導(dǎo)語(yǔ)：分戶熱計(jì)量供暖研究論文一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

提要本文針對(duì)具有分戶熱計(jì)量供暖系統(tǒng)的住宅建筑內(nèi)只有一戶供暖狀況時(shí)的熱負(fù)荷計(jì)算及其戶間傳熱的規(guī)律這一課題做了實(shí)質(zhì)性的研究、分析和探討。通過(guò)對(duì)具有這種系統(tǒng)建筑的傳熱分析，建立了分戶熱計(jì)量供暖系統(tǒng)的熱負(fù)荷計(jì)算程序方法，并根據(jù)多元一次方程的求解和計(jì)算機(jī)編程對(duì)所建立的建筑模型進(jìn)行了實(shí)際計(jì)算。通過(guò)對(duì)計(jì)算結(jié)果的大量數(shù)據(jù)的分析和比較，提出了具有分戶熱計(jì)量供暖系統(tǒng)的住宅建筑熱負(fù)荷計(jì)算的方法的初步建議。也為今后進(jìn)一步進(jìn)研究其他供暖狀況時(shí)的分戶熱計(jì)量供暖的熱負(fù)荷計(jì)算打下基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞住宅建筑分戶熱計(jì)量供暖系統(tǒng)熱負(fù)荷計(jì)算

隨著我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人們對(duì)生活的舒適要求越來(lái)越高。人們對(duì)冬季的供暖要求不僅要舒適，而且要節(jié)能，要為國(guó)家省能，為居民自己省錢(qián)。現(xiàn)在國(guó)家對(duì)建筑節(jié)能政策也正在進(jìn)一步地貫徹執(zhí)行，居住建筑采用分戶熱計(jì)量和分室溫控的供暖系統(tǒng)，就是這樣一種為適應(yīng)節(jié)能形式而發(fā)展起來(lái)的全新的供暖形式。我國(guó)建設(shè)部2000年第76號(hào)部長(zhǎng)令要求從2000年10月1日起正式實(shí)施《民用建筑節(jié)能管理規(guī)定》，其中第五條就明確地規(guī)定："新建居住建筑的集中供暖系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)使用雙管系統(tǒng)，推行溫度調(diào)節(jié)和戶用熱計(jì)量裝置，實(shí)行供熱計(jì)量收費(fèi)。"因而，這種供暖系統(tǒng)已成為今后的居住供暖設(shè)計(jì)中必須采用的供暖形式。由于這種系統(tǒng)與以往的供暖系統(tǒng)的方式有很大的不同，其供暖熱負(fù)荷的計(jì)算

供暖系統(tǒng)型式、供暖系統(tǒng)阻力計(jì)算、供暖設(shè)備的選用等方面也與以往有所不同。因此，居住建筑分戶熱計(jì)量和分室溫控的供暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的技術(shù)問(wèn)題急待解決。

為保證我國(guó)的用熱量制度的順利進(jìn)行，為滿足住宅居民對(duì)用熱質(zhì)量要求，我們必須認(rèn)真地去解決好與之相關(guān)的問(wèn)題。首先要研究的是這種供暖系統(tǒng)與常規(guī)的供暖系統(tǒng)在設(shè)計(jì)中的熱負(fù)荷計(jì)算的區(qū)別。其中，最大的區(qū)別應(yīng)當(dāng)考慮的是鄰戶的傳熱問(wèn)題。但是，如何考慮？這個(gè)問(wèn)題不僅與建筑物的入住率有關(guān)，而且與居住者的生活習(xí)慣有關(guān)，還與居住者的收入等客觀條件有關(guān)。對(duì)于這個(gè)問(wèn)題，專家們提出了兩個(gè)種設(shè)計(jì)計(jì)算方法：一種是采用在常規(guī)供暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算熱負(fù)荷的基礎(chǔ)上進(jìn)行附加修正的方法，采用此方法時(shí)，有的專家提出來(lái)用1.2～1.5作為其修正系數(shù)，但是，什么位置的戶型采用1.2進(jìn)行修正？而什么時(shí)候又通采用1.5呢？專家們并沒(méi)有給出一個(gè)明確的說(shuō)法；另一種是對(duì)鄰戶的傳熱進(jìn)行計(jì)算的方法，這個(gè)問(wèn)題也比較麻煩，而且其計(jì)算模型也比較復(fù)雜，人為影響因素也比較多。

