浅议住宅房间热负荷指标的取值.docx

贺宇坤( 太原市建筑设计研究院, 山西太原, 030002)摘 要: 通过对典型住宅房间采暖热负荷的计算, 得出各类房间的热负荷特点, 并给出了各类房间的采暖热负荷指标的取值范围。 关键词: 住宅房间; 采暖热负荷指标; 节能中图分类号: TU111.19+1文献标识码: A随着国民经济发展和社会进步,“节能减排”成为国家经济发展中一个迫切需要解决的问题。在整个社会的能源消耗中, 建筑采暖和空调能 耗约占 20%, 于是降低建筑能耗成为一个重要课题。近几年, 随着山西省民用建筑节能设计标准( 采暖居住建筑部分) 山西地区实施细则( 第二阶段) ( DBJ 042162006)( 以下简称“节能标准”) 的实施 , 新建居 住 建筑围护结构基本达到节能标准的要求。根据“节能标准”要求, 建筑采 暖设计热负荷应进行各房间的详细计算并汇总, 且居住建筑的采暖设计 热负荷指标不得大于 48 W/m2, 其定义为“在采暖室外计算温度条件下, 为保持室内计算温度, 单位建筑面积在单位时间内需由锅炉房或其他供 热设施供给热量( 由采暖建筑入口计算) ”。就每一个房间而言, 热负荷指 标究竟为多少比较合理, 文献中所提到的热负荷指标显然不能满足“节 能标准”的要求。笔者根据工程实践中的详细热负荷计算, 归纳总结了一 些典型房间的热负荷指标, 对今后的设计提供一定的参考。 通过外窗冷风渗透耗热量Q2- 1=0.278cp#wnL( tn- tw)( 3)式中: Q2- 1 为由门窗缝隙渗入室内的冷空气的耗热量, W; $wn 为室外温度下空气密度, 太原地区 $wn=1.35 kg/m3 ; L 为渗透空气量, m3/h。太原地区最不利朝向为西北向, 根据上述公式计算该朝向首层房间 外窗的冷风渗透耗热量。假定首层房间面积 16.66 m2, 窗中心距地 1.50 m, 窗可开启缝隙长为 4.8 m, 朝向为西北向, 经计算:L=12.52, Q2- 1=0.27811.3512.52( 18+11) =136.25( W)则单位面积冷风渗透耗热量为 8.18 W/m2。 通过外门冷风侵入耗热量一般住宅户内房间很少有直通室外的外门, 通常有外门的房间会有 阳台, 故此项耗热量可忽略不计。房间满足卫生要求所需通风耗热量Q2=0.278cp $wVn( tn- tw)根据“节能标准”, 住宅建筑换气次数取 0.5 次/h。对于普通住宅, 各 户内居住人数按 3 人考虑, 户内建筑面积 70 m2, 层高为 2.8 m, 则换气次 数 0.5 次/h 时, 可满足房间通风量为 30 m3/h, 故为满足卫生要求, 单位面 积所需通风耗热量为:Q2 =0.278cp $wVn( tn - tw) =0.278 1 1.35 ( 1 2.8 0.5) 18 -( - 11) =15.24( W)此值大于 条中通过外窗冷风渗透耗热量的计算值, 故在工程 实践中, 笔者均考虑采用 条计算通风耗热量。1计算依据1.1 设计计算条件1.1.1室外设计参数以太原地区室外设计参数为基准: 冬季采暖设计温度: - 11 , 室外风速: 2.6 m/s。1.1.2 室内设计温度卧室、客厅: 18 ; 卫生间( 带洗浴) : 25 ; 厨房: 16 。1.2围护结构传热系数在工程的节能计算中, 根据建筑专业提供的围护结构传热系数, 其2计算结果数值均满足“节能标准”的要求。在以下计算中, 各围护结构的传热系数K 按太原地区住宅外围护结构的一般做法选取, 取值如下:外墙 : K=0.949 W/m2K; 外窗( 包括阳台门) : K=2.70 W/m2K; 屋 顶 : K=0.664 W/m2K; 户门: K=1.566 W/m2K; 地下室顶板: K=0.524 W/m2K; 楼梯间隔墙: K=1.26 W/m2K。1.3 计算公式1.3.1 围护结构传热量计算 基本耗热量计算公式:2.1房间负荷计算表 1 给出了各典型房间的围护结构情况及采暖热负荷计算结果。 计算结果分析 卧室房间 1 为有两面外墙的北向卧室。该卧室有北向及西( 东) 向外墙, 各朝向均有外窗, 房间窗墙比为 30%, 计算热负荷指标为 90.97 W/m2, 房 间 面 积 16.66 m2。 外 围 护 结 构 热 负 荷 为 1 081.66 W, 约 占 总 热 负 荷 的72%, 通风热负荷为 235.72 W, 约占总热负荷的 15.6%, 其余为户间传热 负荷。