封閉陽(yáng)臺(tái)溫差修正管理論文

1、封閉陽(yáng)臺(tái)溫差修正管理論文 摘要：采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范和有關(guān)資料中均沒有給出在耗熱量計(jì)算中對(duì)于封閉陽(yáng)臺(tái)的溫差修正系數(shù)。這給設(shè)計(jì)帶來(lái)不便。為了給設(shè)計(jì)提供參考的數(shù)值，本文在該方面進(jìn)行了試驗(yàn)研究，提出了按陽(yáng)臺(tái)朝向不同，取不同溫差修正系數(shù)的方法。通過對(duì)兩地區(qū)三套住宅單元的有關(guān)參數(shù)測(cè)試，整理分析后給出了可用于供暖設(shè)計(jì)參考封閉陽(yáng)臺(tái)的溫差修正系數(shù)。該研究結(jié)果也為編制修訂有關(guān)技術(shù)文件提供依據(jù)。 關(guān)鍵詞：封閉陽(yáng)臺(tái)溫差修正系數(shù)朝向測(cè)試 近幾年采暖民用住宅的陽(yáng)臺(tái)已普遍做成封閉型。尤其在嚴(yán)寒地區(qū)更是如此。這就使各一陽(yáng)臺(tái)之間的圍護(hù)結(jié)構(gòu)耗熱量計(jì)算必須也引入一個(gè)溫差修正系數(shù)，但是由于這是近幾年出現(xiàn)的新的情況，因此在現(xiàn)有

2、的設(shè)計(jì)規(guī)范和技術(shù)資料中均沒有規(guī)定或給出供設(shè)計(jì)使用的計(jì)算值。因此研究該問題，并給出供設(shè)計(jì)參考的修正系數(shù)就使得非常必要。 1目前供暖設(shè)計(jì)中對(duì)該問題的作法 由于沒有統(tǒng)一的規(guī)定，在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于該方面的計(jì)算目前有兩種方法： 一種方法是對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)基本耗熱量計(jì)算公式，q=afk(tn-tw)中的溫差修正系數(shù)a近似取gbj19-89中表3.1.4-1中有外門窗非采暖房間相鄰的隔墻時(shí)的a=0.70。 另一種方法是利用熱平衡原理求出陽(yáng)臺(tái)的溫度。其具體過程認(rèn)為從室內(nèi)通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳入陽(yáng)臺(tái)的熱量q等于陽(yáng)臺(tái)傳出室外的熱量q，在忽略室內(nèi)與陽(yáng)臺(tái)之間滲透換熱量時(shí)，即有下列熱平衡式成立。 q=q=kf(tn-ty)=kf(t

3、n-ty)+cv(ty-tw)（1） 式中：q-室內(nèi)傳入陽(yáng)臺(tái)的熱量，w； q-陽(yáng)臺(tái)傳出室外的熱量，w； k-室內(nèi)與陽(yáng)臺(tái)間圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)，w/（m2）； f-室內(nèi)與陽(yáng)臺(tái)間圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱面積，m2； k-陽(yáng)臺(tái)圍護(hù)結(jié)構(gòu)各部分的傳熱系數(shù)w/（m2）； f-陽(yáng)臺(tái)圍護(hù)結(jié)構(gòu)各部分的傳熱面積，m2； tn-室內(nèi)計(jì)算溫度， tw-室外計(jì)算溫度， ty-陽(yáng)臺(tái)空氣溫度， -空氣密度，kg/m3； c-空氣比熱，j/（kg） v-封閉陽(yáng)臺(tái)的空氣滲透量，m3。 以上的兩種方法在實(shí)際運(yùn)用中第一種方法雖然簡(jiǎn)單，但缺少實(shí)測(cè)驗(yàn)證與實(shí)際情況可能有較大差別。第二種方法考慮的因素較多，雖然嚴(yán)謹(jǐn)，但較繁瑣，使用時(shí)不方便。 由平衡式

4、分析可知：當(dāng)室內(nèi)外計(jì)算溫度不變時(shí)，陽(yáng)臺(tái)溫度受以下三個(gè)方面影響： 11陽(yáng)臺(tái)封閉圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)和傳熱面積 即當(dāng)傳熱系數(shù)和面積增大時(shí)，則使陽(yáng)臺(tái)內(nèi)的溫度降低。由此可知：在其他條件相同時(shí)，頂層和底層封閉陽(yáng)臺(tái)內(nèi)的溫度低于中間各層。 12室內(nèi)陽(yáng)臺(tái)之間的圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)和傳熱面積 由于陽(yáng)臺(tái)內(nèi)的熱量是由室內(nèi)透過該結(jié)構(gòu)傳入陽(yáng)臺(tái)內(nèi)，因此陽(yáng)臺(tái)內(nèi)溫度的高低主要取決地該部分的傳熱量。當(dāng)該部分圍護(hù)采用熱阻小的材料時(shí)，則陽(yáng)臺(tái)內(nèi)溫度較高。 13封閉陽(yáng)臺(tái)的密閉性 從平衡式可知冷風(fēng)滲透量影響了陽(yáng)臺(tái)溫度。這就便得用密閉不好的鋼窗封閉陽(yáng)臺(tái)，其陽(yáng)臺(tái)溫度低于塑鋼窗封閉陽(yáng)臺(tái)的原因之一。由于冷風(fēng)滲透量受風(fēng)向、風(fēng)速等多種因素影響，因此計(jì)算復(fù)