為了了解和分析這種供暖系統(tǒng)的熱負(fù)荷，我們應(yīng)依據(jù)現(xiàn)行有關(guān)法規(guī)和計(jì)算方法，對(duì)不同戶型、不同供暖戶數(shù)和不同樓層位置的戶供暖熱負(fù)荷計(jì)算。由于本課題剛開(kāi)始不久，只進(jìn)行了第一步，即：研究、分析和探討在一棟住宅樓里只有一戶居住戶供暖時(shí)的狀況，并將其結(jié)果與在同樣條件下的常規(guī)供暖系統(tǒng)的熱負(fù)荷做了比較，試圖找出有關(guān)問(wèn)題的所在。以下，就整個(gè)計(jì)算和分析的過(guò)程向大家匯報(bào)如下：

一、計(jì)算依據(jù)

由于我國(guó)新的適合于《民用建筑節(jié)能管理規(guī)定》的《供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》及與之配套的設(shè)計(jì)技術(shù)措施還沒(méi)有出臺(tái)，本文中的供暖熱負(fù)荷設(shè)計(jì)計(jì)算所使用的主要計(jì)算依據(jù)仍然采用老規(guī)范《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》和老版本的《民用建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)技術(shù)措施》，并根據(jù)新頒布《民用建筑節(jié)能管理規(guī)定》、《住宅設(shè)計(jì)規(guī)范》和《供暖通風(fēng)與空氣設(shè)計(jì)規(guī)范》（征求意見(jiàn)稿）的要求，做了適當(dāng)?shù)男薷摹?/p>

1、冬季供暖室外設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)：（略）

2、冬季供暖室內(nèi)設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)：（略）

3、建筑室內(nèi)外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)定：

（1）建筑模型

為了進(jìn)一步了解和掌握居住建筑分戶熱計(jì)量和分戶溫控供暖系統(tǒng)的熱負(fù)荷計(jì)算規(guī)律，我們選擇了兩個(gè)有代表性的住宅戶型和四個(gè)常用的戶面積指標(biāo)作為熱負(fù)荷計(jì)算的基本條件，組合了分別為五層和六層的四個(gè)單元、兩個(gè)樓座（一號(hào)樓和二號(hào)樓）的建筑模型。

（2）一、二號(hào)樓的概況綜述：（略）

（3）圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)的設(shè)定：（略）

二、實(shí)行分戶熱計(jì)量供暖建筑的傳熱分析

分戶熱計(jì)量供熱住宅建筑的傳熱過(guò)程的計(jì)算方法與以前的集中供熱的計(jì)算方法基本一樣，所不同之處就在于，它是以戶為單位實(shí)施供熱。當(dāng)整個(gè)住宅樓的所有居住戶均供暖時(shí)，其熱負(fù)荷計(jì)算與以前的常規(guī)供熱的計(jì)算完全一樣；當(dāng)部分居住戶供暖而另一部分不供暖時(shí)，計(jì)算就不一樣，它除了要計(jì)算正常的熱負(fù)荷外還需要計(jì)算向不供暖的鄰戶的傳熱熱負(fù)荷；當(dāng)整個(gè)住宅樓只有一戶供暖而其他戶均不供暖時(shí)，該居住戶的分戶計(jì)量供熱熱負(fù)荷最大，也就是分戶計(jì)量供熱住宅每戶供熱的最不利情況。

