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冬季采暖

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冬季采暖范文第1篇

论文摘要:自改革开放以来,随着我国建设事业迅速发展,新建高层建筑逐步增加。就我国目前能源形式不容乐观,降低建筑能耗是落实科学发展观可持续性发展的重大战略性举措。就哈尔滨市的一栋住宅楼分别采用连续采暖和间歇采暖两种不同采暖方式的对比研究,从人体舒适感和环境保护两个方面揭示了连续采暖的优越性。

1我国供暖的现状

改革开放后,我国建设事业发展迅速,尤其是近年住房制度的改革极大地促进了住宅产业及国民经济的发展。目前每年新建房屋子17-18亿平方米。随着大量的新建筑,建筑能耗指建筑使用能耗,包括采暖、空调、热水供应、炊事、家用电器等方面的能耗,其中采暖、调能耗约占60%-70%。根据1998年估算的数据,中国建筑用商品能源消耗已占全国商品能源消费总量的27.6%,接近发达国家的30%-40%。我国的能源形势是严峻的。我国的煤炭、石油、天然气、水资源的人均拥有量约为世界平均值的1/2,1/9,1/23.1/4。对于人均能源消费量1t的标准煤,仅是世界人均能源消费不到2.4t标准煤的一半,因而降低建筑能耗,实现可持续性发展,是节约能源之路。事实上改变传统的供暖方式是节约能源的出路。作为办公楼、礼堂、实验和教学楼、学生宿舍等,供暖的需求是不一样的,不需要24h恒温供暖,应采用间歇制度,以实现用热与供热相协调。对于在较大集中供热系统中,也可采用分建筑物的分时供暖方法,由于不必同时给各建筑物供暖,热源规模及运行负荷大大减小,从而减少热源投资,并实现按需供热的长远目标。

2新型环保节能的供热采暖系统

供热采暖方式有很多不同的方式,热水、电热、地热等等不同的方式,近几年来一种新型环保节能的供热采暖系统,在日前通过了中国能源研究会组织的专家鉴定。专家认为,该系统为国内首创,具有国际先进水平。这种供热系统改变了传统的供热采暖方式,它的传热不是用介质水,而是以复合化学介质‘`ZGM’’为热传导工质,打破了传统的以水为工质的热传导模式。这种复合化学介质“ZGM’’无毒无味、无腐蚀性、不挥发、不燃烧、不怕冻、不结垢。使用该介质的采暖系统,长退快、均温性好、热稳定性能好,并且结构美观、安装灵活,解决了国内现存的单管系统无法解决的问题。该系统能节省40%-50%的能源。由于不用水,所以能大大降低城市用水量。该系统由北京新世界能高科技发展有限公司制造,是一种最佳的冬季采暖方式,适宜院校、机关的冬季采暖使用。

3院校、机关的冬季采暖使用

院校、机关建筑具有多类型、多用途的特点。主要包括:办公楼、教学楼、学生宿舍、教工家属楼、实验室、礼堂、体育馆、校办工厂等。院校供暖有两个特点:其一,对于间歇供暖,各种类型建筑物的供暖时间是不一样的,对于礼堂、体育馆等,它的使用时间特别少,其它时间可按值班采暖设定,因此它的供暖间歇性很强:对于学生宿舍,在上课时间(包括晚自习)可按值班采暖设定,而早、中、晚的休息时间才保证供暖:对于办公楼,下班时间可按值班采暖设定,上班时间才保证供暖;而对于实验室、教工家属楼等,在供暖时间上应根据具体情况加以控制。其二,学校的另一特点是有寒假。在寒假期间(约35天),院校的大部分建筑可以只保证值班供暖。基于以上特点,采用适合的供暖方式和方法,院校供暖的节能效果会很显著。 4人体舒适感的比较

传统的采用连续采暖方式,当室外温度为-2690,热媒参数为95/70℃时,热量不间断地散给空间,以补充外围结构的热损失,使室内温度体质在设计参数上下波动范围内。当室外温度高于26℃时,采用改变热煤参数的办法进行质调解,系统依然是连续运行的,即可保证室内设计温度的稳定,满足人体对舒适感的要求。间歇采暖则不燃,一日24h内室温波动范围较大,如果要保证供热时间内的室温间歇时间的室温就会低于设计温度。反之,如果保证间歇时间内的设计温度则供热时间内的室内温度又会高于设计温度。间歇采暖时一日内的温差大约在10℃左右,室内温度忽高忽低,人体感觉忽冷忽热,容易患感冒。但是如果采用新型环保节能的供热采暖系统则可改变这一现状,新型环保节能的供热采暖系统则能改变这一现状,新型环保节能的供热采暖系统升温快,保温时间长,在摄氏一20℃的气温下,室内温度在内45min就可达到18℃。

5环境保护的比较

在我国,环境保护工作越来越引起人们的高度重视。现在我们国家正提倡绿色环保。当连续采暖时,由于锅炉不间断运行,炉膛始终保持高温,煤中的挥发可燃气体充分燃烧,减少了炉膛内的化学不完全燃烧损失,降低了锅炉排烟。间歇采暖每天压火2-3次,每次压火时由于一次投煤量增加,鼓风机停止向炉膛供气,炉膛温度迅速下降,炉膛内化学不完全燃烧损失明显增加,炉膛内可燃性气体没达到燃点就出现冒黑烟的现象严重地污染了大气环境,但新型环保节能的供热采暖系统无污染运行。

冬季采暖范文第2篇

关键词:洁净车间 采暖 能源利用 探讨

中图分类号:TN305.97文献标识码: A 文章编号:

采暖——又称供暖,是指向建筑物供给热量,保持室内一定温度。

空气调节——实现对某一个房间或空间内的温度、湿度、洁净度和空气流速等进行调节与控制。洁净室为空气调节中一个很典型的例子。

从国家2003年正式实施《室内空气质量标准》以后,室内温度已经成为室内空气质量的一个重要组成部分。标准中明确规定夏季空调房间室内温度的标准值为22℃~28℃,冬季采暖时室内温度的标准值为16℃~24℃。达到这个标准的室内温度就是舒适的室内温度。在北方,冬季室温低于16℃的区域,为了达到舒适室内温度均需要采暖。所以,在北方的工厂中就大量存在着这样的现象:冬季,洁净车间需要制冷,而周边环境区域需要采暖,从而形成奇怪的能量消耗问题。下面就实际厂房改造工程中碰到的洁净室需要制冷,周边环境需要采暖的问题进行探讨。

一、冬季还需进行空调制冷的原因

工厂洁净室的冷负荷主要组成部分有:建筑维护结构的冷负荷(包括内维护结构冷负荷和护结构冷负荷),人体散热形成的冷负荷,设备散热形成的冷负荷,灯光照明散热形成的冷负荷,新风负荷。而工厂洁净车间设备冷负荷、新风负荷和人员冷负荷占据大部分比例,当设备冷负荷和人员冷负荷远大于建筑维护结构热负荷和新风热负荷时,此时就要求在冬季进行空调制冷。因此,这成为冬季还需制冷的根本原因。由于有些洁净室在冬季还需进行空调制冷,来调节室内温度以满足生产环境的要求,加之周边区域非洁净区域的范围在冬季较冷的地区需要进行采暖以达到满足室内舒适环境,因此就会带来浪费能源,消耗大量费用的问题。下面,本文针对此问题提出一些个人浅薄的探讨意见。

