷分別下降了12%。2.关于预测平均表决PMV（predictmeanvote）口1923年Houghton和Yaglon提出热舒适指数由温度和相对湿度组合产生的概念Z后，由ASHRAE发展为舒适区概念，并在近年来被广泛接受作为HVACT程设计依据。1972年Fanger氏革命性地提出的PMV指数，其计算考虑了室内空气速度Vi,幅射温度Trad,居住者活动强度，着装多少（Icl）,以及温度Ti和相对湿度Rhi,公式如
7、下：其中M为变化率（Kcal/hr）Adu为身体裸蘇部分表面积fu为人穿衣部分表面积与裸露部分面积Z比he为对流热传递系数（Kcal/hrm2°C）几为外部机械效率Ta空气温度（°C）Tel人穿衣体表外部平均温度（°C）Tmrt平均幅射温度（°C）Pa周围大气压（mmHg）Vi室内空气流速其屮1C1为衣服的热阻当PMV二0时表示热舒适保持不变，PMV为+1,+2,+3时分别表示微热、热、炎热；PMV二-1,-2,-3时则表示微凉、凉、冷。PMV指数的提出为HVAC设计打开了新的视野。由于室内空气流速Vi能象Ti,RHi—样影响PMV值，表示通风可以和冷却样
8、获得同等效果的热舒适，从而揭示了节能途径。Yang,K.H曾公布了