因此，分戶計(jì)量供熱住宅每戶供熱熱負(fù)荷要比以前的常規(guī)供熱大，那么，在設(shè)計(jì)分戶熱計(jì)量供暖系統(tǒng)時(shí)所選用散熱器的數(shù)量也要多。當(dāng)然，整個(gè)住宅樓的供暖總熱負(fù)荷并不是在當(dāng)整個(gè)住宅樓只有一戶供暖而其他戶均不供暖時(shí)每戶供熱熱負(fù)荷的疊加，而是在整個(gè)住宅樓所有居住記均供暖時(shí)每戶供暖熱負(fù)荷的疊加。但分戶計(jì)量供熱住宅每戶傳熱過(guò)程究竟如何？它的熱負(fù)荷要比以前常規(guī)供熱的每戶熱負(fù)荷大多少？我們做了以下分析：

1、建筑傳熱過(guò)程：

我們討論任何建筑物的傳熱過(guò)程時(shí)都必須在穩(wěn)定狀態(tài)下進(jìn)行的，即室內(nèi)的得熱量與耗熱量相等，室內(nèi)供熱量與熱負(fù)荷平衡。我們把分戶計(jì)量供熱住宅每戶的熱負(fù)荷分為：外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的耗熱量Qw和向不供暖的鄰戶的傳熱耗熱量Q，即：Q=Qw+Qn(2.1)

與以前的常規(guī)供熱住宅的傳熱一樣其傳熱過(guò)程計(jì)算包括：外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基本耗熱量、外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的附加耗熱量和加熱由門(mén)窗縫隙滲入室內(nèi)的冷空氣的耗熱量等。計(jì)算方式略。

外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的耗熱量：

（2.2）

由以上各式，我們可以看出：一旦某棟住宅樓定型后，分戶計(jì)量供熱住宅每戶的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱負(fù)荷只與室內(nèi)外溫差有關(guān)。

現(xiàn)在我們來(lái)討論分戶計(jì)量供熱住宅與以前的常規(guī)供熱住宅的傳熱不同之處，即增加了向不供暖的鄰戶的傳熱耗熱量Qn。為了便于研究這種耗熱量，首先，我們?cè)诜治?、?jì)算和統(tǒng)計(jì)時(shí)是以住戶為單位的，而且戶內(nèi)溫度是相對(duì)均勻的：其次，我們?cè)谟?jì)算熱負(fù)荷時(shí)假設(shè)：整個(gè)住宅樓只有一戶供暖而其他戶均不供暖的情況下。假設(shè)這棟住宅樓有M層、每層I戶，當(dāng)我們要計(jì)算第m層第I戶的耗熱量時(shí)（參見(jiàn)圖三，略），其外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的耗熱量為：Qw(m,i)，而其向不供暖的鄰戶的傳熱耗熱量為：Qn(m,i)，該戶的供熱熱負(fù)荷為：

供熱熱負(fù)荷：Q(m,i)=Qw(m,i)+Qn(m,i)（2.3）

如果我們稱由供暖戶通過(guò)內(nèi)墻或內(nèi)樓板傳向鄰戶的熱為一級(jí)傳熱的話，那么鄰戶得到一級(jí)傳熱量除了抵消其外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的耗熱量外，也通過(guò)其內(nèi)墻或內(nèi)樓板向其它不供暖且室內(nèi)溫度低于該室內(nèi)溫度鄰戶傳熱，我們稱之一二級(jí)供熱量。依次類推事例要室內(nèi)溫度與其鄰戶的室內(nèi)溫度有溫差，就有向下一級(jí)傳熱的過(guò)程，就且級(jí)供熱量，當(dāng)（最終一級(jí)的）鄰戶室內(nèi)溫度與其鄰戶的室內(nèi)溫度的溫差很小時(shí)，視為通過(guò)內(nèi)墻或內(nèi)樓板傳向鄰戶的傳熱終止。因此，由供暖戶通過(guò)內(nèi)墻或內(nèi)樓板傳向鄰戶的耗熱量（一級(jí)供熱量）Qn(m,i)：

