采暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷與建筑物耗熱量指標(biāo)

1、民用建筑采暖設(shè)計(jì)規(guī)范民節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)差異比較分析摘要 民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（采暖地區(qū)建筑部分）jgj26-95和采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范（gbj19-87）及其修訂稿都對(duì)采暖部分作了一些規(guī)定，并給出了相關(guān)參數(shù)的取值范圍，其中存在一些明顯的差異。本文對(duì)這些差異進(jìn)行了比較分析。1 引言中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范gbj19-87（以下簡稱上設(shè)計(jì)規(guī)范），是在1976年頒布的工業(yè)企業(yè)采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范tj19-75的基礎(chǔ)上修訂完成的，經(jīng)國家計(jì)委1987年12月30日以計(jì)標(biāo)19872480號(hào)文批準(zhǔn)發(fā)布；根據(jù)建設(shè)部關(guān)于印發(fā)1998年工程建設(shè)國家標(biāo)準(zhǔn)制訂、修訂標(biāo)準(zhǔn)的通知（建標(biāo)1998

2、244號(hào)文件的要求，國家暖通規(guī)范管理組對(duì)舊設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行了全面修訂，新設(shè)計(jì)規(guī)范采暖部分已于2001年3月19日，經(jīng)建設(shè)部建標(biāo)200159號(hào)文件批準(zhǔn)，自200年4月1日起實(shí)施：中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（采暖地區(qū)建筑部分）jgj26-95（以下簡稱節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)）自1996年7月1日起開始施行。本文對(duì)設(shè)計(jì)規(guī)范和節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)采暖部分的一些差異進(jìn)行了比較分析。2 設(shè)計(jì)規(guī)范與節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)采暖部分的基本介紹在與節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較分析時(shí)，新舊設(shè)計(jì)規(guī)范相近的部分以設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行表述，而有差異的地方則以舊設(shè)計(jì)規(guī)范和新設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行單獨(dú)表述。21設(shè)計(jì)規(guī)范采暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷指標(biāo)計(jì)算方法采暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷指標(biāo)q(w/m2)。采暖

3、設(shè)計(jì)熱負(fù)荷指標(biāo)是指在采暖室外計(jì)算溫度條件下，為保持室內(nèi)計(jì)算溫度，單位建筑面積在單位時(shí)間內(nèi)需由鍋爐房向其它供熱設(shè)施供給的熱量。采暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷指標(biāo)q計(jì)算公式如下：q=q/ao (1) 式中q ，ao分別為冬季采暖通風(fēng)系統(tǒng)的熱負(fù)荷（w）和建筑面積（m2），且q值應(yīng)根據(jù)建筑物下列散失的獲得的熱量確定：1）圍護(hù)結(jié)構(gòu)的耗熱量，包括基本耗熱量和附加耗熱量，且基本大批量計(jì)算公式為q1=afk(tn-twn) （2）式中q1、f、k、a、tn、twn分別表示圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基本耗熱量（w）、面積（m2）、傳熱系數(shù)w/（m2k）、溫差修正系數(shù)及冬季室內(nèi)計(jì)算溫度（）、采暖室外（）。圍護(hù)結(jié)構(gòu)附加耗熱量，包括朝向附加、風(fēng)力附

4、加、外門附加和高度附加，各項(xiàng)附加應(yīng)按其占基本耗熱量的百分比確定。2）加熱由門窗隙滲入室內(nèi)的冷空氣的耗熱量舊設(shè)計(jì)規(guī)范中的計(jì)算公式為：q2=acpwnllm(tn-twn) （3）式中q2表示由門窗縫隙滲入室內(nèi)的冷空氣的耗熱量（w）、a表示單位換算系數(shù)、cp表示空氣的定壓比熱容kj/(kgk)、l表示在基準(zhǔn)高度（10m）風(fēng)壓的單獨(dú)作用一，通過每米門縫進(jìn)入室內(nèi)的空氣量m3/(mh)、l表示門窗縫隙的計(jì)算長度（m）、tn和twn與上同、wn表示采暖室外計(jì)算溫度下的空氣溫度（kg/m3）、m表示綜合修正系數(shù)。 新設(shè)計(jì)規(guī)范中的計(jì)算公式為：q2=0.28cpwnl(tn-twn) （4） 式中tn和twn、

5、wn與上同，l表示滲透空氣量（m3/h)、其計(jì)算公式如下： l=l0lmb （5） 式中l(wèi)0表示在基準(zhǔn)高度（10m）風(fēng)壓的單獨(dú)作用下，通過每米門縫進(jìn)入室內(nèi)的空氣量m3/(mh) 、l表示門窗縫隙的計(jì)算長度（m）、m表示冷風(fēng)滲透壓差綜合修正系數(shù)，b表示門窗縫滲風(fēng)指數(shù)，b=0.560.78。由式（4）和式（5）可知，新設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)公式的形式及有關(guān)參數(shù)的確定上都進(jìn)行了較大的修訂，加熱由門窗縫隙滲入室內(nèi)的冷空氣的耗熱量的計(jì)算將更加合理和精確。3）加熱由門、孔沿及相鄰房間浸入的冷空氣的耗熱量；4）建筑內(nèi)部設(shè)備得熱；5）通過其他途徑散失或獲得的熱量；22節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)建筑大批量指標(biāo)計(jì)算方法建筑物耗熱量指標(biāo)qh(w