此类型房间的外围护结构引起的热负荷在总热负荷中占有比例相 对较大, 经过笔者多个工程计算比较, 此类型房间热负荷指标通常在 90W/m2120 W/m2, 且随着房间面积减小, 热负荷指标增大。房间 2 是有两面外墙的南向卧室。此类卧室各朝向均有外窗, 房间 窗墙比为 46.84% , 计算热负荷指标为 85.98 W/m2, 其 房 间 面 积 15.0 m2。 外围护结构热负荷为 898.99 W, 约占总热负荷的 70%; 通风热负荷为212.23 W, 约占总热负荷的 16.5%, 其余为户间传热负荷。此类型房间的 外围护结构热负荷在总热负荷中同样占有较大比例, 同时通风引起的热 负荷所占总热负荷比例增加。经多个工程计算比较, 此类型房间热负荷 指标通常在 80 W/m2100 W/m2。房间 3 是有一面外墙的南向卧室。此类卧室, 房间窗墙比为 54.5%,计算热负荷指标为 59.11 W/m2, 其房间面积 15.64 m2。外围护结构热负荷Qj=!KF( tn- tw)( 1)式中: Qj 为基本耗热量, W; K 为传热系数, W/m2K; F 为维护结构的传热面积, m2; tn 为室内空气计算温度, ; tw 为室外供暖计算温度, ; !为温差修正系数。考虑附加后耗热量计算公式:Q1=Q(j 1+ch+f+g)式中: Qj 为某围护的基本耗热量, W; ch 为朝向修正率 ,北向 10% ,东、西向- 5%, 南向- 25%; f 为风力附加率, 对于城市中的普通住宅, 此附加率通常为 0; g 为高度附加率 , 普通住宅层高通常小于 4 m, 故此附加 率通常为 0。所以围护结构耗热量的计算公式简化为:Q1=!KF( tn- tw)( 1+ch)通风耗热量计算( 2)1.3.2贺宇坤浅议住宅房间热负荷指标的取值本刊 E- mail:科技研讨表 1典型房间的采暖热负荷计算表2.2.2 厨房房间 4 是厨房。现在户型中, 大多 为北向厨房, 有些有一面外墙, 有些则 有两面外墙。由于厨房面积通常小于10 m2, 故其热负荷指标一般都比较大。 在 表 1 中 房 间 4 的 热 负 荷 指 标 为99.66 W/m2, 其房间面积仅 7.92 m2。外 围 护 结 构 热 负 荷 约 占 总 热 负 荷 的62.6%, 厨房排油烟设备的排风作用使 得通风热负荷增加, 该房间通风热负荷 为 200.93 W,约 占 总 热 负 荷 的25.5%, 其余为户间传热负荷。对于此类型房间, 围护结构及通风热负荷在总 热负荷中所占比例都相对较大, 其热负 荷指标通常在 90 W/m2120 W/m2。随着 房间面积减小, 热负荷指标将更大。2.2.3 客厅对于客厅, 除各朝向的外围护结 构 , 房间还会有许 多 与 楼 梯 间 、前 室 、 管井等相隔的内围护结构, 所以外围 护结构引起的热负荷所占总热负荷的 比例下降很多。另外, 由于客厅面积一 般比较大, 热负荷指标反而减小。房间5 是有北向外墙的客厅 ,房间有北外窗, 房间窗墙比为 48.0%。计算热负荷指 标 为 70.45 W/m2, 房 间 面 积 32.77 m2。外围护结构热负荷为 1 037.63 W,约占总热负荷的 44.9% ;通风热负荷为 463.66 W, 约占总热负荷的 20.1%。对于此类型房间, 内围护结构引起的 热负荷在 总 热 负 荷 中 所 占 比 例 增 大 , 通风热负荷也是总热负荷中重要的一 部分。通常此类型房间热负荷指标通 常在 65 W/m280 W/m2, 随着房间面积 减小, 热负荷指标增大。房间 6 是有南 向外墙的客厅。南向客厅主要为南向 外窗, 房间窗墙比为 55%。计算热负荷 指标为 57.03 W/m2, 其房间面积 31.70 m2, 其中外围护结构热负荷 587.88 W, 约占总热负荷的 32.5% ; 通风热负荷448.52 W, 约占总热负荷的 24.8%。此 房间, 外围护结构引起的热负荷在总 热负荷中所占比例迅速下降, 同时通 风引起的热负荷所占总热负荷比例却 迅速增加。计算比较后, 此类房间热负 荷指标通常在 50 W/m265 W/m2, 热负 荷指标与房间面积成反比。2.2.4 卫生间带 洗 浴 的 卫 生 间 设 计 温 度 是 25, 与周围房间的温差大于 5 , 需计 算温差引起的内围护结构热负荷。对于没有外围护结构, 其通风温差为房 间设计温度与相邻房间设计温度的差为450.74 W, 约占总热负荷的 48.8%; 通风热负荷为 287.67 W, 约占总热负荷的 31.1%, 其余为户间传热负荷。由于此类型房间朝向修正系数增加, 所 以外围护结构引起的热负荷在总热负荷中的比例减小。