二、原设计方案简介

某地工厂项目为北京市某电子厂的厂房改造工程,洁净车间总面积为12530平方米,周边采暖面积为6212平方米,依据《北京市供热管理办法(草案)》,草案将目前冬季供暖室内温度由16℃提高至18℃。因此对该工厂周边采暖面积设置温度至少为18度。该工厂原设计为洁净车间和周边区域夏天共用一套空调制冷设备,洁净区域采用组合式空调机组全空气系统,周边区域采用风机盘管系统对区域内进行空气调节。冬季的时候周边区域单独采用市政的采暖,洁净区域采用原本的制冷系统。如下图所示:(图1,图2)

冷却塔

夏季制冷主要设备能量转移示意图(图1)

冷却塔

冬季制冷主要设备能量转移示意图(图2)

根据设计要求,北京市的气象参数:北纬39°48’,东经116°28’,年平均温度11.4°C,冬季采暖室外计算干球温度为-9°C,夏季空气条件室外计算干球温度为33.2°C,根据原设计查得该工厂冬季周边区域采暖平均负荷为82W每平米,固需要总的采暖负荷为:Q1=6212X82=509384W约等于510KW,洁净车间区域的冬季制冷平均冷负荷为158w每平米(原新风负荷由PAU承担预热至10度),固需要总的制冷负荷为Q2=12530x208=1979740W约等于1980kw(562冷吨),按照原本的设计要求,冬天需要消耗的能量为周边区域采暖热量Q1+洁净车间冷负荷Q2,原设计采用的是800冷吨的离心机,运行功率为520KW,按照无极调节的能力算,制冷总用电:Q3=520x562/800=365.3kw,按照工业用电标准收费每度电是1元,固冬季制冷每小时总费用为:M1=365.3x1=365.3元,每天运行16小时算,根据北京采暖常规时间为当年的11月15日,到隔年的3月15日,共计4个月120天计,冬季制冷需要花费费用为M冷=365.3 X120X16=526032元;冬季采暖费用,根据北京市规定天然气采暖为每平米30元,固总费用为M暖=30X6212=186360,新风预热至10度费用为每小时0.7吨蒸汽,北京工业蒸汽每吨140元,蒸汽预热盘管需要24小时开启,不然会冻坏盘管,因此冬季新风预热费用为M新风=0.7x24x120x140=286272元,这样看来该工厂冬季空调总的能量消耗费用为M冷+M暖=526032+186360+286272=998664元,我们取个整数方便计算,为100万元。

三、原设计优化方案

1.针对原设计,我们大胆提出如下改造方案:

1.1去除原设计由市政提供采暖的冬季采暖方案,改为自己生产采暖暖源。

1.2增加一套冷热回收机组,用于替换冬季原本的制冷系统。

1.3冬季放弃原新风预热系统,降低预热温度,使新风和回风直接混合,用于降低原洁净车间制冷所需的冷负荷消耗。优化后的设计示意图如下(图3):

热回收机组能量转移示意图(图3)

冬季采暖范文第3篇

关键字:黄淮地区采暖模式制冷模式技术经济

中图分类号:F291.1 文献标识码:A 文章编号:

1 引言

黄淮地区处于温带季风气候带,夏季高温多雨,冬季寒冷干燥,四季分明。

城市居民夏季绝大部分采用分散的电空调制冷,有极少数小区采用地源热泵模式,商用建筑、公用建筑大都采用电力中央空调或溴化锂机组制冷。冬季采暖模式较多,绝大部分小区采用热电厂区域集中供热,少部分采用燃气分户壁挂炉采暖和燃气热水锅炉集中供暖。

由于黄淮地区冬季与夏季持续时间较长,随着人们生活水平的提高,对冬季采暖和夏季制冷要求渐高,因此最佳采暖与制冷模式的选取与环保、节能以及老百姓的生活密切相关,意义重大。

2 黄淮地区城市采暖与制冷模式

2.1 采暖模式

黄淮地区城市采暖模式有地源热泵模式、燃气热水锅炉集中供暖模式、燃气分户壁挂炉采暖模式、热电厂集中供热模式、家用空调采暖模式。

2.1.1 采暖模式简介

地源热泵是利用地下常温土壤和地下水相对稳定的特性,通过深埋于建筑物周围的管路系统或地下水,采用热泵原理,通过少量的高位电能输入,实现低位热能向高位热能转移并与建筑物完成热交换的一种技术。地源热泵制冷工况与制热相同,都属于逆卡诺循环,只是冷媒的反向流动。

燃气热水锅炉集中供暖是在系统中设置循环水泵,靠水泵的机械能,使热水锅炉产生的采暖热水在系统中强制循环,为区域供暖。燃气分户壁挂炉是小型化的燃气热水锅炉,采暖原理与热水锅炉相同。

热电厂集中供热模式,蒸汽源是热电联产机组的排汽,压力通常为0.78-1.27MPa,通过城市供热管网接至居民小区换热站,经汽-水换热器转换为采暖热水,为居民户供暖。热电联产机组能将热效率提高到85%,比大型凝汽式机组(热效率40%)要高很多,节能减排效果明显。

2.1.2 采暖模式年运行成本分析

据《采暖通风与空气调节设计规范》,居民小区综合热指标取54W/m2。以采暖总面积为10万平方米的某小区为例,采暖总负荷为5400KW。年采暖周期90日,日采暖时间14小时。根据不同采暖模式的工程建设造价及采暖费用计算比较年运行成本,如表1所示。

表1居民小区不同采暖模式年运行成本分析表

2.2 制冷模式

黄淮地区城市制冷模式有地源热泵模式、家用空调制冷模式、电力中央空调及溴化锂机组制冷模式。

2.2.1 制冷模式简介

地源热泵制冷模式既适用于居民小区又适用于商业建筑、公共建筑。

电力中央空调制冷模式适用于商业建筑、公共建筑和冷链物流业,以电力作为驱动能源,配套冷水塔及其循环系统作为机组的对外散热,室内配套风机盘管及冷冻水的循环系统,并配备专用机房。

溴化锂机组又称溴化锂吸收式制冷机,水作为制冷剂,溴化锂作为吸收剂。其中蒸汽双效型溴化锂冷水机组,采用热电厂集中供热蒸汽作为驱动能源,蒸汽工作压力范围0.4-0.8MPa。配套设施及适用范围与电力中央空调相同。

2.2.2 制冷模式年运行成本分析

2.2.2 1 居民小区制冷模式年运行成本分析

据《采暖通风与空气调节设计规范》,居民小区综合冷指标取100W/m2。以制冷总面积为10万平方米的某小区为例,制冷总负荷为10000KW。年制冷周期90日,日制冷时间14小时。根据不同制冷模式的工程建设造价及制冷费用计算比较年运行成本,如表2所示。

表2居民小区不同制冷模式年运行成本分析表

2.2.2 2 商用及公用建筑制冷模式年运行成本分析

据《采暖通风与空气调节设计规范》,商用及公用建筑综合冷指标取140W/m2。以制冷总面积为5万平方米的某建筑为例,制冷总负荷为7000KW。年制冷周期90日,日制冷时间10小时。根据不同制冷模式的工程建设造价及制冷费用计算比较年运行成本,如表3所示。