6、/ m2)。建筑物耗熱量指標(biāo)是指在采暖期間平均溫度條件下，為保持室內(nèi)計(jì)算溫度，單位建筑面積在單位時(shí)間內(nèi)消耗的、需由室內(nèi)采暖供給的熱量。建筑物耗熱量指標(biāo)qh計(jì)算公式如下：qh = qht + qinf - qih （6）1）qht為單位建筑面積通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱耗熱量，應(yīng)分別按屋頂、外墻、外窗、外門、陽臺(tái)門下部門芯板、地面、樓梯間隔墻、戶門等分項(xiàng)計(jì)算后匯總，且計(jì)算公式如下： （7）式中ti、te、i、ki、fi、ao為全部房間平均室內(nèi)計(jì)算溫度（），采暖期間室外平均溫度（），圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱的修正系數(shù)，傳熱系數(shù)(w/ m2k）、面積（m2)及建筑面積（m2)。2）qinf為單位建筑面積的空氣滲透耗熱量

7、(w/ m2)，且計(jì)算公式如下： （8）式中cp、n、v分別是空氣比熱容、密度，換氣次數(shù)和換氣體積（m3)。3）qih為單位建筑面積的建筑物內(nèi)部得熱(w/ m2)，包括炊事、照明、家電和人體散熱，住宅建筑取3.80w/ m2。3 設(shè)計(jì)規(guī)范與節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)差異比較分析31 概念差異1）采暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷指標(biāo)和建筑物耗熱量指標(biāo)是不完全相同的兩個(gè)概念。前者是在設(shè)計(jì)室內(nèi)外條件下能耗量，其值是按設(shè)計(jì)規(guī)范計(jì)算得到的為確定最不利工況時(shí)達(dá)到室內(nèi)溫度所必須設(shè)計(jì)的采暖設(shè)備的依據(jù)，北京地區(qū)其值不宜超過52.0 w/ m2；后者是在全采暖期間內(nèi)的耗熱量的平均值，其值是按節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算得到的，可用以計(jì)算全年采暖能耗量，北京地區(qū)其值

8、不應(yīng)超過20.6 w/ m2。2）在計(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱和冷風(fēng)滲透耗熱量時(shí)，設(shè)計(jì)規(guī)范中都用到了最大溫差(tn-twn)，而節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)中都用到了平均溫差(ti-te)，二者的差異是很大的。以北京地區(qū)為例，前者一般為27（廚房為24，衛(wèi)生間為34），后者統(tǒng)一為17.6，前者為后者的1.534倍；3）設(shè)計(jì)規(guī)范是從純滲透的角度出發(fā)（衛(wèi)生間除外）確定滲透耗熱量，而節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)是從換氣的角度出發(fā)確定滲透耗熱量。節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)與設(shè)計(jì)規(guī)范中各圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù) 表1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)w/(m2k)名稱朝向節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)范/標(biāo)準(zhǔn)屋頂0.620.621.00外墻南、西、北0.810.780.96南、北0.811.001.23

9、東0.811.071.32外窗東、南、西、北2.703.951.46不采暖樓梯間隔墻1.041.041.00戶門2.002.911.46外門東門、西門2.704.501.67地面不采暖地下室上部地板1.261.261.003.2方法差異1）設(shè)計(jì)規(guī)范是按各房間分別計(jì)算，然后匯總得到整棟建筑的供熱負(fù)荷；而節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)是按滲透耗熱、圍護(hù)結(jié)構(gòu)耗熱和建筑內(nèi)部得熱三部分分別計(jì)算，然后匯總得到整棟建筑的供熱負(fù)荷。2）設(shè)計(jì)規(guī)范與節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)中圍護(hù)結(jié)構(gòu)耗熱量的計(jì)算公式是類似的，但修正系數(shù)的選取方法不同；由于計(jì)算分類不同，面積的選取也不同，但從整體上講，計(jì)算所用的面積基本一致。3）在計(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱耗熱量時(shí)，節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)

10、外圍護(hù)結(jié)構(gòu)各部分的傳熱系數(shù)都有上限值要求。以北京地區(qū)為例，節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)一設(shè)計(jì)規(guī)范中各圍護(hù)的傳熱系數(shù)列入表1中。從表1可以看出，按設(shè)計(jì)規(guī)范計(jì)算時(shí)選用的傳熱系數(shù)一般都比按節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算時(shí)選用的傳熱系數(shù)要大一些。4）設(shè)計(jì)規(guī)范與節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)中滲透耗熱量的計(jì)算公式存在較大的差異，其原因在于進(jìn)入室內(nèi)的冷空氣的計(jì)算方法不同。5）建筑內(nèi)部得熱的計(jì)算差異。設(shè)計(jì)規(guī)范中雖然指明在計(jì)算冬季采暖通風(fēng)系統(tǒng)的熱負(fù)荷要考慮建筑內(nèi)部得熱，但并沒有給出相應(yīng)的量化公式，因此，在具體的計(jì)算過程中往往忽略了建筑內(nèi)部得熱：而節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)中明確地對(duì)其進(jìn)行了量化規(guī)定。4 結(jié)論1）設(shè)計(jì)規(guī)范中采暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷指標(biāo)和節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)中建筑耗熱量指標(biāo)是有本質(zhì)判別的兩個(gè)概念，計(jì)算方法也不盡相同，且節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)的要求更為嚴(yán)格一些。2）設(shè)計(jì)規(guī)范與節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)在計(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱耗熱量時(shí)溫差和傳熱系數(shù)的差異是最主要的原因，而修正系數(shù)、計(jì)算公式等的不同引起的差異則是相對(duì)次要的原因；3）按設(shè)計(jì)規(guī)范與節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的分別計(jì)算的滲透總耗熱量和圍護(hù)結(jié)構(gòu)總耗熱量的百分比差別不大，與一般情況下，滲透耗熱量占30%的比例基本上是一致的。4）新設(shè)計(jì)規(guī)范中將加熱由門窗縫隙滲入室內(nèi)的冷空氣的耗熱量的計(jì)算方法作為修訂的重點(diǎn)，是非常有意義的。參考文獻(xiàn)1 采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范gbj19-8