同时此类房间通常 会有南向阳台及通向阳台的推拉玻璃门, 通风引起的热负荷相应增加。经 过计算比较, 此类型房间热负荷指标通常在 50 W/m270 W/m2。值。但由于房间面积一般很小, 有的甚至小于 4 m2, 故热负荷指标相差很大, 不便于归纳总结, 应在工程中详细计算以确定热负荷。3结论( 1) 由于房间朝向、围护结构做法、外围护结构窗墙比不同 , 房间的149围护结构 类别围护结构 面积/m2传热系数K(/ W/m2)温差修正基本耗热 量 Q/W修正后耗热量围护结构 耗热量 Q1/W冷风渗透 耗热量 Q2/W采暖热负荷Qcn/W户间传热Qfj/W总的采暖热 负荷Q/W朝向修正系 数/%修正后耗热量Q/W房间 1( 卧室) , 房间面积 16.66 m2, tn=18 北外墙12.910.9491355.3010390.83390.83235.72390.830.00390.83北外窗1.352.71105.7110116.28116.28116.28116.28西外墙7.150.9491196.78- 5186.94186.94186.94186.94西外窗2.712.71212.19- 5201.58201.58201.58201.58飘窗侧2.162.71169.1310186.04186.04186.04186.04楼板16.662.381198.25198.25198.250.00198.25198.25小计面积指标: 90.97 W/m2235.721 081.66198.251 515.63房间 2( 卧室) , 房间面积 15 m2, tn=18 西外墙8.80.9491242.18- 5230.08230.08212.23230.080.00230.08西外窗2.82.71219.24- 5208.28208.28208.28208.28南外墙7.340.9491202.00- 25151.50151.50151.50151.50南外窗3.682.71288.14- 25216.11216.11216.11216.11北外窗1.082.7184.5693.0293.0293.0293.02楼板152.381178.50178.50178.500.00178.50178.50小计面积指标: 85.98 W/m2212.23898.99178.501 289.72房间 3( 卧室) , 房间面积 15.64 m2, tn=18 南外墙6.60.9491181.64- 25136.23136.23287.67136.230.00136.23南外窗3.62.71281.88- 25211.41211.41211.41211.41西内墙8.852.331103.10103.10103.10103.10103.10楼板15.642.381186.12186.12186.120.00186.12186.12小计面积指标: 59.11 W/m2287.67347.64289.22924.53房间 4( 厨房) , 房间面积 7.92 m2, tn=15 北外墙4.410.9491108.8110119.69119.69200.93119.690.00119.69北外窗1.682.71117.941012973129.73129.730.00129.73东外墙10.440.9491257.60- 5244.72244.72244.72244.72楼板7.922.38194.2594.2594.250.0094.2594.25小计面积指标: 99.66 W/m2200.93494.1494.25789.32房间 5( 客厅) , 房间面积 32.77 m2, tn=18 北外墙6.970.9491191.8210211.00211.00463.66211.000.00211.00北外窗4.922.71385.2410423.76423.76423.760.00423.76东外窗2.462.71192.62- 5182.99182.99182.990.00182.99东外墙8.410.9491231.45- 5219.88219.88219.880.00219.88南内墙9.51.260.6208.28208.28208.28208.280.00208.28南内门2.11.5660.657.2257.2257.2257.220.0057.22南内墙13.052.331152.03152.03152.030.00152.03152.03楼板32.772.381389.96389.96389.960.000.00389.96389.96小计面积指标: 