表3商用及公用建筑不同制冷模式年运行成本分析表

3 黄淮地区城市居民小区采暖与制冷模式技术经济分析

黄淮地区城市居民小区冬季采暖与夏季制冷模式通常有五种组合形式。据表1及表2,五种组合形式年运行总成本分析如表4所示

表4居民小区采暖与制冷模式年运行总成本分析表

据表4数据分析

1)第1种地源热泵模式,虽然采暖与制冷运行费用较低,但系统投资大、年运行总成本高。而且地源热泵技术在我国起步较晚,设计和施工队伍技术力量良莠不齐,很多技术还待进一步提高和成熟。地源热泵技术的发展必须要坚持科学发展观,做到与自然环境的和谐统一。

2)第2种与第3种模式采暖年运行总成本过高,随着新建燃气热水锅炉的增多,冬季极易形成天然气消耗高峰,影响采暖效果。天然气价格上调是大势所趋,年运行成本将会阶阶攀升,势必增加消费者生活支出。

3)第4种模式年运行总成本较低,技术成熟且简便实用,热电厂集中供暖体感舒适度高、采暖效果最好,因此最适用于普通居民户。

4)第5种模式家用空调采暖与制冷,采用电力作为唯一能源,虽然设备投入较低,但依据目前家用空调的COP,运行不节能也不经济,而且家用空调冬季采暖效果不理想、体感舒适度极差。

4 黄淮地区城市商用及公用建筑采暖与制冷模式技术经济分析

以采暖与制冷总面积5万平方米的某建筑为例,综合热指标取50W/m2,冷指标取140W/m2。据表1、表3,商用及公用建筑采暖与制冷年运行总成本分析如表5所示。

表5商用及公用建筑采暖与制冷模式年运行总成本分析表

据表5数据分析

对于商用及公用建筑,地源热泵模式虽然采暖与制冷运行费用较低,但设备折旧费较高而且采暖制冷效果与技术成熟度不如第2、第3种模式。第2种模式与第3种模式相比年运行总成本低,而且蒸汽双效型溴化锂机组的使用,可以削减夏季电负荷高峰,增加热电厂夏季热负荷,降低发电机组发电标煤耗,提高热电联产水平,节能减排效果明显。

5 结论

从工程建设造价、年运行总成本、技术特点比较黄淮地区城市冬季采暖与夏季制冷实际存在的模式,热电厂蒸汽集中供暖+家用空调制冷是普通居民户的最佳选择模式,热电厂蒸汽集中供暖+溴化锂机组制冷则是商业建筑、公共建筑的最佳选择模式。

参考文献:

[1]贺平 孙刚.供热工程[M],北京:中国建筑工业出版社,1993

冬季采暖范文第4篇

Abstract: To replace coal-fired boiler heating with electric heating is one of the main measures to reduce haze. In this paper, the advantages of decentralized electric heating are analyzed, and the behavioral energy consumption of decentralized electric heating is calculated. The of CO2 emission reduction benefits of coal-fired boiler heating and electric heating are compared. The construction costs and operating costs of electric heating are comparative with centralized heating and residential gas boiler. The unit heating price of electric heating is calculated, and the feasibility of decentralized electric heating promotion is determined.

关键词: 分散式电采暖;行为节能;节能减排;效益分析

Key words: decentralized electric heating; behavioral energy saving;energy saving and emission reduction;benefit analysis

中D分类号:TU832.2 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2017)24-0185-03

0 引言

冬季采暖是河北居民的基本需求,除市区、重点县城区是热电联产集中供热外,农村、乡镇、城乡结合部及县城居民均采用小型锅炉和家庭分散供热。为减少冬季采暖而造成的空气污染,提高环境质量,河北省政府下发了《关于开展城镇供热“煤改电”试点工作的通知》,明确要求全面取缔燃煤小锅炉,加快推进“煤改电”工程建设,给电采暖提供了广阔的空间。

目前,分散式电采暖主要包含电热膜、发热电缆、碳纤维、碳晶、储能式电暖气等[1][2]。采用分散式电采暖代替燃煤供热,已经在北京、河北、天津等北方供暖地区得到了广泛的应用,仅河北省衡水市就推广分散式电采暖60万平方米。以往对电采暖的经济性分析,主要是针对集中式电采暖系统与集中供暖进行建模和分析论证研究[3][4]。本文结合分散式电采暖的应用情况,与集中采暖进行行为节能、节能减排及经济效益分析研究,给分散式电采暖推广提供参考。

1 分散式电采暖推广的优势

分散式电采暖是将电能转化为热能的低温辐射放热采暖系统,该系统不需室外锅炉房、热交换站、室外管网等设备,安装简单,操作便利,与传统燃煤、集中供热采暖相比,除环保外,还有主要有四方面的优势。

1.1 能源供应可靠

近年来,通过特高压输电和智能电网的建设,实现了跨区域的电能资源优化配置,形成了全国范围内的能源互联网,在资源保障、可靠性和传输效率方面,相比其他能源具有明显优势。同时国网公司在电网末端,投入巨资进行配电网改造,为分散式电采暖提供了接入可能。同时,24小时95598客服服务热线和应急抢修能力,为分散式电采暖的稳定运行提供了坚强的服务保障。

1.2 节约土地资源

分散式电源所需的变配电设施与传统锅炉房、储煤设施相比,占用空间较小,一般可以减少50%的空间,同时解决了传统供暖管网敷设等占用较多地下空间的问题,提高了房屋使用率,间接节约了土地。

1.3 经济安全稳定

分散式电采暖自动化高降低了运维成本,取消了传统的水循环供暖方式,不会发生跑冒滴漏事故。对上班族居民来说,晚上是需要采暖热能的主要时段,分散式电采暖可间歇供暖,充分利用低谷电价,降低运行成本。根据河北省物价文件,居民电采暖22时至次日早晨8时为低谷电价时段,按0.295元/千瓦时执行,比居民电价降低了40%,使分散式电采暖更有可推广性。

1.4 控制灵活方便

分散式电采暖全部采用单户计量,电能计量方案成熟且智能化程度高,与传统供热、天然气等其它供热的计量方式相比,具有明显优势。可通过用电信息采集,找出电能的主要消耗点,与智能温控器配合,分房间控制温度。用户可以提前设定程序,随意控制其启与停,实现行为节能。

2 分散式电采暖行为节能分析

目前,居民用户采用集中供暖或燃气锅炉供暖,大部分采用按面积收费,用户不会像用电、用水一样节省用热,当室内温度较高时会时常开窗通风降温,当温度较低时会不断要求供热提高室内温度,无论人员是否在室内生活均保持着20℃以上,造成能源浪费。分散式电采暖由于自动控制方便,如果客户白天上班不在家就可以设定在最低温度,让到家前半个小时自动升温,等回到家温度已达到20℃以上,从而实现主动节能和供热系统的经济运行。

3.2 节能减排实例计算

衡水属温暖带半干旱型大陆性季风气候,年平均气温12.6℃左右,1月份平均气温-2.6℃左右,属于国家建筑热工分区的寒冷B区,每年的11月15日开始供暖,3月15日停暖,每年供暖天数120天。