一級(jí)供熱量：

其中，為供暖戶通過(guò)內(nèi)墻或內(nèi)樓板傳向基上下左右鄰戶的熱量為一級(jí)供熱量。

對(duì)于某一鄰戶（如：第m-1，i戶）來(lái)講，所得到的一級(jí)供熱量就得它的傳熱量，而由公式（2.1.7）得：Q(m-1,i)=Qw(m-1,i)+Qn(m-1,i)；

依次類推，供暖戶的熱負(fù)荷（2.4）

由此可見(jiàn)，某一分戶計(jì)量供熱住宅在整個(gè)住宅中仍一戶供暖而其他戶均不供暖的情況下該戶的熱負(fù)荷就等于在傳熱穩(wěn)定后，整個(gè)住宅樓各戶在其各自室內(nèi)溫度與室外溫度的差值下的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)耗熱量的總和。

2．傳熱溫差的確定：

由以上的結(jié)論可知，分戶熱計(jì)量住宅的傳熱過(guò)程比較復(fù)雜，要計(jì)算其供暖熱負(fù)荷也是比較困難的，因?yàn)橐?jì)算其供暖熱負(fù)荷，就必須要計(jì)算出整個(gè)住宅樓各戶的室內(nèi)溫度值或各戶的室內(nèi)外傳熱溫差。而隨著通風(fēng)內(nèi)墻或內(nèi)樓板傳向鄰戶的傳熱一級(jí)一級(jí)地傳下去，鄰戶的定內(nèi)外傳熱溫差和一級(jí)室內(nèi)與下一級(jí)室內(nèi)傳熱溫差直來(lái)越小，供熱量直來(lái)越少，以至于可以忽略不計(jì)。那么傳熱溫差小到多少可以忽略不計(jì)呢？有關(guān)規(guī)范和資料的供暖部分中規(guī)定"與相鄰房間的溫差大于或等于5℃時(shí)，應(yīng)計(jì)算通過(guò)隔墻或樓板等的供熱量"。這個(gè)要求太低，由此引起的耗熱量比較大，不應(yīng)忽略。而上述文件中的空調(diào)部分冷負(fù)荷計(jì)算要求中規(guī)定為：當(dāng)傳熱溫差大于或等于3℃時(shí)，應(yīng)計(jì)算通過(guò)隔墻或樓板等的供熱量。我們認(rèn)為這個(gè)數(shù)值還是可以采用的。

3．計(jì)算方法的確定：

根據(jù)分戶熱計(jì)量供熱過(guò)程的分析，可以看出，要解決某一供暖熱負(fù)荷的計(jì)算問(wèn)題，就必須首先要掌握該住戶所在住宅樓的各住戶在傳熱穩(wěn)定后的傳熱方向，然后再計(jì)算出其所在住宅樓的中住戶所在住宅樓的各住戶傳熱穩(wěn)定后的傳熱方向，然后再計(jì)算出其所在住宅樓的各住戶在傳熱穩(wěn)定后的室內(nèi)溫度，最后算出各住戶在其各自室內(nèi)溫度與室外溫度的差值下的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)耗熱量。因此，光憑上述傳熱公式和了解該住戶所在住宅樓的各住戶住戶在傳熱穩(wěn)定后的傳熱方向，要計(jì)算該住戶所在住宅樓的各住戶在傳熱穩(wěn)定后的室內(nèi)溫度是非常復(fù)雜的和困難的，必須了解和掌握在熱傳遞穩(wěn)定后的熱平衡以及該住戶在所在住宅樓的幾種特殊的邊界情況下的傳熱計(jì)算方法，而且為了簡(jiǎn)便計(jì)算方法，我們也必須做一些假設(shè)以忽略一些影響不大的計(jì)算因素。