5、雜。 2測(cè)試目的和條件 目的：針對(duì)以上的情況，為給設(shè)計(jì)提供方便和準(zhǔn)確的溫差修正系數(shù)a。我們進(jìn)行了實(shí)際住宅的陽(yáng)臺(tái)溫度、室內(nèi)、外溫度的測(cè)試。以期得到封閉陽(yáng)臺(tái)的溫差修正系數(shù)a的值。 測(cè)試條件：針對(duì)目前陽(yáng)臺(tái)封閉多選用塑鋼窗的情況，我們?cè)诖髴c、哈爾濱兩個(gè)地區(qū)選擇了三幢住宅樓，并各挑選了一套住宅進(jìn)行了測(cè)試。 哈爾濱的測(cè)試是在一幢八層住宅樓中的五層住房，使用面積為60.74m2，南北向各一個(gè)陽(yáng)臺(tái)，南向陽(yáng)臺(tái)對(duì)應(yīng)的是客廳，北向陽(yáng)臺(tái)對(duì)應(yīng)的是廚房。測(cè)試進(jìn)行了半個(gè)采暖季，是用美國(guó)生產(chǎn)的hobo自記溫度器，對(duì)室外溫度和陽(yáng)臺(tái)溫度進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試住宅平面見圖1（a）。大慶測(cè)試是在新建的大慶大學(xué)生活區(qū)進(jìn)行，我們?cè)趦纱弊≌瑯堑娜?/p>

6、樓各選一套住房并安裝了美國(guó)生產(chǎn)的hobo自記溫度計(jì)。南向的陽(yáng)臺(tái)對(duì)應(yīng)的是居室，北向的陽(yáng)臺(tái)對(duì)應(yīng)的是廚房。測(cè)試進(jìn)行了三個(gè)星期。測(cè)試住宅平面見圖1中（a）、（b）、（c）。 圖1測(cè)試住宅平面圖 以上測(cè)試的住宅均在工程竣工后處于正常供暖，但無(wú)人居住的情況下進(jìn)行。因此，人為的干擾因素幾乎不存在。這雖然與有人居住時(shí)情況有所不同，但符合設(shè)計(jì)情況。目前陽(yáng)臺(tái)的種類較多，以透明部分區(qū)分有落地窗陽(yáng)臺(tái)和半透明陽(yáng)臺(tái)，以位置區(qū)分有外露陽(yáng)臺(tái)和內(nèi)置陽(yáng)臺(tái)的不同。由于條件限制，僅進(jìn)行了目前較普遍的外置陽(yáng)臺(tái)，上部發(fā)近2/3為塑鋼窗。下部分近1/3處為中磚混結(jié)構(gòu)的形式。 3測(cè)試數(shù)據(jù) 對(duì)室內(nèi)、外溫度和陽(yáng)臺(tái)溫度進(jìn)行測(cè)試的數(shù)據(jù)進(jìn)行日平均處理

7、后，分別給出了如圖2的各有關(guān)曲線。同時(shí)對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行了如下整理： 計(jì)算室內(nèi)日平均溫度tn與室外日平均溫度tw的日平均溫度差tnw=tn-tw； 計(jì)算室內(nèi)日平均溫度tn與陽(yáng)臺(tái)對(duì)應(yīng)內(nèi)日平均溫度差ty的日平均溫度的溫差tny=tn-ty； 計(jì)算出了溫差修正系數(shù)a=tny/tnw，對(duì)所測(cè)試的各個(gè)陽(yáng)臺(tái)所整理a值部分列于表2； 圖3給出了測(cè)試住宅陽(yáng)臺(tái)的封閉陽(yáng)臺(tái)曲；圖4給出了室外日平均溫度不同的溫差修正系數(shù)曲線。4整理數(shù)據(jù)分析 設(shè)計(jì)中關(guān)心的溫差修正系數(shù)反映了溫度不同所產(chǎn)生的差別。在在采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范（gbj19-87）表3.1.8-1所給出的溫差修正系數(shù)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)特征基本與朝向無(wú)關(guān)因此，不必考慮朝