衡水凯越名邸小区建筑面积9.5万平方米,共8栋高层944户,2010年交工入住,全部采用碳纤维分散式电采暖技术,由开发商随主体工程同步建设。安装变压器总容量8000千伏安,户均容量8.5千瓦。小区2015年冬季实际入住户数为823户,入住率为87.18%。以小区高层一户实际采暖情况为例,建筑面积为117平方米,实际室内面积为87.5平米,约为建筑面积的75%,再扣除厨房不做地暖的部分约计5平米,则实际铺设地暖的面积为82.5平米。扣除未入住用户面积后,折算到整个小区2015年冬季实际采暖面积为5.7万平方米。

用户冬季电量采用12月份、次年1月份和2月份电量做平均值,春、秋月均电量选用4月份、5月份和10月份电量做平均。经分户统计小区2015年冬季采暖电量为239万千瓦时,CP取华北区域电网数值0.9803吨/兆瓦时,年CO2的排放量为2343吨。

小区采用燃煤锅炉或燃气锅炉集中式供暖, 需选用一台10吨锅炉以满足小区供热。如是燃煤锅炉需匹配用电设备有鼓风机(45千瓦)、引风机(55千瓦)、给水泵(55千瓦)、给煤机(3千瓦)、循环泵(28千瓦)等用电设备。如是燃气锅炉需匹配送风机(30千瓦)、给水泵(55千瓦)、循环泵(28千瓦)、水处理等用电设备。锅炉燃烧时间每天按运行12个小时计算,每小时耗煤量1200公斤(或耗气量720立方),燃煤年CO2的排放量为4734吨,燃气年CO2的排放量为2240吨。

采用分散式电采暖比燃煤采暖年可减排CO2 2391吨,比燃气采暖年增加CO2排放量103吨。

4 分散式电采暖经济运行效益分析

4.1 一次性投Y分析

以衡水凯越名邸小区为例分析,因燃煤锅炉对环境有污染,已停止使用。以集中供暖、燃气锅炉与分散式电采暖技术进行对比分析。

从以上投资来看,新建小区集中供暖建设配套费每平方米65元,故集中供暖一次性投资最高。分散式电采暖比燃气锅炉初期投资高25%左右,但分散式电采暖除配套变压器占地外,不占用土地资源,不需烟囱、气罐等,在环保、消防安全、自动化程度、占地面积等方面均优于燃气锅炉。

4.2 日常运行费用分析

分散式电采暖按照设计负荷为50瓦/平方米,供暖期120天,考虑到居民在家时间和介质热惰性原理,按每天运行峰段6小时、谷段4小时计算,执行居民合表峰谷分时电价的电采暖小区,一个采暖季运行费用为27.06元/平方米(0.05千瓦/平方米120天6小时0.555元/千瓦时+0.05千瓦/平方米120天4小时0.295元/千瓦时)。考虑采用分散式电采暖用户的行为节能,实际运行费用远远低于理论设计值,以2015年衡水凯越名邸实际入住823户为例,冬季采暖电量为239万千瓦时,采暖电费85.05万元,平均冬季运行费用为14.92元/平方米。

衡水采暖气价为3.35~3.91元/平方米,按设定热负荷50瓦/平方米、供暖期120天、10小时/天所需热值计算,燃气锅炉运行费用约22.88-26.71元/平方米。

从实际运行费用来分析看,分散式电采暖由于采取行为节能,实施峰谷电价,年运行费用低于燃气锅炉,也低于当地集中供暖21元/平方米・年的价格。同时由于化石能源存在爆炸等危险性,燃气锅炉需要专人值守,集中供暖、分散式电采暖无需人员值守,这部分人员成本由于各地和各用户不同而未计算,但是同样存在一定的成本。

5 结论

分散式电采暖具有使用方便、无污染、清洁环保和占地少等特点。从行为节能、节能减排效益分析、经济运行分析来看,居民小区采用分布电采暖供暖优于燃气锅炉,用户采取行为节能后优于集中供暖,替代燃煤锅炉,在新建居民小区推广是可行的。同时分散式电采暖日常运行费用与建筑保温、用户的行为节能密切相关,对于年轻上班族用户,分散式电采暖更经济,可以最大限度的降低采暖费用。

参考文献:

[1]张晓非,胡纯杰,蒋南波.电能取暖方式替代集中供热方式的探讨[J].科技情报开发与经济,2003.

[2]袁新润,吴亮,张剑,项添春.天津电能替代形势与电采暖经济性分析[J].电力需求侧管理,2015.

冬季采暖范文第5篇

关键词:暖通设计;水公园;模拟

Abstract: China climate, four distinct seasons in north cold winter, windy, to produce unfavorable effects on tourism industry. How to built in the north of indoor water park, and meet the building energy saving, beautiful, operation personnel comfortable request, is the hvac personnel need to solve the problem. In this paper a tianjin water amusement park, this paper introduces the project hvac design.

Keywords: hvac design; Water park; simulation.

中图分类号:[F213.2] 文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)

中国气候四季分明,北方地区冬季寒冷,多风,对旅游产业产生不利影响。如何在北方建成室内戏水乐园,并满足建筑美观、运行节能、人员舒适的要求,是暖通人员需要解决的问题。本文就天津某水上娱乐公园,介绍该项目的暖通设计。

该水公园位于天津,建筑面积约1.7万平,建筑高度32.6m。南北方向进深115m,东西长约200m。水面面积约4000平方米。

水公园大馆建筑采用全透明的护结构,其优点是采光面积大、美观,并将建筑护结构的防风、遮雨、隔热、防噪声、防冷风渗透等使用功能和建筑装饰功能有机的结合在了一起。但是膜结构存在传热系数大且热惰性小,冬季会产生壁面温度低,人体舒适度差,内表面结露等不良影响。

为了更合理的完成暖通设计任务,我们请北京清华城市规划设计研究院城市建筑环境与能源研究所为我们做了《壳体建筑能耗与自然室温分析研究》、《水公园冬季采暖负荷分析》《水公园室内自然温度分析》等室内环境模拟报告。

冬季室内设计参数:

池水温度:26℃ 空气温度:28℃ 相对湿度:70%

热源的确定

东丽区地区地下热源丰富,同时地源热泵属于可再生能源利用技术。地下水源热泵机组利用地下热源的热量,提高了热泵循环的蒸发温度,使机组的COP提高。与锅炉供热相比,减小了占地面积,减少了环境污染。

所以本项目采用地下深井地热水,地下水出水温度95度左右。分为3套不同水温的循环系统。高温系统:75/55供给后勤区及陆公园散热器系统;中温系统:65/55,供给水处理加热系统及入口洗浴用热;低温系统50/40供给全公园的风机盘管及组合式空调箱系统。

为了提高热能利用率,高温系统采用地热水直接换热,中温系统为高温回水及部分地热水混合提供,低温系统由地源热泵将回水再加热之后提供。

围护结构的确定

建筑围护结构的性能是影响室内热舒适性的主要因素之一。建筑围护结构优化设计应考虑的主要因素包括:

采光性能:建筑围护结构透明区域在满足隔热性能的前提下应兼顾可见光透过性,使建筑物可充分利用太阳光,提高舒适性并减少照明能耗。

隔热性能:建筑物在夏季的隔热性能对建筑物室内舒适度及空调能耗是至关重要的,在幕墙结构中,隔热性能主要体现在减少夏季日照得热,也就是透明幕墙的遮阳系数SC值。

保温性能:在采暖建筑中,围护结构应有较好的保温性能。对水公园来说,由于体量较大,室内设计温度高,水份蒸发量大,冬季建筑能耗很大。而夏季室内大部分空间不使用空调器而是通过自然通风或者机械通风将室内多余的热量带走。因此应从全年的角度出发,分析论证保温性能优劣对建筑能耗的影响。

通风性能:对建筑可利用自然通风的区段和时间段,尽可能考虑使用自然通风来带走室内的热量,满足室内温度要求,提高舒适度,降低空调能耗。

项目采用的围护结构:

根据节能要求及人员舒适度要求,冬季围护结构传热系数需要满足室内外温差小于6度,内表面不结露。经过计算,护结构传热系数低于1.5W/m2时才能保证内表面不结露。根据厂家的膜结构产品参数及成本,最终采用三层ETFE膜结构,传热系数1.94W/m2,内表面会有轻微结露现象,在可以接受的范围内。

对于水公园,夏季有隔热需求,冬季有采暖能耗要求。遮阳系数小透明部分多的话会增加夏季日照得热,影响夏季公园的热舒适性。如果遮阳系数比较大透明部分少则会使冬季的日照得热减少,增加冬季采暖负荷。经过一次投资、使用费用及建筑美观要求的权衡判断,最终采用全透明幕墙结构,遮阳系数小于0.35。

新风量的确定

建筑新风量是根据人员所需新风量、过渡季节除湿所需新风量、卫生要求所需新风量的最大值,来确定大馆最终的送风量。

水公园的室内最高人数为4337人,按照《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范GB50736-2012》要求,高密建筑人群每人所需最小新风量19m3/h人(体育馆)。人员新风所需新风量为8.2万立方米每小时。水公园室内大馆由于夏季没有空调系统,过渡季节需要采用通风除湿,根据全年气候分析,10月份是室外湿度最大的季节(6~9月大馆敞开),除湿所需新风量为13~20万风量。同时考虑到水处理散发的有害气体,最终水大馆的通风量按照最大16万设计,4台4万风量组合式空调箱,新风量调节范围从30%~100%。

根据天津市《公共建筑节能设计标准》4.3.13规定:排风量大于等于3000m3/h的直流式空气调节系统,宜设置排风热回收装置。新风热回收的设置能显著减少冬季采暖能耗,水公园需要通风除湿,所以采用非接触式转轮热回收方式。

冬季采暖热负荷

建筑采暖热负荷指标是针对建筑内供热系统的负荷指标,其主要影响因素为室外气象参数、建筑围护结构、室内人员、设备负荷等。设计负荷是一个重要参数,它决定设备系统的容量、规模和初投资。水公园形状复杂,围护结构特殊,所以采用清华大学能耗模拟软件Dest软件进行了全年采暖能耗模拟。

模拟边界条件:非透明部分0.6W/m2k;透明部分1.7W/m2k,遮阳系数0.35

室内温度控制:09:00~21:00 室内温度28度;21:00~09:00 室内不低于5度。

不考虑室内人员散热,新风量按照0.75次/h换气次数计算。

建筑模型如下:

根据水公园采暖季逐时负荷分布变化曲线。冬季采暖季最高负荷为5800KW,采用冬季历年不保证5天温度,得出该建筑采暖负荷为5600KW。采暖负荷在1月中下旬达到最大负荷,11月以前和3月以后,室外温度升高,采暖热负荷降低。系统半负荷运行时间较长,因此采暖采用变流量热水系统。

由于模拟采用的是间歇运行模式,即晚上只开启地板采暖和部分风机盘管,以保证室内温度不低于5度。所以第二天营业之前需要提前预热运行,使室内温度升高到28度。开机时间定为早上6:00~9:00。

夏季自然通风研究

水公园夏季没有设计空调系统,需要对夏季大馆室内热舒适性进行分析。自然通风动力为风压通风和热压通风,但是风压是不稳定因素,一般的设计中只考虑热压作用引起的自然通风,也就是最不利的情况。水大馆是全透明结构,在夏季太阳辐射得热参考了天津地区全年的辐射情况,根据不满足全年100小时太阳辐射指标,选取了880W/m2作为模拟计算的边界输入条件。为保证室内与室外温差小于6度,需要约10次换气的通风量。按照洞口风速0.5m/s,1m/s,1.5m/s,2m/s计算出所需要的可拆卸幕墙面积分别为2130平方米、1070平方米、710平方米、535平方米。考虑到人体舒适度要求风速,大馆选择了2170平方米的可拆拆卸幕墙面积。

天津夏季主导风向是南风,所以大馆可拆卸幕墙设置在南侧。为了使气流组织更合理,我们考虑了几种不同的通风方式。

大馆高度30m,南侧拆卸2370平米的幕墙,通风下进上出通风方式。经计算换气次数为8.2次,小于需要的10次换气次数。室内平均温度有些偏高。

为增加换气次数,在北侧顶部增加1000平米的侧窗,以实现对流及增加热压作用。

如图所示,大管内整体气流速度增加,换气次数9.9次,室内平均温度下降,基本满足室内外温差小于6度的要求。但是两个两侧的小球内部有局部的涡流,空气不流动。

东西各增加100平方米的侧窗。以改善气流分布情况。

经过两侧增加侧窗,两侧的气流明显改善,减少了局部的温度过高情况。

结论

经过各种考虑,最终确定的水公园夏季不空调,依靠自然通风降温。冬季设有采暖系统,包括4台40000风量的组合式空调箱、60台落地式风柜(循环风量8000立方每小时)和地板采暖系统。

寒冷地区冬季室内水公园项目比较少,设计中可借鉴的经验较少,利用计算机模拟技术可以为设计人员提供一些理论参考。本项目利用模拟技术进行了围护结构优化设计,自然通风设计,大空间空调设计优化,重点区域室内环境舒适性以及建筑能耗分析。

参考资料:

[1]《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》

[2]《公共建筑节能设计标准》

[3]《水公园室内自然温度分析》清华大学

[4]《壳体建筑能耗与自然室温分析研究》清华大学

冬季采暖范文第6篇

关键词:夏热冬冷被动式太阳能采暖 可应变

中图分类号:TK511文献标识码: A 文章编号:

近年来由于环境污染、二氧化碳排放过量,我国夏季炎热冬季寒冷的特征越来越明显,尤其在夏热冬冷地区,冬夏持续时间长,气温变化大,非采暖地区在冬季面临着极大的空调能耗问题。

随着全球生态环境保成为热点,建筑生态设计所关注的视角应从依靠设备技术解决问题转向从建筑师的角度出发,将建筑界面的可应变设计作为更重要的发展途径。在建筑设计中通过被动式太阳能设计进行采暖是降低建筑能耗的有效方法,然而对于夏热冬冷地区,重要的矛盾在于,建筑物的冬季性能主要是隔热、气密、集热、蓄热,夏季性能主要是通风、夜间换气、隔热、夜间辐射、蓄冷。两个季节的建筑特征恰好相反,因此在被动式太阳能采暖设计的同时要考虑其带来的夏季负面效应,针对建筑的夏季特征做出应变的设计。

