自然采光控制策略研究與節(jié)能分析.pdf

1、20世紀(jì)70年代爆發(fā)能源危機以來，能源和環(huán)境問題引起人們越來越多的關(guān)注。近年來，我國社會經(jīng)濟發(fā)展迅速，同時也面臨著嚴(yán)峻的能源短缺和環(huán)境污染形勢。節(jié)約能源，提高能源效率，可以有效緩解這一狀況。建筑能源消耗是我國能源消耗的大戶。商業(yè)建筑能源消耗主要由兩大部分組成：一是暖通空調(diào)系統(tǒng)能源消耗，二是照明系統(tǒng)能源消耗。我國是一個自然光資源充足的國家，充分利用自然光資源，降低照明能耗，是節(jié)約建筑用能，提高建筑能源效率非常有效的途徑。 與普通照

2、明燈具發(fā)出的光不同，自然光由太陽直射光和天空散射光兩部分組成，它在不同季節(jié)、不同天氣狀況、一天中的不同時段差別很大。室內(nèi)的自然光分布更是受諸多因素的影響，比較復(fù)雜，這給利用自然光照明帶來了諸多不便。自然采光可以通過對窗簾的控制來實現(xiàn)。對窗簾的控制目前使用較多的是手動控制，使用自動控制的并不多見，主要是因為自動控制系統(tǒng)比較難以捉摸，頻繁的調(diào)節(jié)會影響室內(nèi)工作人員的心情。對燈具的控制目前應(yīng)用較多的也是手動控制，通常是上午第一個進入房間的人打開

3、照明，最后一個離開房間的人關(guān)掉照明，這樣就造成了白天辦公時間照明能源浪費。針對目前照明和自然采光的狀況以及節(jié)能的需求，主要開展了如下研究工作： 首先，本文在分析自然采光研究背景及意義的基礎(chǔ)上，指出了當(dāng)前自然采光系統(tǒng)所存在的一些主要問題。通過分析當(dāng)前采光研究方法的現(xiàn)狀，比較各種采光系統(tǒng)的優(yōu)劣，最終確定本課題主要研究自然采光模型、自然采光控制策略以及進行自然采光節(jié)能分析。 其次，通過對自然采光影響因素進行分析，建立了自然采光

4、控制系統(tǒng)圖。由于伴隨自然采光過程的太陽能增益會增加夏季制冷能耗，而在冬季有助于降低加熱功率，因此采光模型對冬季工況和夏季工況分別給出了采光效果衡量性能指標(biāo)。夏季工況側(cè)重于照度指標(biāo)和溫度指標(biāo)，冬季工況則側(cè)重于照度指標(biāo)和空調(diào)加熱功率指標(biāo)，并分別建立了窗簾開度對工作面照度、室內(nèi)溫度、太陽能增益的模型。 接下來建立了窗簾和照明的協(xié)調(diào)控制策略。自然光具有易變性和難以捉摸的特性，為避免窗簾的頻繁移動，采用模糊控制策略來控制窗簾開度。自然采光