8、向問題。而對(duì)封閉陽(yáng)臺(tái)的情況則有所不同，封閉陽(yáng)臺(tái)為垂直結(jié)構(gòu)時(shí)，對(duì)耗熱量計(jì)算應(yīng)考慮其朝向的問題。因此，在確定封閉陽(yáng)臺(tái)的溫差修正系數(shù)時(shí)，連同朝向修正一起考慮是合理的。尤其是測(cè)試其南向陽(yáng)臺(tái)內(nèi)的溫度時(shí)，已包含了太陽(yáng)輻射熱量所造成的溫度高于北向陽(yáng)臺(tái)內(nèi)溫度。其值更是真實(shí)的說明了太陽(yáng)輻射熱對(duì)不同朝向陽(yáng)臺(tái)所產(chǎn)生的差別。 由測(cè)試數(shù)據(jù)圖2可知：在相同的室外溫度下，南北向陽(yáng)臺(tái)內(nèi)的溫度不同。這顯然是由太陽(yáng)輻射造成的。因此，若南北向陽(yáng)臺(tái)采用同一個(gè)溫差修正系數(shù)a，還要對(duì)此部分圍護(hù)結(jié)構(gòu)考慮朝向修正。這顯然又將增加一步計(jì)算過程。若給出溫差修正系數(shù)，事先考慮太陽(yáng)輻射熱使陽(yáng)臺(tái)內(nèi)溫度升高的因素，則對(duì)采用了此溫差修正部分就不必再考慮朝

9、向修正。因此，本文在整理數(shù)據(jù)時(shí)，對(duì)南北陽(yáng)臺(tái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行了分別的整理。并對(duì)不同朝向的陽(yáng)臺(tái)給出了不同的溫差修正系數(shù)。 從表1、表2中可知北向陽(yáng)臺(tái)與南向陽(yáng)臺(tái)的a值差別較大。 大慶住宅測(cè)試期間的部分溫差修正系數(shù)表1 日期1-121-131-141-151-161-171-181-191-201-211-221-231-24 b住宅南向0.510.550.460.440.550.580.500.520.500.600.570.550.54 b住宅北向0.670.710.600.610.730.770.700.710.660.700.740.760.77 c住宅南向0.430.460.560.410.470

10、.490.430.480.490.550.460.420.42 c住宅北向0.590.620.710.620.670.670.610.620.610.590.610.650.71 哈爾濱住宅測(cè)試期間的部分溫差修正系數(shù)表2 日期2-12-22-32-42-52-62-72-82-92-102-112-122-13 北向陽(yáng)臺(tái)0.490.450.480.500.540.470.490.540.540.530.510.530.49 南向陽(yáng)臺(tái)0.760.760.790.790.820.810.800.830.810.780.770.780.76 從表3中可以看出：測(cè)試的南向陽(yáng)臺(tái)修正系數(shù)較一致，而北向陽(yáng)臺(tái)

11、哈爾濱房間的值較大，其原因是陰面陽(yáng)臺(tái)所處的位置，由于周圍建筑的影響形成了較大的風(fēng)速。因此，不完全代表普遍性。 整個(gè)測(cè)試期間溫差修正系數(shù)的平均值表3 大慶住宅b大慶住宅c哈爾濱住宅平均 南向陽(yáng)臺(tái)0.530.470.500.50 北向陽(yáng)臺(tái)0.700.640.790.71 從圖4的實(shí)驗(yàn)點(diǎn)看有波動(dòng)，其原因我們認(rèn)為是測(cè)試中風(fēng)向、風(fēng)速變化所引起的，因?yàn)闇y(cè)試條件限制沒有測(cè)試風(fēng)向、風(fēng)速的參數(shù)。圖中，沿著修正系數(shù)隨室外溫度降低變化不大，因此，測(cè)試雖然沒有在達(dá)到室外計(jì)算溫度情況下進(jìn)行，但所得到測(cè)試結(jié)果仍適用于耗熱量的計(jì)算。 由于條件限制，東、西向陽(yáng)臺(tái)沒有進(jìn)行測(cè)試。在不考慮風(fēng)向的影響時(shí)，主要是太陽(yáng)輻射熱的影響，因此，可參照太陽(yáng)輻射的朝向修正，采用南北向陽(yáng)臺(tái)溫差修正系數(shù)的平均值作為東西向陽(yáng)臺(tái)的溫差修正系數(shù)。 根據(jù)測(cè)試結(jié)果表3的數(shù)據(jù)，通過分析我們認(rèn)為，封閉陽(yáng)臺(tái)溫差修正系數(shù)推薦采用以下數(shù)值： 南向取a=0.50 北向取a=0.70 東西向取a=0.60 5結(jié)論 由以上的測(cè)試數(shù)據(jù)和整理分析，可得到以下幾點(diǎn)結(jié)論： 51對(duì)于有封閉陽(yáng)臺(tái)部分的圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱計(jì)算，仍以溫差修正系數(shù)的方法進(jìn)行處理，較簡(jiǎn)便易行，也可滿足設(shè)計(jì)要求。 52封閉陽(yáng)臺(tái)的溫差修正系數(shù)應(yīng)按不同朝向給出，并不再考慮該部分的朝向修正。但嚴(yán)格講，不同地區(qū)由于日照率不 同，該值也有