外保温住宅户间传热逐时负荷分析

摘要:本文以北京地区外保温高层住宅为对象,建立不稳态传热数学模型,采用数值求解的方法,分析了在逐时室外气温下,在住户进行分室调节时,不同位置的典型房间室温和户间传热量随时间变化规律,为住宅分户热计量供暖系统设计热负荷的确定和供暖设备选择提供了依据,也为分户热计量供暖收费和建筑保温研究提供参考依据。
关键字:逐时气温 分户供暖 分室调节 户间传热

1 引言在居住建筑中实行供暖按户计量收费制度,是我国节约能源保护环境,实施可持续发展战略重要措施之一。在住宅按户计量供暖系统的设计改造中,供暖设计热负荷的确定,特别是用户分室调节导致的户间传热负荷的确定,成为工程研究部门关注的热点。
目前,我国住宅按户计量供暖设计热负荷的确定和户间传热负荷计算的关键性参数尚处于探讨之中,在一些地方的设计规程中出于急需采取“暂定”的办法[1]。本文以目前较为普遍的钢筋混凝土外墙外保温高层住宅为对象,采用不稳态分析法,数值求解,分析住宅标准层和顶层的典型房间,采用分室调节时,即早晨8:00停止供暖及晚上17:00恢复供暖后,典型房间室温、热负荷及户间传热量的逐时变化规律。
2 室内外气象参数与典型住宅房间的选择采用实际变化着的室外逐时气温作为分析依据。由于我国的现行《供暖通风设计规范》规定“供暖室外计算温度,应采用历年平均每年不保证5天的日平均温度”,北京地区供暖室外计算温度tw´为-9℃。因此,日平均温度为-9℃的气象资料对北京地区供暖研究具典型性,故选定该日为室外供暖计算日。在北京市气象资料中,冬季室外温度日平均值没有恰好为-9℃的纪录,采用日平均温度为-8.9℃日的逐时气温,见表1(北京市气象局54511号气象站提供的气象资料)和图1。
选择北京市某小区外墙外保温高层住宅A户和B户的标准层及顶层为研究对象,A户为北向住户,有两面外墙;B户为西北角住户,有三面外墙,如图2所示。各围护结构传热系数k值为:外墙k=0.724W/O・℃,屋面k=0.387W/O・℃,内墙k=1.78W/O・℃,楼板k=3.165W/O・℃。
表1 1997年1月7日逐时气温tw(日平均温度为-8.9℃)

时刻 气温 时刻 气温 时刻 气温 时刻 气温
21:00 -9.2℃ 3:00 -11.7℃ 9:00 -12.2℃ 15:00 -3.9℃
22:00 -9.0℃ 4:00 -11.6℃ 10:00 -7.3℃ 16:00 -4.8℃
23:00 -10.0℃ 5:00 -11.5℃ 11:00 -6.8℃ 17:00 -5.7℃
24:00 -11.1℃ 6:00 -12.6℃ 12:00 -6.3℃ 18:00 -6.7℃
1:00 -11.3℃ 7:00 -13.4℃ 13:00 -4.8℃ 19:00 -7.3℃
2:00 -12.1℃ 8:00 -13.1℃ 14:00 -4.2℃ 20:00 -7.7℃

图1 室外温度逐时变化图

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