1直接受益系统

直接受益是指阳光直接透过南向窗户,室内构件作为蓄热体。对于直接受益系统应使用蓄热量大的材料建造墙体、地板等构件。针对夏季的应变设计,则需要考虑避免过多的蓄热量以及使热量向室外空气中尽快散失的问题。法国马赛的一组两层节能住宅有着这样的设计:在每户的南向墙面仅仅开必要的窗洞,60%的面积用蓄热量较大的厚墙筑成,并且在墙外侧附加一层较宽且能翻转的铝百叶板,和蓄热墙间形成空气间层,通过调节百叶改变空气间层的封闭程度。冬季白天开启百叶板使蓄热墙接受太阳辐射贮存热量,夜间关闭使之向室内散发热量。夏季的处理正好相反,白天关闭百叶但留进风口和出风口保证蓄热墙尽量少蓄积热量,夜间则开启百叶使热量尽快散发。(图1.1)

2 蓄热墙式系统

2.1特隆布墙体

特隆布墙体(trombe wall)是一种通过玻璃和墙体的构造组合形成的界面,由法国工程师Trombe Michel在20世纪60年代提出。(图2.1)其构造是将表面涂成深色的蓄热墙体置于一个南向的玻璃界面后。这是一种兼具玻璃温室效应和烟囱效应的界面,利用被动式太阳能既能在冬季借助温室效应采暖,又能在夏季促进通风降温,实现双极控制。

将特隆布墙体与窗体组合起来运用也是一种可以尝试的方法。例如图2.2中用简单的图示表达了这种考虑,将特隆布墙体和窗体进行一定角度的结合,冬季上午通过窗体获取太阳辐射,下午特隆布墙体又为夜晚蓄积热量。针对夏季,这种组合装置需要做一定的应变设计,窗体设置可调的遮阳装置,而特隆布墙体中玻璃与蓄热墙体之间的空腔则应有能打开的通风口,或者能将玻璃打开而避免温室效应。(图2.2)

2.2水墙

图2.3 拜尔住宅水墙构造

图片来源:《建筑师技术设计指南

――采暖、降温、照明》

根据特隆布墙的原理,可以利用水蓄热系数高的特点,构造出一种水墙式界面。水墙由竖向管道状容器组成,这些管子通常是由半透明或透明的塑料制成的,以便光线透入室内,管中的水可以是清澈的,也可以加入任何颜色[30],这使其构成的建筑界面在阳光的折射下将会获得很美的光影效果。太阳能专家史蒂夫・拜尔(Steve Baer)在美国墨西哥州为自己设计了一栋住宅,在玻璃内侧用装满水的圆桶垒成厚墙充当蓄热墙,圆桶向玻璃的一侧涂成黑色,向室内的一侧涂成白色,玻璃外侧设计了一组隔热百叶窗,在室内通过一根绳索可将其升起或放倒。冬季白天,将百叶窗放倒至地面,作为反射器,以增加太阳能的采集;冬季夜晚,将百叶窗升起,减少热量向大气的散失。夏季则相反,白天将百叶窗升起,减少太阳辐射热;晚上将其放倒,加快热量的散失。(图2.3)

另外,还可以利用水的流动性,将水充入墙体内的间层或导管内,通过调节间层或导管内水量的多少对墙体的隔热性能及热容量进行控制。若将此种墙应用于夏热冬冷地区建筑的西墙,冬季墙体导管内不充水,空气间层加大,隔热性能提高而有利于保温;夏季使腔内充满循环流水,大部分太阳辐射热被水流吸收带走,既阻隔了日晒,又获得了热水[31]。这是一种很好的应变设计,实际操作上的问题在于前期投入大,维护技术复杂。

3 被动式太阳房

为了使太阳能有效集热,可设置被动式太阳房达到采暖目的。例如利用建筑南向的缓冲空间,如阳台、通廊、小门厅或者屋顶空间,设置蓄热体,在太阳辐射作用下,缓冲区升温改善冬季室内舒适条件。但要注意处理夜间由于玻璃面积大造成的夜间散热量增加的问题,一般设可调节的覆盖体,夜间将玻璃面覆盖以保存热量。在夏季,则应解决好遮阳问题,设置可调节的百叶装置,并使玻璃面能够尽量多的开启,以利于夜间通风。被动式太阳房有以下几种常用的方式:(图3. 1)

3.1直接型太阳房

位于阳光房和内部空间之间的落地窗使阳光能直射入室内,在玻璃窗上设开启窗,组织内外空间的热气流循环。还可在室内设置蓄热墙,白天通过墙壁、地板蓄热,夜间可拉下保温窗帘,蓄热体将热量逐渐释放出来。夏季则要做好白天遮阳的处理,夜间应能使阳光房的玻璃能尽量打开。阳光间里若种植植物,能形成富氧的室内空间。

3.2对流式太阳房

将位于阳光房和内部空间之间设置蓄热墙,在墙上开设上下通风口,组织内外空间的热气流循环。蓄热墙上还可以少量开窗,使室内可以直接获得阳光辐射热和自然采光。还可用蓄水体作为蓄热墙。夏季的设计原理与直接型太阳房相同。

3.3辅助型太阳房

图3. 2 吉沃尼的屋顶辐射捕捉系统

图片来源:作者根据资料自绘

将太阳房的屋顶做蓄水池或设置装满水的塑料袋,白天太阳光将水加热,受热的天花板以辐射的方式将热量传递到室内,夜间“水池”盖上保温盖板,继续向室内散热,保持室内温度。夏天,只需白天盖上板,夜间打开便可起到隔热降温的作用。吉沃尼研制了一种屋顶辐射捕捉系统,屋顶由两层屋面形成空腔,倾斜的屋面根据太阳高度角和朝向确定。冬季百叶打开,屋顶形成一个蓄热系统,夏季百叶关闭,屋顶则成为隔热间层。(图3. 2)

结语

现今的建筑,与自然相适应的要求越来越强烈。这种和谐的共生关系则在于建筑界面的应变,作为建筑师,也应该减少对设备的依赖,而回归到注重被动式设计所带来的舒适性。将传统被动式采暖方式针对季节的变化而做出应变设计,这样才是真正可持续的发展途径。

参考文献:

冬季采暖范文第7篇

[关键词] 空压冷却水系统水源热泵机组 换热机组 节能

中图分类号:U664.81+4文献标识码: A 文章编号:

引言

东北地区冬季气候寒冷,而对于很多工业企业,冷却水系统却在冬季不得不使用,而实际上采用室外冷却塔方式进行冷却水系统的方式最多,然而冷却塔的冬季使用,对冷却塔的水流速、水分布要求都非常高,冷却塔一到冬季就变成冰山,每天都需要有专人进行砸冰,以防止水流缓慢后冷却塔彻底冰冻,到目前为止,很少企业能够有很好的办法解决这种不利局面,如何让冷却塔冬季停用,而冷却水系统不停用,让这部分热量能够很好地归我所用,意义深远,同时对建设资源节约型、环境友好性社会,意义深远,基于这些方面,我们进行了一系列的探索。下面就长春卷烟厂动力车空压冷却水系统用于水源热泵采暖系统的节能型探索。

