1、分戶熱計量供暖系統(tǒng)的熱負荷計算初探    提要本文針對具有分戶熱計量供暖系統(tǒng)的住宅建筑內只有一戶供暖狀況時的熱負荷計算及其戶間傳熱的規(guī)律這一課題做了實質性的研究、分析和探討。通過對具有這種系統(tǒng)建筑的傳熱分析，建立了分戶熱計量供暖系統(tǒng)的熱負荷計算程序方法，并根據多元一次方程的求解計算機編程對所建立的建筑模型進行了實際計算。通過對計算結果的大量數據的分析和比較，提出了具有分戶熱計量供暖系統(tǒng)的住宅建筑熱負荷計算的方法的初步建議。也為今后進一步進研究其他供暖狀況時的分戶熱計量供暖的熱負荷計算打下基礎。關鍵詞住宅建筑 分戶熱計量 供暖系統(tǒng)熱 負荷計算隨著我國的國經

2、濟的飛速發(fā)展，人們對生活的舒適要求越來越高。人們對冬季的供暖要求不僅要舒適，而且要節(jié)能，要為國家省能，為居民自己省錢。現在國家對建筑節(jié)能政策也正在進一步地貫徹執(zhí)行，居住建筑采用分戶熱計量和分室溫控的供暖系統(tǒng)，就是這樣一種為適應節(jié)能形式而發(fā)展起來的全新的供暖形式。我國建設部2000年第76號部長令要求從2000年10月1日起正式實施民用建筑節(jié)管理規(guī)定，其中第五條就明確地規(guī)定："新建居住建筑的集中供暖系統(tǒng)應當使用雙管系統(tǒng)，推行溫度調節(jié)和戶用熱計量裝置，實行供熱計量收費。"因而，這種供暖系統(tǒng)已成為今后的居住供暖設計中必須采用的供暖形式。由于這種系統(tǒng)與以往的供暖系統(tǒng)的方式 有很大的

3、不同，其供暖熱負荷的計算供暖系統(tǒng)型式、供暖系統(tǒng)阻力計算、供暖設備的選用等方面也與以往有所不同。因此，居住建筑分戶熱計量和分室溫控的供暖系統(tǒng)設計中的技術問題急待解決。為保證我國的用熱量制度的順利進行，為滿足住宅居民對用熱質量要求，我們必須認真地去解決好與之相關的問題。首先要研究的是這種供暖系統(tǒng)與常規(guī)的供暖系統(tǒng)在設計中的熱負荷計算的區(qū)別。其中，最大的區(qū)別應當考慮的是鄰戶的傳熱問題。但是，如何考慮？這個問題不僅與建筑物的入住率有關，而且與居住者的生活習慣有關，還與居住者的收入等客觀條件有關。對于這個問題，專家們提出了兩個種設計計算方法：一種是采用在常規(guī)供暖系統(tǒng)設計計算熱負荷的基礎上進行附加修正的方法

4、，采用此方法時，有的專家提出來用1.21.5作為其修正系數，但是，什么位置的戶型采用1.2進行修正？而什么時候又通采用1.5呢？專家們并沒有給出一個明確的說法；另一種是對鄰戶的傳熱進行計算的方法，這個問題也比較麻煩，而且其計算模型也比較復雜，人為影響因素也比較多。為了了解和分析這種供暖系統(tǒng)的熱負荷，我們應依據現行有關法規(guī)和計算方法，對不同戶型、不同供暖戶數和不同樓層位置的戶供暖熱負荷計算。由于本課題剛開始不久，只進行了第一步，即：研究、分析和探討在一棟住宅樓里只有一戶居住戶供暖時的狀況，并將其結果與在同樣條件下的常規(guī)供暖系統(tǒng)的熱負荷做了比較，試圖找出有關問題的所在。以下，就整個計算和分析的過程

5、向大家匯報如下：一、計算依據由于我國新的適合于民用建筑節(jié)能管理規(guī)定的供暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范及與之配套的設計技術措施還沒有出臺，本文中的供暖熱負荷設計計算所使用的主要計算依據仍然采用老規(guī)范采暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范和老版本的民用建筑暖通空調設計技術措施，并根據新頒布民用建筑節(jié)能管理規(guī)定、住宅設計規(guī)范和供暖通風與空氣設計規(guī)范（征求意見稿）的要求，做了適當的修改。1、冬季供暖室外設計計算參數：（略）2、冬季供暖室內設計計算參數：（略）3、建筑室內外圍護結構的設定：（1）建筑模型為了進一步了解和掌握居住建筑分戶熱計量和分戶溫控供暖系統(tǒng)的熱負荷計算規(guī)律，我們選擇了兩個有代表性的住宅戶型和四個常用的戶

