第 39 卷 第 11 期 2018 年 11 月 太 阳 能 学 报 ACTA ENERGIAE SOLARIS SINICA Vol. 39, No. 11 Nov., 2018 收稿日期：2017-10-08 基金项目：国家杰出青年科学基金（ 51325803 ）；国际（地区）合作与交流项目（ 51561135004 ）；陕西省重点研发计划重点项目-社会发领域 （ 2017ZDXM-SF-076 ） 通信作者：刘 衍（ 1988—），男，博士、副教授，主要从事建筑热工方面的研究。liuyan@xauat.edu.cn 文章编号： 0254-0096 （ 2018 ） 11-3138-09 围护结构蓄热性能对建筑负荷的影响分析 杨 柳 1， 2 ，侯立强 1， 2 ，刘 江 1， 2 ，乔宇豪 1， 2 ，刘 衍 1， 2 （ 1. 西部绿色建筑国家重点实验室，西安 710055；2. 西安建筑科技大学建筑学院，西安 710055 ） 摘 要：提高建筑围护结构的热工性能并充分利用自然气候资源可有效降低建筑能耗，该文探究建筑围护结构蓄 热性能建筑负荷的影响。选取 2 组外墙保温性能相同但蓄热性能不同的建筑，比验证建筑室内温度的实测与 模拟结果，采用 EnergyPlus 软件模拟分析 3 种不同蓄热级别建筑外墙的内表面温度、热流密度和建筑冷热负荷，并 结合夏季夜间通风探究通风量建筑冷负荷的影响。结果表明：实测结果与模拟结果吻合较好；于西安地区，在 围护结构保温性能相同的情况下，重质结构外墙的内表面温度冬季较高，夏季较低，冬季热负荷较大，夏季冷负荷 较；建筑夜间通风适宜换气次数为 15 ach，且重质建筑的冷负荷影响较为显著。 关键词：蓄热；计算机模拟；热负荷；通风；换气次数 中图分类号：TU111.4 文献标识码：A 0 引 言 近年来，中国建筑消耗呈稳步增长趋势，通过 被动式建筑设计，即增强建筑围护结构的热工性 能、利用可再生能源可有效减建筑能耗 ［1， 2 ］ 。建筑 蓄热作为一种被动式技术在中国北方地区具有巨 大的应用前景，目前关于建筑蓄热方面的研究主要 集中在以下方面： 1 ）蓄热物质性能的影响要素。Balcomb 等 ［3 ］ 揭 示合适的密度和较大的比热容、热系数更利于材 料蓄热。Lechner ［4 ］ 通过实验得出蓄热物质需依据 墙体朝向和期望的延迟时间进行布置。Baer ［5 ］ 得出 夏季结合夜间通风，蓄热物质能取得较大的节能效 果，夜间通风的最佳通风量为 90 m 3 / （ h·m 2 ）。 2 ）蓄热物质室内热环境及建筑负荷的影 响。Khatri 等 ［6 ］ 研究发现在闭和通风建筑，楼板 的蓄热物质由 21 kg/m 2 增至 201 kg/m 2 时，室内最高 温度降低 1~2 ℃。Burch 等 ［7 ］ 得出蓄热物质放置在 墙体保温内侧效果较好，且重质建筑的空调能耗 较。文献［ 8， 9 ］分析了建筑蓄热体能耗的影 响，并得出建筑内外表面流换热系数的优化匹配 值，分析蓄热体的作用效果。 3 ）建筑蓄热的热工设计工具。文献［ 10 ］开发 的 CLTD （ cooling load temperature differences ）和 CLF （ cooling load factors ）算法可用于计算蓄热物质建 筑冷负荷的影响。欧盟的 PASCOOL ［11 ］ 、国际能源 组织的 Annex 28 ［12 ］ 和以色列的 Capeluto tool ［13 ］ 分别 建立了建筑蓄热通风的热工设计方法及简易分析 工具。目前关于建筑蓄热及蓄热通风本课题组已 开一些研究：朱新荣等 ［14， 15 ］ 采用模拟方法探究通 风口面积、蓄热体、蓄热体与通风量匹配关系室 内热环境及负荷的影响。刘 衍等 ［16， 17 ］ 采用模拟方 法分析相变蓄热结合夜间通风室内热环境及负 荷的影响。朱新荣等 ［18 ］ 提出可在建筑设计初期指 夜间通风降温技术设计的简化计算方法，并给出 详细的设计步骤与验证实例。 综上，目前关于建筑蓄热的研究大多集中在夏 季建筑蓄热结合夜间通风的作用效果及热工设计 方面。然而，蓄热性能建筑的影响十分复杂，建 筑室内热环境及负荷是建筑蓄热性能和保温性能 综合作用的结果。朱新荣等 ［19 ］ 采用模拟方法分析 不同蓄热体建筑室内热环境的影响，但在改变建