江苏省某大学项目采暖工程设计计算

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资料等级:江苏省某大学项目采暖工程设计计算
发布时间:2015-12-8
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江苏省某大学项目采暖工程设计计算
1.计算依据
1.1 ##大学建筑节能研究组从江苏省气象局搜集的连续30年气象资料(见图1至图5)以及南京1989~1997年同期夏季和冬季的最热和最冷气象资料,即1994年夏季最热6、7、8三个月南京每小时的温度和太阳直接辐射和总辐射强度的气象数据;1995年12月和1996年1、2月的冬季最冷三个月的每小时的温度和太阳直接辐射和总辐射强度的气象数据(见图6至图9)。
1.2 瑞士联邦高等工科大学世界主要城市典型气象数据中的南京气象资料。
1.3 江苏省建委提供的江苏省划分的不同地域的气象典型特征资料,见表1。
表1 江苏省建委提供的不同地域气象资料 
2计算方法
2.1 基本概念和理论
无论何种气象条件,它对所在地区建筑的室内热舒适的影响都要通过建筑外围护结构和建筑内部本身来体现。主要的衡量标准是建筑物在室外气候条件的长期作用下,室内在没有使用任何采暖和制冷设备的条件下,且室内空气的换气量达到健康要求(换气次数=0.5)时,室内温度的变化情况。我们把这个空气温度称作空气自由温度(free-run-temperature)。影响室内自由温度变化的主要参数有两个:
. 热得失率或太阳对室外温度的修正系数γ=G/K,它主要表示太阳辐射穿过建筑物透明部分对建筑室内自由温度的影响。该参数可以影响和改变室内自由温度的平均值和上下浮动的幅度。得失率越大,室内日平均自由温度就越高,而每日温度浮动也越大。 
. 热量的时间常数τ=C/K,它表示室内热惯性的一个量。该参数只影响和改变室内每日平均温度的变化幅度,保持室内自由温度的稳定性,但它不影响室内自由温度的平均值。τ越大,室内温度变化幅度越小,稳定性越好。
基于这样的分析,适合气候条件的建筑技术策略就显得非常清楚:利用γ调整室内自由温度,使其在一年四季里尽可能地接近或达到室内舒适温度;利用时间常数τ控制每天温度变化幅度在舒适范围内,同时避免热得失率γ的增加。
2.2 计算方法
2.2.1 计算房间的总传热系数
外围护结构的总传热系数K表示建筑外围护结构(包括透明和非透明部分)两侧空气温度差为1℃,在1h内以传热和空气交换的方式通过1m2所传递的热量值,计算式为:
K= [∑An,ext.qn+N.V.(c.ρ)air∕3600] ╱AextW/m2.K (1)
式中:An,ext 外围护结构各不同材料部分的表面积, m2;
Aext外围护结构总表面积,,m2;
qn通过不同材料外围护结构的热流强度,其计算式为:
qn=(te–ti)/[1/αi+Rn+1/αe]W/m2.K
式中: Rn外围护结构各不同材料的热阻,m2.K/W;
N 换气次数;
ρ空气的密度,kg/m3,
c空气的比热容,kJ/kg . K,
V 房间体积,m3。
2.2.2 计算房间的总蓄热量
C=[∑(ρ.c)n.dn.An ]/Ae J/m2.K(2)
式中:(ρ.c)n 围护结构各不同材料的体积热容,J/m3.K;
An 房间不同材料内围护结构的表面积,m2;
Ae 房间外围护结构的表面积, m2;
dn 室内围护结构不同材料的厚度(取墙或楼板天棚厚度的1/2)。
表2 不同材料厚度的取值限度 
2.2.3 计算房间的平均总太阳能吸收系数
G=(g1.A1+g2.A2+......+gn.An)∕ A0 
式中:A1, A2,......,An 分别为外围护结构能够透射太阳辐射照度的各个门窗玻璃面积,m2;
A0房间外围护结构的总表面积,m2;
g1, g2,......,gn分别为太阳透过外围护结构不同门窗的透射系数;
不同玻璃有不同的透射系数,普通玻璃常用的透射系数为:单层普通玻璃0.87;普通双层玻璃0.76。
g=(IT+ IA,in) / I0
式中:IT 太阳辐射照度透过玻璃传入室内的那部分,W/m2;
IA,in 太阳辐射照度穿过玻璃进入室内的那部分,W/m2;
I0 太阳总辐射照度 , W/m2。
2.2.4 γ的计算式为:
γ=G / K (m2.K/W)(3 )
2.2.5 τ的计算式为:
τ=C / K (h)(4)
2.2.6 单位面积采暖和制冷能耗计算式分别为:
Eh=Ωh.K.f1(MJ/m2year)(5 )
Ec=Ωc.K.f2(MJ/m2year)(6 )
式中:Ec 全年平均每平方米使用面积的采暖能耗, (MJ/m2year);
Eh全年平均每平方米使用面积的制冷能耗, (MJ/m2year);
Ωh根据不同建筑物的全年室内自由温度变化所计算的全年采暖度日数(HDD);
Ωc根据不同建筑物的全年室内自由温度变化所计算的全年制冷度日数(CDD);
由于不同的材料和构造,采暖或制冷度日数会随之变化,因此有不同地区气候条件下采暖能耗的修正系数f1及不同地区气候条件下制冷能耗的修正系数f2,见表3。
表3 不同地区气候条件下采暖或制冷能耗的修正系数表 

 

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