居住建筑采暖热负荷计算需要注意的问题

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　　摘  要：我国正处于城镇化和工业化快速发展时期，每年新建房屋面积高达17-18亿平方米，接近全球年建筑总量的一半，建筑能耗巨大。建筑使用能耗中，暖通空调所用能耗占了40%以上；因此暖通空调专业建筑节能的职责义不容辞。
　　关键词：节能负荷计算温差计算温差修正
　　
　　 我国是一个发展中大国，又是一个建筑大国，每年新建房屋面积高达17-18亿平方米，超过所有发达国家每年建成建筑面积的总和。随着全面建设小康社会的逐步推进，建设事业迅猛发展，建筑能耗迅速增长。所谓建筑能耗指建筑使用能耗，包括采暖、空调、热水供应、照明、炊事、家用电器、电梯等方面的能耗。其中采暖、空调能耗约占60%~70%。我国既有建筑中，节能建筑的比例极低，大部分既有建筑无论从建筑围护结构还是采暖空调系统来衡量，均属于高耗能建筑。单位面积采暖所耗能源相当于纬度相近的发达国家的2~3倍。这是由于我国的建筑围护结构保温隔热性能差，采暖用能的2/3白白跑掉。而每年的新建建筑中真正称得上“节能建筑”的还不足1亿平方米，建筑耗能总量在我国能源消费总量中的份额已超过27%，逐渐接近三成。近年来，由于国家和各个地方政府对建筑能耗越来越重视，并相继出台了相关规范和标准以降低建筑能耗，并取得了卓越的成果。
　　 暖通空调专业的节能对整个建筑行业乃至整个社会的节能来说都意义重大，而暖通空调专业节能的第一步就是要做好负荷计算，负荷计算的正确与否将会对后续的设计产生一系列的影响。但是，在实际的工程设计中，负荷计算往往得不到应有得重视，甚至出现一些不作计算而乱套指标的现象。
　　 关于采暖热负荷计算偏离实际所导致的不良后果，笔者认为在此还是有必要罗列一下：①、计算偏小，直接导致后期使用过程中室内温度达不到设计值，严重影响居住者的舒适性。②、负荷计算偏大将导致初投资增大、能耗增大。体现在后期设计过程中设备、管道、散热器选择偏大，初投资增大；体现在后期使用过程中不节能，如果室内温度偏高太多甚至会出现开窗取暖的现象（这在过去并不少见），能耗增大并产生严重浪费。
　　 负荷计算是暖通空调专业的基础，也是比较复杂而繁琐的一项工作。下面笔者将就自己工作中的一个比较典型而常见的寒冷地区住宅工程的采暖热负荷计算实例拿出来与大家探讨，希望能起到抛砖引玉的作用。
　　 本工程为山东省曲阜市某住宅小区的一栋普通多层住宅。按照山东省《居住建筑节能设计标准》DBJ 14-037-2006之要求，居住建筑要实现节能65％的总体目标。这就要求建筑的维护结构要采取必要的节能措施，维护结构的传热系数要低于规定的限值。所以，采暖热负荷的计算就要基于建筑专业在设计时采取节能措施后提供准确的维护结构传热系数来进行。
　　山东省曲阜市冬季采暖热负荷计算的气象参数如下：
　　
　　 下表为本工程建筑专业提供的维护结构的传热系数：
　　 本次采暖热负荷计算采用的软件是天正公司的产品天正暖通8.0。下面着重就几个比较难以把握的部位讨论一下。
　　 一、顶层（五层）住户的顶板位置。六层住户的上方为带外窗的闷顶，建筑专业在闷顶的屋面设置了保温，提供了屋面的传热系数。而五层与闷顶中间的楼板没有采取任何保温措施，为普通层间楼板。五层住户顶板的热负荷如何计算就成了问题：五层是按温差修正计算还是按温差计算呢？
　　
　　 以顶层某客厅为例：客厅面积为5.6x3.9m2；通常来说，如果按温差修正计算(取修正系数为0.75)，则建筑保温应该设在闷顶层地面上，传热系数取和架空层储藏室顶板相同为0.55w/( m2*k)，经计算其耗热量为255w；如果建筑保温设在屋顶则应按温差计算（取△t＝6℃），普通层间楼板传热系数为1.06w/( m2*k)，经计算其耗热量为139w。貌似保温层设于屋顶时五层的热负荷更小，更节能。其实我们再深入的分析一下就能明白：即使闷顶和五层按△t＝6℃的温差计算，闷顶的温度应该是12℃，实际情况是闷顶根本达不到12℃。我们不妨再跳出负荷计算的小圈子想想，一个建筑物的外维护结构越大则传热损失越大（可参见体形系数的相关说明），由此不难得知保温设于屋顶，按温差计算五层热负荷是不正确的，导致的后果将是五层的散热器选择偏小，满足不了室内温度的要求。
　　 二、不采暖阳台。建筑专业采取保温处理的位置为阳台与室内隔墙的外表面。则与阳台相邻房间的隔墙、门和窗应按外墙、外门、外窗计算传热损失，但应按朝向的不同乘以不同的修正系数。
　　
　　 三、凸窗。凸窗应该按展开面积计算，凸窗的侧面按正面朝向计算即可。凸窗外伸的顶板和底板应计算其负荷。
　　 四、冷风渗透。有两种计算方法。其一是换气次数法，建议客厅、餐厅采用1次换气次数，卫生间排气扇间歇开启采用1次换气次数，其余房间采用0.5次换气次数。其二是门窗缝隙长度法，这种方法就要详细计算各外门、外窗的缝隙长度。
　　 五、关于卫生间设计温度。《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003第3.1.1条规定：“民用建筑的主要房间，宜采用16～24℃”。《住宅设计规范》50096-1999第6.2.2条表中给出卫生间的设计温度不应低于18℃，但表下有注：“有洗浴器并有集中热水供应系统的卫生间，宜按25摄氏度设计。”而该条文解释“本条主要参照国家标准《采暖通风与空气调节设计规范》（GBJ19 87）的原则规定。考虑到居住者夜间衣着较少，卫生间采用了与卧室相同的标准。建设标准较高、设置集中热水供应系统的有洗浴器的卫生间，宜按浴室标准25℃设计。”《住宅建筑规范》500386-2005第8.3.2条表中给出卫生间的设计温度不应低于18℃，没有补充标注。目前的住宅卫生间基本都有洗浴器，而各户也设有独立的热水供应系统，但实际生活中，指望洗浴时依靠提高卫生间的采暖设计温度到25℃是不经济也满足不了舒适性，更多的是在洗澡的时候使用浴霸临时取暖，而提高卫生间的采暖设计温度到25℃，在关闭卫生间排气扇的情况下，会导致卫生间的空气外渗，也不利于室内空气的卫生。根据规范实施的先后顺序以及生活中的实际情况，按18℃设计是比较可取的。
　　 负荷计算作为暖通空调设计最基本的环节，必须引起足够的重视，只有具备准确和详尽的负荷计算才能使后续设计更合理，才能为最终实现节能目标做好铺垫。
　　作者简介：章明友；性别：男；出生年月：1979年6月；学历：大学；职称：工程师；工作单位：汉嘉设计集团股份有限公司山东分公司
　　

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