70.45 W/m2463.661 303.13541.992 308.78房间 6( 客厅) , 房间面积 31.7 m2, tn=18 南外墙8.450.9491232.55- 25174.41174.41448.52174.410.00174.41南外窗3.152.71246.65- 25184.98184.98184.980.00184.98东外窗2.462.71192.62- 5182.99182.99182.990.00182.99西外墙1.740.949147.89- 545.4945.4945.490.0045.49北内墙1.811.260.639.6839.6839.6839.680.0039.68北内门2.11.5660.657.2257.2257.2257.220.0057.22东内墙25.522.331297.31297.31297.310.00297.31297.31楼板31.72.381377.23377.23377.230.00377.23377.23小计面积指标: 57.03 W/m2448.52684.77674.541 807.83科技情报开发与经济SCI- TECH INFORMATION DEVELOPMENT & ECONOMY2008 年 第 18 卷 第 23 期文章编号: 1005- 6033( 2008) 23- 0150- 03收稿日期: 2008- 05- 3060Co- 射线辐照诱发苦荞突变体筛选高黄酮含量的种质资源田小丽( 太原科技大学, 山西太原, 030024)摘 要: 选择 3 个苦荞品种川荞 1 号、KP9920、榆 6- 21 为辐射诱变材料, 用不同剂量的60Co- 射线辐照诱发产生突变体, 测量其 M2 代子粒中黄酮含量。试验表明, 经适宜剂 量的 60Co- 射线照射的苦荞种子, 其 M2 代子粒中黄酮平均含量高于对照组。指出, 利用射线照射对苦荞的品质改良是可行的, 对于不同的苦荞品种, 经辐照处理后黄酮含量增加的程度不同。关键词: 苦荞; 突变体; 黄酮中图分类号: S517文献标识码:医学证明 1 : 苦荞中含有芦丁、槲皮素及其他黄酮类物质, 其含量苦荞高于甜荞。有关国外资料报道, 黄酮类物质具有防治心脑血管硬化, 促进消 化吸收, 增强肌体免疫能力作用, 有降血糖、血脂、尿糖的作用, 对糖尿病有 很好的疗效, 有抗菌、抗病毒抗炎、抗过敏、消除自由基以及抑制血小板凝 聚的作用, 还可以减少心脏病、胃癌、前列腺癌的发生, 减少 UV- A 对细胞 的破坏作用 2 , 对抗 HIV 活性有一定的疗效, 对预防白内障以及治疗骨质 疏松症有很好的效果, 对急慢性肝炎、肝硬化、脂肪肝以及因半乳糖胺等引 起的中毒性肝损伤均有一定的疗效。本研究是利用 60Co- 射线处理苦荞 干种子, 诱发其遗传变异, 以获得高黄酮含量的突变新品系( 1) 将苦荞干种子装入信封 , 在山西农业大学辐射研究所用 60Co- 射线进行辐照处理,每个处理设 3 个重复, 每个重复为 50 粒种子, 辐照剂 量 分 别 为 0 Gy, 100 Gy, 200 Gy, 300 Gy, 400 Gy, 500 Gy, 剂 量 率 为 1.36Gy/min, 以未处理的作为对照。( 2) 将同样处理的苦荞种子播于试验田中, 常规管理, 成熟后按株系 收获。( 3) 第二年将上年采收的种子, 按每行一个株系播于试验田中, 设 3个重复, 常规管理, 成熟后按行采收。( 4) 每行为一个样品, 将子粒晒干, 用砂磨碾碎, 去皮, 研细, 经 0.125 cm 的筛子过滤, 混匀后随机取样。( 5) 选出黄酮含量高的 27 个苦荞突变体。1.2.2 测定项目及方法黄酮含量的测定: 参照陈运中的方法 3 , 稍作改动, 用乙醇浸提法和 分光光度法测定。称 1 g 苦荞粉 , 加 5 mL 70% 的乙醇 , 于 65 下浸提 8 h, 3 000 r/min离心, 取上清, 重复 3 次, 合并上清, 再用 70%的乙醇定容, 从中取 1 mL,加 5%的 NaNO2 0.7 mL, 摇匀, 过 5 min, 加 10%的 A(l NO3) 3 0.7 mL, 摇匀,1材料与方法1.1 材料本实验供试材料为甘肃平凉农业科学研究所提供的全国推广的苦 荞品种川荞 1 号( 简称 1 号) 、榆 6- 21( 简称 6- 21) 和 KP9920( 简称 9920)3 个苦荞品种。1.2 方法1.2.1样品处理方法!热负荷指标相差很大, 所以在设计阶段应详细计算各房间的热