供暖住宅房间开关窗行为与建筑能耗测试分析

陈博，秦玉华，杨云龙，朱晨宇

(沈阳建筑大学，辽宁 沈阳 110000)

引言

目前，建筑能耗领域中供热系统部分强调更多的是围护结构和保温等方面，由于供热系统供热不合理造成的热损失研究较少，笔者通过对高层建筑的问卷调查发现，用户开窗行为普遍存在，不开窗的用户仅占调查用户的10%左右，根据调研和测试,人员开窗时间和开窗大小不尽相同。人们开窗的一个重要因素是由于室内温度普遍偏高,通过开窗降低室内温度,提高人体舒适性。开窗通风导致换气次数增大,热损失普遍增大,因此研究通过开窗造成的热损失有很重要的意义。

1 开窗对供热的影响

1.1 开窗对室内温度的影响

调查问卷显示，寝室居住人员习惯中午开窗，开窗时间约为1h.从图1可以看出，开窗导致的温度波动幅度较为明显。开窗引起室内温度大幅度下降，使得风机盘管散热量增加，温度降低幅度越大，开窗损失越大。

图1 测试房间温度

1.2 开窗热损失

围护结构散热量与室内外温度差呈线性关系，开窗会导致围护结构的综合热系数增大。建筑的实际耗热量可用式(1)计算。

Q=KF＇(t＇a-to)=KF(ta-to)+△KF(ta+△ta-to)+KF△ta=Qb+Qw+Qt

式中Q为建筑的实际耗热量；KF＇为实际情况下的建筑维护结构综合传热系数，称为围护结构实际综合传热系数；t＇a为实际温度；to为室外温度；KF为不开窗情况下的建筑围护结构综合传热系数，称为围护结构基本综合传热系数；ta所需室温，一般取18℃；△KF为由开窗造成的围护结构综合传热系数的增量,称为围护结构修正综合传热系数;Δta为室温高于所需温度部分。

2 开窗情况下通风换气次数测试

在体积为Vf的房间中,释放一定量的二氧化碳气体,然后不再释放。利用红外浓度测试仪测空气中示踪气体的浓度,根据其衰减情况计算房间通风换气次数。

(2)

式中y(τ)为τ时刻房间内示踪气体浓度;ya为室外空气中示踪气体浓度;y(0)为房间内示踪气体的初始浓度;L为房间通风量。

求解通风换气次数时可以利用对数坐标,得到的直线的斜率就是通风换气次数。

对高层位于10层的寝室进行测试，建筑面积20m2，窗户采用左右推拉式塑钢窗，窗高0.9m。测试的主要目的是计算不同窗户开度下房间的通风换气次

数。测试房间的温度为23℃左右,在测试过程中温度有一定的波动,室外温度约10℃,风向西北,风速1～2 m/s。求得的通风换气次数见表1。

测试结果表明，在开窗情况下，开窗15cm和35cm时的通风换气次数差别较大，开窗62cm时的通风换气次数比开窗15,35cm时增加较小。通过测试开窗造成的室内换气次数,结合开窗时间,就可以定量地估计开窗造成的热损失。

Qw=NτVfcρ(ta-to)

(3)

式中N为房间通风换气次数,h-1;c为空气的比热容,J/(kg·℃);ρ为空气的密度,kg/m3;τ为开窗时间,h。

利用换气次数可以定量估计开窗造成的热损失。

3 结论

通过对高层建筑的计算,其中开窗热损失达到建筑耗热量的10%以上,开窗热损失量超过了其他一些热损失环节,因此降低开窗热损失是降低供暖能耗的一项重要内容。造成开窗热损失的重要原因是供暖锅炉没有采取合理的运行控制策略,锅炉供热量不能随着供暖负荷的变化及时调整,导致房间过热,用户开窗散热。因此适量供热、优化锅炉运行控制策略是降低开窗热损失的关键。

参考文献：

[1] 江亿.我国供热节能中的问题和解决途径[J].暖通空调,2006,36(3):37-41

[2] 韩伟国,江亿,郭非.多种供暖供热方式的能耗分析[J].暖通空调,2005,35(11):106-110