生产环境分析

空压系统产生压缩空气,必须配备空压冷却水系统,才能使空压系统正常运转,同时空压系统的开停时间与生产保持高度一致,空压冷却水系统所产生的热量基本恒定,便于热量进行控制,而有效进行再利用。

废热产生量计算:

2.1热量计算公式:

F=Q(T1-T2)

F代表废热量或者所需要的负荷,单位:KW;

Q代表冷却水流量或采暖系统水流量,单位:M3/h;

T1代表空压冷却水进水温度或采暖系统水出水温度,单位:℃;

T2代表空压冷却水出水温度或采暖系统水进水温度,单位:℃;

2.2 水源热泵余热采暖系统工作原理:

将热量来源由地下更改为空压冷却水系统原始通过冷却塔排除的热量,而风机盘管部分更改为传统采用蒸汽或热水补热的采暖换热系统。

低温气态制冷剂R22由压缩机吸气阀经压缩机压缩,变成高温高压制冷剂气体,然后进入冷凝器将热量传递给冷却水产生采暖供水,R22冷凝为常温高压液态制冷剂。从冷凝器出来的液态制冷剂经干燥过滤器取出水分和杂质,流经电磁阀、膨胀阀节流后变成低温低压液态制冷剂进入蒸发器。在蒸发器中低温低压制冷剂吸收循环冷却水的热量不断蒸发,到达蒸发器出口时已全部变成低温低压的过热干蒸气,再回到压缩机吸气阀。降温后的冷水达到使用要求,由蒸发器冷水出口排出。如此反复循环,达到供热或制冷目的。

2.3 设备与管路系统选择:

根据《实用供热空调设计手册》第二版及2009年—2011年空压冷却水系统经验,得到:

(1)水源热泵设备选定如下:

名义制热量:846KW,输入功率186KW;

冷水流量:69M3/h

冷水进水温度15℃,冷水出水温度7℃

冷却水进水温度40℃,冷却水出水温度45.5℃

(2)管道选择:

无论冷却水还是冷冻水,进入机组前必须增设过滤器、温度计、压力表等;

冷却水管径:DN150

冷冻水管径:DN125

2.4 经济性分析:

每年节约能源:

我厂供应蒸汽基本稳定在1.0MPa,所含有热量为2706Kj/kg

节约蒸汽量:846*3600*24*5*0.001/2706*0.85=4766吨

蒸汽费用约为:4766*200=95.3万元

每年冬季冷却塔维修费:0.3万元

每年冬季砸冰所需人工费:50*10*30*5=7.5万元(内部职工不计入)

每年增加电费:186*24*30*5*0.5=33.48万元

总节约费用为:95.3+0.3-33.48=62.12万元。

经过2012年改造,投资费用约65万元,基本一年时间回收成本。

2.5 结论:

(1)可以采用该种方式有效利用废热能源;

(2)为东北地区冷却塔的冬季使用探出一条较好的道路;

(3)提高了职工的工作环境。

结语

该种探索节能、人性化、具有可操作性。

参考文献:

3.1 《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003

中国有色工程设计研究总院 主编

冬季采暖范文第8篇

关键词: 太阳能 建筑 热量

随着改革开放和经济发展,我国太阳能建筑的面积日趋增大,建筑节能是近年来世界建筑发展的一个基本趋向,也是当代建筑科学技术的一个新的生长点。抓住机遇,不失时机地推进建筑节能,有利于国民经济持续、快速、健康发展,保护生态环境,实现国家发展的第二步和第三步战略目标,并引导我国建筑业与建筑技术随同世界大潮流迅速前进,太阳能建筑的节能具有很好的前景,大有可为。

我国地域宽广,房屋建筑规模巨大,约有一半建筑位于北方“三北”地区,由于气候原因,每年约有4— 6个月的采暖期,该地区规定设置集中采暖系统,以往习惯称之为集中采暖地区。中部地区(冬冷夏热地区),即长江流域地区,虽然冬季平均气温高于0℃,但相对湿度较高,冬季湿冷,而夏季又酷热。该地区属于中国经济发达地区,包括长江上游在内,涉及18个省、自治区、直辖市,总面积180万k平方米,人口近4 亿。年工农业总产值占全国40%,人均产值及人均收入均高于全国平均水平。以往由于经济上的原因,该地区一般城镇住宅围护结构无保温措施,也不设置采暖设施,因此冬夏季室内热环境条件相当差。南方属于亚热带气候,夏季气候炎热,降温则是主要解决的问题。

与发达国家相比,集中采暖地区城镇住宅围护结构保温、气密性较差,供热系统效率较低,单位面积的采暖能耗要高得多。我国已成为世界上建房最多的国家,近年来每年全国建成城镇住宅2 亿平方米以上,随着人民生活的不断改善,人们对于建筑热环境的舒适性要求愈趋迫切,中部地区冬季采暖势在必行,各地“空调热”也日渐高涨。所以,如何尽量利用太阳能、合理建筑设计,对北方集中采暖地区可以减少采暖、空调能耗;而对于中部及南部地区,改善室内热环境条件,达到低水平的室内舒适参数,已成为一个重要的课题。

我国从80 年代起,对城镇多层住宅应用被动太阳能进行采暖及降温技术已有研究,先后在石家庄、滩纺及杭州等处建成了试点建筑,较好的改善了室内热环境条件。当时的技术路线是由热工外算开始,进而建造示范建筑以验证效果。国外从70年代初期起,投入了相当的力量进行计算机软件的开发工作,应用动态模拟计算,进行建筑热工参数计算分析,进而可以预测室内环境参数,获得应用被动太阳能的最佳建筑设计方案,同时也建设示范建筑以验证软件的可信性。这类从合理建筑及热工设计着手,在增加有限的建设投资下,尽量利用被动太阳能来达到低水平的室内冬夏热环境条件的住宅,这里称为“节能住宅”。

一、各种参数对空温的影响

为了进行参数研究,首先确定了一个基础方案,即对条状住宅建筑模型,取其南向主立面外窗的窗墙比为30.3%,单层窗,外墙与屋面传热系数均为0.83w/ (℃??*平方米),换气次数为1.1次h,不考虑内部蓄热量。在进行参数分析时,固定其他参数,仅变化一个参数来分析对室温的影响。

内部蓄热量

蓄热量会影响室温,特别是对最高室温有影响。冬季,内部蓄热量会使月最高温度降低,而使月最低温度升高,至于月平均温度,则略有升高。显然,内部蓄热量可以改善冬季室内热环境条件。对夏季来说,蓄热量同样也降低了月最高温度及升高了月最低温度,而月平均温度则无多大影响。当建筑模型中一个住户内蓄热量相当于100平方米、200mm厚混凝土墙时,可使八月份住宅最高温度下降3c左右,可使一月份住宅最低温度升高2.8℃,这将对室内热环境有较大的改善。

换气次数

可以预见,增加换气次数会使冬季室内热环境变差,但能改善夏季室内热环境。对夏季来说,换气次数由1.1次h增加到10次h,可使八月份月最高温度降低4.4℃、月平均温度下降4.8℃,月最低温度下降7.8C.显然,冬季换气次数越低越好,如果园护结构、门窗密闭性好,换气次数可以降低到1.5次/h,此时与1.1次h相比,室温可提高2—3C.