6、面積指標作為熱負荷計算的基本條件，組合了分別為五層和六層的四個單元、兩個樓座（一號樓和二號樓）的建筑模型。（2）一、二號樓的概況綜述：（略）（3）圍護結構傳熱系數的設定：（略）二、實行分戶熱計量供暖建筑的傳熱分析分戶熱計量供熱住宅建筑的傳熱過程的計算方法與以前的集中供熱的計算方法基本一樣，所不同之處就在于，它是以戶為單位實施供熱。當整個住宅樓的所有居住戶均供暖時，其熱負荷計算與以前的常規(guī)供熱的計算完全一樣；當部分居住戶供暖而另一部分不供暖時，計算就不一樣，它除了要計算正常的熱負荷外還需要計算向不供暖的鄰戶的傳熱熱負荷；當整個住宅樓只有一戶供暖而其他戶均不供暖時，該居住戶的分戶計量供熱熱負荷最大

7、，也就是分戶計量供熱住宅每戶供熱的最不利情況。因此，分戶計量供熱住宅每戶供熱熱負荷要比以前的常規(guī)供熱大，那么，在設計分戶熱計量供暖系統(tǒng)時所選用散熱器的數量也要多。當然，整個住宅樓的供暖總熱負荷并不是在當整個住宅樓只有一戶供暖而其他戶均不供暖時每戶供熱熱負荷的疊加，而是在整個住宅樓所有居住記均供暖時每戶供暖熱負荷的疊加。但分戶計量供熱住宅每戶傳熱過程究竟如何？它的熱負荷要比以前常規(guī)供熱的每戶熱負荷大多少？我們做了以下分析：1、建筑傳熱過程：我們討論任何建筑物的傳熱過程時都必須在穩(wěn)定狀態(tài)下進行的，即室內的得熱量與耗熱量相等，室內供熱量與熱負荷平衡。我們把分戶計量供熱住宅每戶的熱負荷分為：外圍護結構

8、的耗熱量Qw和向不供暖的鄰戶的傳熱耗熱量Q，即：Q= Qw + Qn (2.1)與以前的常規(guī)供熱住宅的傳熱一樣其傳熱過程計算包括：外圍護結構的基本耗熱量、外圍護結構的附加耗熱量和加熱由門窗縫隙滲入室內的冷空氣的耗熱量等。計算方式略。外圍護結構的耗熱量： （2.2）由以上各式，我們可以看出：一旦某棟住宅樓定型后，分戶計量供熱住宅每戶的外圍護結構熱負荷只與室內外溫差有關。現在我們來討論分戶計量供熱住宅與以前的常規(guī)供熱住宅的傳熱不同之處，即增加了向不供暖的鄰戶的傳熱耗熱量Qn。為了便于研究這種耗熱量，首先，我們在分析、計算和統(tǒng)計時是以住戶為單位的，而且戶內溫度是相對均勻的：其次，我們在計算熱負荷時假

9、設：整個住宅樓只有一戶供暖而其他戶均不供暖的情況下。假設這棟住宅樓有M層、每層I 戶，當我們要計算第m層第I戶的耗熱量時（參見圖三，略），其外圍護結構的耗熱量為：Qw(m,i)，而其向不供暖的鄰戶的傳熱耗熱量為：Qn(m,i)，該戶的供熱熱負荷為：供熱熱負荷：Q(m,i)= Qw(m,i)+ Qn(m,i) （2.3）如果我們稱由供暖戶通過內墻或內樓板傳向鄰戶的熱為一級傳熱的話，那么鄰戶得到一級傳熱量除了抵消其外圍護結構的耗熱量外，也通過其內墻或內樓板向其它不供暖且室內溫度低于該室內溫度鄰戶傳熱，我們稱之一二級供熱量。依次類推事例要室內溫度與其鄰戶的室內溫度有溫差，就有向下一級傳熱的過程，就且

10、級供熱量，當（最終一級的）鄰戶室內溫度與其鄰戶的室內溫度的溫差很小時，視為通過內墻或內樓板傳向鄰戶的傳熱終止。因此，由供暖戶通過內墻或內樓板傳向鄰戶的耗熱量（一級供熱量）Qn(m,i)：一級供熱量： 其中， 為供暖戶通過內墻或內樓板傳向基上下左右鄰戶的熱量為一級供熱量。對于某一鄰戶（如：第m-1，i戶）來講，所得到的一級供熱量就得它的傳熱量 ，而由公式（2.1.7）得：Q(m-1,i)= Qw(m-1,i)+ Qn(m-1,i)；依次類推，供暖戶的熱負荷 （2.4）由此可見，某一分戶計量供熱住宅在整個住宅中仍一戶供暖而其他戶均不供暖的情況下該戶的熱負荷就等于在傳熱穩(wěn)定后，整個住宅樓各戶在其各自室內溫度與室外溫度的差值下的外圍護結構耗熱量的總和。2傳熱溫差的確定：由以上的結論可知，分戶熱計量住宅的傳熱過程比較復雜，要計算其供暖熱負荷也是比較困難的，因為要計算其供暖熱負荷，就必須要計算出整個住宅樓各戶的室內溫度值或各戶的室內外傳熱溫差。而隨著通風內墻或內樓板傳向鄰戶的傳熱一級一級地傳下去，鄰戶的定內外傳熱溫差和一級室內與下一級室內傳熱溫差直來越小，供熱量直來越少，以至于可以忽略不計。那