（1）穩(wěn)定傳熱的熱平衡：

由于是穩(wěn)定傳熱，對(duì)于某一分住宅的戶熱計(jì)量供熱住戶來(lái)說(shuō)，要使該住戶保持較舒適的熱環(huán)境所需的供熱量應(yīng)等于其外圍護(hù)結(jié)構(gòu)耗熱量與通過(guò)內(nèi)墻或內(nèi)樓板傳向鄰戶的耗熱量（一級(jí)供熱量）之和；而對(duì)于某一分戶熱計(jì)量住宅的非供熱住戶來(lái)講，該住戶從上一級(jí)傳熱得到的供熱量就等于其（在該住戶的室內(nèi)溫度下的）外圍護(hù)結(jié)構(gòu)耗熱量與通過(guò)內(nèi)墻或內(nèi)樓板傳向下一級(jí)鄰戶的耗熱量（二級(jí)供熱量或若干級(jí)供熱量）之和。

設(shè)：通過(guò)內(nèi)墻傳熱至所計(jì)算的住戶的上級(jí)鄰戶為：(m,i-1)戶、通過(guò)樓板傳熱至所計(jì)算的住戶的上級(jí)鄰戶為：戶(m-1,i)戶、所計(jì)算住戶內(nèi)的室內(nèi)溫度為：t(m,i)時(shí)，該非供熱住戶的熱平衡式為：

即：(5)

(2)對(duì)幾個(gè)問(wèn)題的討論：（略）

三、分戶熱計(jì)量供暖系統(tǒng)熱負(fù)荷計(jì)算程序方法：

為了了解、掌握和比較分戶熱計(jì)量住宅的供暖熱負(fù)荷的計(jì)算方法和變化規(guī)律，我們選擇了四種相關(guān)計(jì)算方法對(duì)兩棟實(shí)例進(jìn)行供熱負(fù)荷計(jì)算。這四種方法分別是：一、整個(gè)住宅樓所有的住戶均供暖（方法一）；二、整個(gè)住宅樓只有一戶供暖而其他住戶均不供暖，但只計(jì)算通過(guò)內(nèi)墻或樓板向不供暖的鄰戶傳熱的一級(jí)供熱量（方法二）；三、整個(gè)住宅樓只有一戶供暖而其他住戶均不供暖，但計(jì)算通過(guò)內(nèi)墻或樓板向不供暖的鄰戶傳熱到二級(jí)供熱量（方法三）；四、整個(gè)住宅樓只有一戶供暖而其他住戶均不供暖，但計(jì)算通過(guò)內(nèi)墻或樓板向不供暖的鄰戶傳熱到三級(jí)供熱量（方法四）。由于方法一是常規(guī)集中供熱情況下的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)耗熱量計(jì)算，在這里不再討論，下面我們討論一下方法二～四（略）。

四、實(shí)行分戶熱計(jì)量供熱建筑模型計(jì)算結(jié)果

根據(jù)上述計(jì)算方法和所對(duì)應(yīng)的建筑模型，我們采用FORTRAN語(yǔ)言對(duì)分戶熱計(jì)量供暖系統(tǒng)在整個(gè)住宅樓只有一戶供暖而其他住戶均不供暖的狀況下，各住戶的各級(jí)傳熱的多元一次方程進(jìn)行了編程求解。任何住宅建筑物只要其內(nèi)外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的布置與尺寸一旦確定，整個(gè)住宅建筑的各個(gè)住戶在所有住戶都供暖的狀態(tài)下的熱負(fù)荷即可求出，將這些有關(guān)參數(shù)以及住宅的有關(guān)熱工參數(shù)輸入計(jì)算程序并運(yùn)行，最終計(jì)算出該供暖系統(tǒng)在整個(gè)住宅樓只有一戶供暖而其他住戶均不供暖的狀況下，各住戶的各級(jí)傳熱負(fù)荷。所計(jì)算的熱負(fù)荷結(jié)果（略）。