增强夜间通风

降低夏季室温的一个措施是增强夜间通风,计算了三种方案,一是全天以1. 1次/h换气,第二种方案全天以10次/hh换气,第三种方案则采取白天(早6一晚2l时)1.1次h换气,夜间(晚21一晨6时)加强通风至10次h.计算结果表明,对于内部蓄热量较大时,第三方案与第一方案相比,月最高温度下降3.7C,月平均温度下降5.2℃,而月最低温度下降达7.7℃。可见增强夜间通风对改善夏季室内热环境是十分奏效的。

南窗面积

窗户开启面积既与热损失量有关,也与通过窗户玻璃进入室内的太阳得热量有关。太阳辐射得热量与窗户朝向有密切的关系,相比之下热损失与朝向的关系就不那么密切了。这里分析南向窗户面积对室温的影响。计算三种不同的窗墙比,它们分别是9.3%、30.3%及60.5%。冬季工况计算表明,窗墙比由19.3%增大至60.5%后,一月份最高温度升高3.6℃,平均温度升高2.7℃,而最低温度提高2.5℃的夏季来说,月最高温度、月平均温度及月最低温度分别要提高1.6℃、0.9℃及0.4℃。

由此可见,南向窗墙比大且具有较大内部蓄热量时,可以改善冬季室内热环境条件;至于夏季,南向窗户面积增大会提高一点室温,使室内热环境条件略为变差—点。

主立面朝向

主立面朝向不仅对冬季有影响,而且对夏季也有影响。主立面朝东及朝西时室温相同,与主立面朝南及朝北相比,室内热环境条件都要来得差。对于冬季来说,主立面朝南为最佳。

水平遮阳板伸出长度

夏季除了采用加大通风量来降低室温外,另一条途径是在窗户上方设置遮阳板,以减少太阳入射量。计算了不同伸出长度(水平方向)一月及八月份室温情况。由计算可以得出,水平遮阳板对夏季有明显改善室内热环境的作用,但遗憾的是,同时也使冬季室内热环境变差。夏季时,水平遮阳板的伸出长度由0,0.4,0.9及1.5m变化时月平均温度可分别降低1.0,2.0及2.2℃,但冬季却也相应降低了月平均温度0.2,0.7及 2.2℃。

窗户的层数

增加窗户层数将减少热损失,但也在一定程度上减少了太阳得热量。采用单层宙及双层宙作计算比较,发现双层窗对冬季室温略有改善(一月份平均室温增加0.9℃),但同样使夏季室温略有变差(八月份平均室温升高0.7℃)。

外墙、屋面外表面颜色

外墙、屋面外表面涂成白色会有助于降低夏季室温。进行二种方案比较计算,一种采用吸收率为o. 8的深色外表面,另一种吸收率为浅色外表面。计算结果表明,浅色表面可使夏季室内热环境得到明显改善,但同时也使冬季情况变差。在二方案中外墙及屋面传热系数均采取0.83w平方米,八月份平均室温可降低2℃,但一月份平均室温也降低了1.3℃。外墙与屋面保温越好,这种影响将越小。

外墙与屋面热工设计

采用三种方案进行比较计算,

第一方案为外墙与屋面的传热系数及均为0.83w/ (℃。m),

第二方案外墙K=0.83w/(℃。m),屋面K=0.28w/(℃。m),

第三方案外墙与屋面K值均为0.28w/(℃。平方米)。

由计算可以看出,屋面保温对降低夏季顶层室温的影响尤其大,第二方案与第一方案相比,八月份月最高温度下降7℃,平均温度下降0.4℃,但月最低温度上升了 6℃。从冬季情况看,保温改善有利于室温提高,第三方案与第一方案相比,一月份平均室温升高1.1℃,5最低温度升高了2.4℃,但月最高温度有所下降 (5℃)。顶层天花板表面温度受屋面保温影响甚大,对于屋面有很好保温的场合K=0.28w/(℃。m3),在年最热日下午14时,天花板内表面温度仅只比室温高0.5℃,但K=0.83w/(℃。m)的屋面来说,要高出3.8℃。如果采用外墙及=0.74w/(℃。m),屋面X=0.63w/ (℃。m),并具有较大的内部莆热量,应用双层窗,加强夜间通风(晚21时至凌晨6时,换气次数为10次/h),此时最热日下午14时室温为37.2℃,天花板内表面温度只有33.6℃,室内热环境可以得到明显的改善。

二、节能住宅设计原则

根据以上参数研究,提出如下设计原则:

1. 冬季换气次数应该尽可能低,而夏季则尽可能高。

2. 如果具有较大的内部蓄热量,对夏季来说,较好的方案是白天(早6时至晚2l时)维持较低的换气次数,面夜间(晚2l时至晨6时)宜加强通风增加换气次数。

3. 内部蓄热量对冬、夏季来说均能减少室温的波动幅度,即降低最高温度,升高最低温度,但对平均温度影响甚小,总的来说,内部首热量能改善室内热环境。

4. 采用水平遮阳板来降低夏季室温并不是好的措施,因为它同时较冬季室内效环境变差,除非遮阳板在冬季时可以移开。

5. 尽管外墙、屋面外表面涂以浅色可以降低夏季室温,但同时也降低了冬季室温,因面不推荐这种做法。

6. 采取南立面大比例的窗墙比,并设计成具有较大内部蓄热量境,对夏季稍为不利。

7. 主立面窗户朝南为最佳,朝东及朝西效果最差。

8. 窗户、外墙及屋面保温能改善冬季室内热环境,特别是屋面保温可以明显地改善夏季室内热环境。

三、几个推荐的节能住宅方案

被动太阳能(房)节能住宅方案

参数研究优化计算了北京地区应用被动太阳能采暖的可能性,即研究了是否可能在不设置采暖设备时月平均室温达到16℃。计算结果表明是可能的,其建筑设计参数如下:

1. 南立面宙墙比60.5%。

2. 具有较大内部蓄热量,相当于户(建筑面积73.1平方米)具有200mm厚混凝土墙体的苦热量

3. 双层窗。

4. 外墙与屋面的传热系数K=0.28w/(℃。平方米)。

5. 冬季换气次数0.5次/h,夏季早6一晚21时换气次数1.1次/h,晚21次/h.

四、节能住宅方案设计原则

由参数研究的结果提出如下设计原则:

1. 冬季换气次数宜低(v=0.8次/h),夏季换气次数宜高(v=20次h)(借助于打开宙户利用自然穿堂风)。

2. 从防止出现结露危险性观点来看,冬季换气次数至少保持0.8次h.

3. 增加内部蓄热量可使室内温度被动减弱,使夏季及冬季的最高温度下降,使最低温度升高,不过,内部蓄热量对平均温度的影响甚微。总之,内部蓄热量可以使室内热环境条件得到改善。

4. 与较小的南向窗户相比,加大南向窗户面积,并配以相对较高的内部蓄热量,可以较好的改善冬季室内热环境条件。这种做法只是稍微使夏季室内热环境条件变差。

5. 选择建筑南向主立面为最佳,而主立面东向或西向为最差。

6. 南向窗户上部的水平遮阳板对改善夏季室内环境的作用不明显,除非在冬季时可以移开。

7. 为了避免冬季卧室及起居室出现结露,在安排厨房、浴室、厕所位置时要注意与主要使用房间的隔断,并合理利用穿堂风,最好设置机械排风装置。