供暖住宅房間開關窗行為與建筑能耗測試分析

陳博，秦玉華，楊云龍，朱晨宇

(沈陽建筑大學，遼寧 沈陽 110000)

引言

目前，建筑能耗領域中供熱系統部分強調更多的是圍護結構和保溫等方面，由于供熱系統供熱不合理造成的熱損失研究較少，筆者通過對高層建筑的問卷調查發現，用戶開窗行為普遍存在，不開窗的用戶僅占調查用戶的10%左右，根據調研和測試,人員開窗時間和開窗大小不盡相同。人們開窗的一個重要因素是由于室內溫度普遍偏高,通過開窗降低室內溫度,提高人體舒適性。開窗通風導致換氣次數增大,熱損失普遍增大,因此研究通過開窗造成的熱損失有很重要的意義。

1 開窗對供熱的影響

1.1 開窗對室內溫度的影響

調查問卷顯示，寢室居住人員習慣中午開窗，開窗時間約為1h.從圖1可以看出，開窗導致的溫度波動幅度較為明顯。開窗引起室內溫度大幅度下降，使得風機盤管散熱量增加，溫度降低幅度越大，開窗損失越大。

圖1 測試房間溫度

1.2 開窗熱損失

圍護結構散熱量與室內外溫度差呈線性關系，開窗會導致圍護結構的綜合熱系數增大。建筑的實際耗熱量可用式(1)計算。

Q=KF＇(t＇a-to)=KF(ta-to)+△KF(ta+△ta-to)+KF△ta=Qb+Qw+Qt

式中Q為建筑的實際耗熱量；KF＇為實際情況下的建筑維護結構綜合傳熱系數，稱為圍護結構實際綜合傳熱系數；t＇a為實際溫度；to為室外溫度；KF為不開窗情況下的建筑圍護結構綜合傳熱系數，稱為圍護結構基本綜合傳熱系數；ta所需室溫，一般取18℃；△KF為由開窗造成的圍護結構綜合傳熱系數的增量,稱為圍護結構修正綜合傳熱系數;Δta為室溫高于所需溫度部分。

2 開窗情況下通風換氣次數測試

在體積為Vf的房間中,釋放一定量的二氧化碳氣體,然后不再釋放。利用紅外濃度測試儀測空氣中示蹤氣體的濃度,根據其衰減情況計算房間通風換氣次數。

(2)

式中y(τ)為τ時刻房間內示蹤氣體濃度;ya為室外空氣中示蹤氣體濃度;y(0)為房間內示蹤氣體的初始濃度;L為房間通風量。

求解通風換氣次數時可以利用對數坐標,得到的直線的斜率就是通風換氣次數。

對高層位于10層的寢室進行測試，建筑面積20m2，窗戶采用左右推拉式塑鋼窗，窗高0.9m。測試的主要目的是計算不同窗戶開度下房間的通風換氣次

數。測試房間的溫度為23℃左右,在測試過程中溫度有一定的波動,室外溫度約10℃,風向西北,風速1～2 m/s。求得的通風換氣次數見表1。

測試結果表明，在開窗情況下，開窗15cm和35cm時的通風換氣次數差別較大，開窗62cm時的通風換氣次數比開窗15,35cm時增加較小。通過測試開窗造成的室內換氣次數,結合開窗時間,就可以定量地估計開窗造成的熱損失。

Qw=NτVfcρ(ta-to)

(3)

式中N為房間通風換氣次數,h-1;c為空氣的比熱容,J/(kg·℃);ρ為空氣的密度,kg/m3;τ為開窗時間,h。

利用換氣次數可以定量估計開窗造成的熱損失。

3 結論

通過對高層建筑的計算,其中開窗熱損失達到建筑耗熱量的10%以上,開窗熱損失量超過了其他一些熱損失環節,因此降低開窗熱損失是降低供暖能耗的一項重要內容。造成開窗熱損失的重要原因是供暖鍋爐沒有采取合理的運行控制策略,鍋爐供熱量不能隨著供暖負荷的變化及時調整,導致房間過熱,用戶開窗散熱。因此適量供熱、優化鍋爐運行控制策略是降低開窗熱損失的關鍵。

參考文獻：

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[2] 韓偉國,江億,郭非.多種供暖供熱方式的能耗分析[J].暖通空調,2005,35(11):106-110