天津地區(qū)典型居住建筑供暖熱負荷分析

家庭計量成本是我國熱浪費用改革的方向。1典型的地面建筑能耗動態(tài)分析筆者采用建筑熱環(huán)境模擬分析軟件DeST-h,對天津地區(qū)一幢典型的條形布局的多層居住建筑在整個供暖期(當年11月15日至次年3月15日)的能耗進行動態(tài)模擬,氣象參數(shù)按照國際通行的慣例采用典型氣象年的數(shù)據(jù)2每層戶的確定天津地區(qū)某居住建筑共6層,層高2.8m,每層住戶為6戶。有兩種戶型:3室2廳1廚2衛(wèi)(用戶位置為1、6),建筑面積為110.8m3計算與分析3.1總體性和自然溫室自然室溫指沒有供暖、空調(diào)熱量投入狀況下的室內(nèi)溫度,反映在自然環(huán)境中的室內(nèi)溫度狀況。自然室溫的波動和延遲特性反映了房間通風、熱慣性、朝向、室內(nèi)熱擾等狀況的差別,是評價房間室內(nèi)熱環(huán)境優(yōu)劣的重要指標。采用DeST-h輸出非節(jié)能和節(jié)能居住建筑首層、中間層(第3層)、頂層的兩端和中間用戶在整個供暖期的自然室溫。每層兩端用戶的自然室溫要低于中間用戶,中間層用戶的自然室溫高于首層和頂層用戶,中間層的中間用戶與頂層西側(cè)用戶的自然室溫溫差最大。節(jié)能居住建筑與非節(jié)能居住建筑的自然室溫分布相似,節(jié)能居住建筑的自然室溫整體比非節(jié)能居住建筑高3~4℃,表明節(jié)能居住建筑的熱環(huán)境整體優(yōu)于非節(jié)能居住建筑,節(jié)能居住建筑的中間和兩端用戶的自然室溫分布更均勻。由兩類居住建筑的3-3和3-1用戶起居室的逐時自然室溫可知,對于西側(cè)與中間用戶熱環(huán)境的差別,節(jié)能居住建筑表現(xiàn)得也比較明顯,兩類居住建筑都有必要修正用戶供暖耗熱量。3.2不同用戶供暖期單位建筑供熱熱負荷對DeST-h輸出的非節(jié)能居住建筑供暖熱負荷進行分析,統(tǒng)計不同位置用戶供暖期單位建筑面積供暖熱負荷,見表4。不同位置用戶的單位建筑面積供暖熱負荷存在明顯差別,中間層用戶比首層和頂層用戶低,中間用戶比兩端用戶低。3.3樓梯間與周圍樓間的傳熱平衡計算①樓梯間與周圍房間傳熱量樓梯間與周圍房間傳熱量的計算采用一維非穩(wěn)態(tài)傳熱模型。一維非穩(wěn)態(tài)傳熱模型的實際計算過程復雜,在樓梯間與房間隔墻兩側(cè)的逐時溫度已知的情況下,由于房間室內(nèi)溫度周期波動,兩側(cè)溫差波動的幅度較小,并且無限大平壁的熱流密度的理論計算式尚不完善。因此,將樓梯間與周圍房間設(shè)定為相同的計算參數(shù),理論上就不存在樓梯間與周圍房間的傳熱,再對比樓梯間周圍房間在兩種供暖模式下房間的供暖耗熱量,即可計算得到,供暖期非節(jié)能居住建筑樓梯間與周圍房間傳熱量為74.1GJ,節(jié)能居住建筑為25.3GJ。②戶間傳熱量文獻[17]在不采用地板輻射供暖系統(tǒng)時戶間傳熱溫差取6℃,戶間傳熱量不大于供暖耗熱量的80%。戶間傳熱量是在設(shè)定周圍房間正常供暖而典型房間不供暖的極端情況下的傳熱量,對整幢建筑物的供暖耗熱量沒有影響,根據(jù)穩(wěn)態(tài)傳熱平衡近似計算可采用面積傳熱計算法和供暖體積熱指標計算法,在實際供暖運行中應(yīng)考慮戶間傳熱的發(fā)生概率。對非節(jié)能居住建筑典型用戶在不供暖情況下的戶間傳熱量進行模擬,計算戶間傳熱量占供暖耗熱量的比例,計算結(jié)果見表5。考慮到戶間傳熱這種極端情況發(fā)生的概率,對戶間傳熱量進行統(tǒng)計,推薦戶間傳熱量為供暖耗熱量的10%~25%。在實際運行中,應(yīng)該根據(jù)歷年的熱量表讀數(shù)出現(xiàn)異常住戶的頻率以及時間,逐步完善戶間傳熱量占供暖耗熱量的比例。③基礎(chǔ)耗熱量基礎(chǔ)耗熱量的計算式為:式中QQ由式(1)~(4)計算得,非節(jié)能居住建筑和節(jié)能居住建筑的基礎(chǔ)耗熱量占供暖耗熱量的比例分別為0.47、0.41。3.4