五、結(jié)論

通過(guò)上述分戶計(jì)量供熱熱負(fù)荷的計(jì)算分析和對(duì)分戶熱計(jì)量供暖系統(tǒng)在整個(gè)住宅樓只有一戶供暖而其他住戶均不供暖的狀況下，各住戶的各級(jí)室內(nèi)溫度和傳熱熱負(fù)荷的最終結(jié)果的分析和研究，可以得到以下初步結(jié)論：

1．對(duì)住宅分戶計(jì)量供熱系統(tǒng)的熱負(fù)荷計(jì)算方法的分析、傳熱分析以及為計(jì)算分戶計(jì)量供熱系統(tǒng)的熱負(fù)荷所建立的多元一次方程是基本合理的，所編制計(jì)算程序是正確的，對(duì)所建立的建筑模型的計(jì)算結(jié)果是基本可信的。

2．當(dāng)計(jì)算到三級(jí)傳熱時(shí)，室內(nèi)溫度與室外溫度或下一級(jí)室內(nèi)溫度差已經(jīng)小于3℃，第三級(jí)通過(guò)建筑物的內(nèi)部圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳向第四級(jí)的熱負(fù)荷可以忽略不計(jì)。所計(jì)算的級(jí)數(shù)越多分戶計(jì)量供熱熱負(fù)荷越大，一級(jí)傳熱的溫度差就越大，計(jì)算就越精確。

3．由于一級(jí)傳熱溫度差值比較大，通過(guò)建筑物內(nèi)部圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱損失就較大，對(duì)供暖熱負(fù)荷的影響較大。因此，采用分戶計(jì)量供熱系統(tǒng)的住宅的內(nèi)墻和內(nèi)部樓板作保溫勢(shì)在必行。

4．從上述計(jì)算結(jié)果可以看出：當(dāng)不考慮其他住戶供熱時(shí)，住戶的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)越多且內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)越少其總熱負(fù)荷與常規(guī)集中供熱狀況下的熱負(fù)荷差距越小，住戶的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)越多且內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)越多其總熱負(fù)荷與常規(guī)集中供熱狀況下的熱負(fù)荷差距越大。也就是說(shuō)，頂層和底層的外端戶所需在常規(guī)集中供熱狀況下的熱負(fù)荷基礎(chǔ)上修正系數(shù)最?。?.55～1.65）中間層外端戶的修正系數(shù)較?。?.90～2.05）；頂層和底層中間戶的修正系數(shù)比較大（1.99～2.30）：中間層中間戶的修正系數(shù)最大（2.65～2.94）。

六、問(wèn)題

在實(shí)際住宅建筑中，在一棟住宅樓內(nèi)只有一戶居住戶供暖的供暖狀況的概率幾乎為零。本課題從一戶供暖著手，逐步、逐級(jí)地研究和分析分戶熱計(jì)量供暖系統(tǒng)的熱負(fù)荷計(jì)算規(guī)律是可行的。由于研究時(shí)間較為倉(cāng)促，以下方面還需要進(jìn)一步的分析、研究和探討；

1．不同地區(qū)、不同供暖戶數(shù)、不同供暖狀況和不同邊界條件對(duì)住宅分戶計(jì)量供熱系統(tǒng)的熱負(fù)荷計(jì)算方法和傳熱分析以及為計(jì)算分戶計(jì)量供熱系統(tǒng)的熱負(fù)荷所建立的多元一次方程是否有影響。

2．入住率對(duì)住宅分戶計(jì)量供熱的熱負(fù)荷計(jì)算方法、傳熱分析以及為計(jì)算分戶計(jì)量供熱系統(tǒng)的熱負(fù)荷所建立的多元一次方程的影響。應(yīng)研究在不同入住率的情況下，對(duì)供暖住戶熱負(fù)荷修正系數(shù)的影響，以及設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采用的入住率。