摘要:以沈陽地區工程實例進行計算分析,探討戶間傳熱、戶內各室溫度可調性等對戶內供熱負荷(戶內采暖設備容積量確定依據)的影響,通過計算數據的對比,提出了簡化工程設計計算的一些想法。
一、目前標準、規范、技術規程的要求
1、《民用建筑節能設計標準》(JGJ26-95)
要求:“將采暖能耗從當地1980年至1981年住宅通用設計的基礎上節能50%”(其中建筑約承擔30%,采暖系統承擔20%)
采暖系統承擔20%的節能,只有從兩方面考慮,其一是從設計上更好地解決供暖失調的問題,避免局部房間過熱而浪費能源;其二是設計上應做到戶內溫度的可調控性,使用戶通過調節室溫達到節能的目的(行為節能)。
隨著國家的熱計量收費政策的逐步推行,行為節能將逐漸被人們所接受,行為節能的效果將會體現出來。
2、《采暖通風與空調設計規范》(2001年版)
第3.9.1條新建住宅熱水集中采暖系統,應設置分戶熱計量和室溫控制裝置。
第3.9.2條在確定分戶熱計量采暖系統的戶內采暖設備容量、計算戶內管道時,應計入向鄰戶傳熱引起的附加,但附加的熱量不應統計在采暖系統的總熱負荷內。
規范要求進行室溫控制、計入向鄰戶傳熱引起的附加,但對室溫控制中室溫可調節范圍并無具體要求,對計入向鄰戶傳熱引起的附加也無具體的附加方法。
3.《新建集中供暖住宅分戶熱計量設計技術規程》
隨著“節能標準”的實施,“規范”的重新修訂,地處采暖地區的大中城市紛紛編制了本地區的“住宅分戶熱計量設計技術規程”,中熱網-中國熱量表網其中以北京市編制的技術規程最為全面。北京市編制的技術規程供暖負荷計算規定如下:
第3.0.2條臥室、起居室(廳)和衛生間等主要住空間的室內計算溫度,應按相應的設計標準提高2℃。
第3.0.4條戶間因室溫差異而形成的熱傳遞,應按下列原則計算傳熱負荷:
一、應計算通過戶間樓板和隔墻的傳熱量。
二、與鄰戶的溫差,暫按6℃計算。采用地板供熱時,暫按8℃計算。
三、以各向戶間傳熱量決和的適當比例,作業戶間總傳熱負荷。
第3.0.5條,按3.0.4條計算的戶間傳熱量,不宜大于按按3.0.1條、3.0.2條和3.0.3條計算的基本供暖負荷的80%。(條文說明;中間層為50%,地層、頂層為70~80%)
建議配合新修訂《采暖通風與空調設計規范》(2001年版)結合各地的“技術規程”,忙出臺國家的《新建集中供暖住宅分戶熱計量設計技術規程》。
根據上述規范、技術規程的要求,分戶控制、熱計量各戶熱負荷計算應分為兩部分:其一是按常規設計溫度提高2℃計算各戶正常供暖耗熱量,以確定供暖干管管徑及建筑物供暖耗熱量,稱其為基本耗熱量;其二是戶內供熱負荷,為基本耗熱量與戶間傳熱量的總和,用來確定戶內的散熱設備容量和戶內管管徑。
二、計算實例
1、計算實例簡介:工程總建筑面積36000m2,地下一層為汽車庫,一至四層裙為商業用房,五至二十五層A座、B座為住宅。以B座住宅為例進行計算。

2.采暖基本耗熱量采用采暖熱負荷計算軟件進行計算。采暖室外計算溫度取-19℃,采暖室內計算溫度戶內均取18℃。
3.維護結構的傳熱系數(W/m2·℃)如下:

4.鄰戶傳熱量的大小可以用不采暖住戶能達到的室溫表示。以下算例均以未采暖住戶為研究對象,計算其在周圍住戶均采暖時(維持18℃)所能維持的最低戶內溫度。
5.采用熱平衡的方法計算不采暖住戶能達到的戶內溫度,引入總耗熱量綜合系數A為總耗熱量與溫差之比∑Q1/Δt1,引入總得熱量綜合系數B為總得熱量與溫差之比∑Q2/Δt2。
6.根據熱平衡方程A*Δt=B*Δt2計算不采暖住戶能達到的戶內溫度,將采暖室外計算溫度-19℃及其周圍住戶18℃戶內溫度供入熱平衡方程,可得該戶不采暖時戶溫t2=(18*B-19*A)/(A+B)。分析可知tn與下列因素有關:(1)建筑的外維護結構;(2)建筑的戶內維護結構;(3)采暖室外計算溫度;(4)周圍住戶的戶內溫度。
7.在計算總得熱量綜合指標B時可發現對戶間傳熱影響最大的是戶間樓板,根據高層建筑計算出的對應戶不采暖時戶溫的特點,最不利的戶間傳熱部位均為戶內地板(次頂層應是頂板),戶內總熱負荷為基本耗熱負荷與最不利的戶間傳熱量之和。
8.其中102、103、104戶計算表省略,其計算結果的規律與計算表1相同。
205m2戶型計算 表1

9.由具體計算可以看出:一般層戶內熱負荷值為戶基本耗熱負荷值與40%的戶基本耗熱負荷值之和;次頂層戶內熱負荷值為戶基本耗熱負荷值與100%的戶基本耗熱負荷值之和;頂層戶內熱負荷值為戶基本耗熱負荷值與25%的戶基本耗熱負荷值之
和。
10.北京市“技術規程”(文說明:中間層為50%,地層、頂層為70~80%),上述計算在次頂層和頂層與北京市“技術規程”有區別。同樣的原因次底層和底層也應與北京市“技術規程”有區別。從戶間傳熱的基本計算模型看,戶間傳熱最不利處應為次底層和次底。
11.上述計算是針對各戶進行的,利用計算表1的戶不采暖時戶溫tn值,對戶內各室的戶間傳熱進行計算(見計算表2)。選101戶內的兩個典型房間,其一是具有兩面外墻的105房間,其二是具有一面外墻的106房間。計算初始設置與計算表1相同。
12.計算表1中假設無戶間傳熱時,將增加的戶間傳熱負荷換算為房間的可調高溫差(即周圍房間均為18℃時本房間最多可調高的溫差值)。此項說明房間溫度可上調的散熱設備能力(理想狀態下)。
戶內負荷計算 表2

13.如果每個房間均詳細計算戶間傳熱量,其計算過程比較煩瑣。通過上述一些計算比較及參照北京市“技術規程”,可簡化計算過程如下:(1)一般層戶間傳熱量附加基本耗熱量的42%;(2)次頂層戶間傳熱量附加基本耗熱量的80%;(3)頂層戶間傳熱量附加基本耗熱量的30%;(4)次底層戶間傳熱量附加基本耗熱量的70%;(5)底層戶間傳熱量附加基本耗熱量的40%。
14.計入房間傳熱量和將室內計算溫度相應提高2℃所得室內熱負荷值,比傳統計算的室內耗熱值增加50%,散熱設備(散熱器)相應多布置50%,中熱網-中國熱量表網在無戶間傳熱時比傳統的采暖室溫可調高3.5~4℃左右,選擇可靠的室溫控制裝置和便于調節的戶內采暖系統對節能十分重要。因推行分戶供暖的目的之一是節能。 作者:馮愛榮 徐偉 董重成 閆皓








