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对民用建筑采暖设计规范与节能标准差异的探讨策略

2018-02-05隋小涛

建材与装饰 2018年4期
关键词:耗热量设计规范计算公式

隋小涛

(东营市新型墙体材料应用与建筑节能办公室 山东省东营市 257091)

1 引言

中华人民共和国国家标准《采暖通风与空气调节设计规范》(GBJ19-87)是国家计委在1987批准发布的,而中华人民共和国行业标准《民用建筑节能设计标准(采暖地区建筑部分)》(JGJ26-95)则是从1996年开始施行的。民用建筑的采暖设计必须负荷以上标准与规范,只有对民用建筑采暖设计规范与节能标准的差异进行对比,才能确定合理的民用建筑采暖设计方案。

2 民用建筑采暖设计规范与节能标准概述

2.1 采暖设计中热负荷指标的计算

在民用建筑的采暖设计中,热负荷指标用q表示,单位为W/m2。热负荷指标就是在室外环境的温度下,为了确保室内的温度满足采暖要求,由锅炉在单位时间内为单位建筑面积供给的热量。在进行采暖设计时,其热负荷指标q的计算公式为:

在这个计算公式中,Q代表冬季采暖通风系统的热负荷,Ao代表建筑的总面积,其中Q值的确定需要参考建筑中以下散失与获得的热量:

(1)建筑维护结构耗热量。维护结构的耗热量由基本耗热量与附加耗热量组成,其中基本耗热量的计算公式为:

在这个计算公式中Q1代表建筑维护结构的基本耗热量,f代表维护结构的总面积,k代表维护结构的传热系数,A代表温差正系数,tn代表室内计算温度,twn代表采暖室外温度。而建筑维护结构的附加耗热量则主要由风力附加、朝向附加、高度附加以及外门附加总成,这些附加耗热量的确定需要根据其占基本耗热量的比例。

(2)从门窗间隙渗入冷空气的耗热量。在原有的设计规范中,其计算公式为:

在这个计算公式中,Q2代表从门窗缝隙渗入冷空气的耗热量,a代表单位换算系数,cp代表空气定压比热容,L代表在基准高度风压单独作用下,从每米门窗缝隙进入的空气量,l代表门窗缝隙的总长度,tn代表室内计算温度,twn代表采暖室外温度,ρwn代表室外温度条件下的空气温度,m代表冷风渗透压差综合修正系数。

而在新的设计规范中,其计算公式为:

在这个计算公式中,tn代表室内计算温度,twn代表采暖室外温度,ρwn代表室外温度条件下的空气温度,L代表渗透进入室内的空气量,L的计算公式为:

在这个计算公式中,L0代表在基准高度风压单独作用下,从每米门窗缝隙进入的空气量,l代表门窗缝隙的总长度,m代表冷风渗透压差综合修正系数,b代表门窗缝的渗风指数。

由以上两个计算公式可知,在新的设计规范中,在确定计算公式的形势与参数时,都有不同程度的修改,在计算从门窗缝隙渗入冷空气的耗热量时更加准确、合理。

(3)从门、孔以及相邻房间浸入冷空气的耗热量。

(4)建筑内部设备产生的热量。

(5)从其他途径获取或散失的热量。

2.2 节能标准中耗热量的计算

在民用建筑的采暖设计中,耗热量指标用qH表示。耗热量指标就是采暖的平均温度下,为了保证室内温度,建筑中单位面积在单位时间消耗以及采暖供给的热量,其计算公式为:

在这个计算公式中,qH·T代表建筑中单位面积围护结构传热的耗热量,分别根据屋顶、外门、外窗、外墙、地面、户门等分别计算后再求出总和。其计算公式为:

在这个计算公式中,ti代表所有房间内的平均温度,te代表室外平均温度,εi代表围护结构传热修正系数,Ki代表围护结构传热系数,Fi代表维护结构的面积,Ao代表建筑总面积。qINF代表建筑中单位面积空气渗透耗热量,其计算公式为:

在这个计算公式中,CP代表空气比热容,ρ代表空气密度,N代表换气次数,V代表换气体积。

而qI·H代表建筑中单位面积的内部得热,主要有照明、炊事、家电以及人体散热构成住宅的取值为3.80W/m2。

3 民用建筑采暖设计规范与节能标准差异探讨

3.1 概念不同

①在采暖设计中,热负荷指标与建筑的耗热量指标的概念完全不同。热负荷指标指室内外条件下的能耗量,指标的取值需要根据设计规范计算获得,是确定最不利工况下满足室内温度要求必须设计采暖设备的依据。②在计算冷风渗透耗热量与围护结构传热的过程中,设计规范中需要使用最大温差,而在节能标准中则需要使用平均温差,两者具有较大差异。③设计规范需要从纯渗透的角度来确定渗透耗热量,节能标准则需要从换气的角度来确定渗透耗热量。

3.2 方法不同

①设计规范需要根据房间的不同分别进行计算,再将计算结果汇总后获得建筑整体供热负荷,节能标准则需要计算围护结构耗热、渗透耗热以及建筑内部得热三项,再将三项汇总后得出建筑整体供热负荷。②在设计规范与节能标准中,计算维护结构耗热量的公式相似,但选择修正系数的方法存在差异。计算分类的不同导致面积选取存在差异,但计算时使用的整体面积基本相同。③在对围护结构的传热耗热量进行计算时,节能标准中对外围护结构的传热系数的取值有上限要求。④设计规范与节能标准在计算渗透耗热量的公式方面有所不同,这种不同的产生原因是进入冷空气的计算方法存在差异。

[1]孙清典,徐文忠,李灿新.居住建筑采暖节能技术探讨[J].建筑节能,2009(02).

[2]曹 健.民用建筑采暖节能[J].知识经济,2011(15).

[3]汪子睿.建筑采暖节能技术的应用[J].科技风,2016(23).

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