不同居住建筑户间传热问题的探讨

1、不同居住建筑户间传热问题的探讨摘要 本文采用不稳态传热数值求解法，分析了目前较为普遍的传统砖混住宅、钢筋混凝土住宅和外墙内保温住宅，采用分室调节最低值时典型房间室温和与邻室的温差及围护结构温度分布的变化规律，为进行住宅按户计量供暖设计热负荷确定，提供了三类居住建筑户间传热计算的依据，也为按户计量收费和建筑保温及防结霜研究提供了参考依据。关键词 不同住宅户间传热不稳态传热0 引言随着我国能源结构的调整和逐步实施按户计量供暖收费改革制度，采用燃气电能、太阳能、地热能、江河湖海等清洁能源的多种能源供暖方式代替传统燃煤锅炉房供暖已成为必然趋势，这也是我国节约能源保护环境，实施可持续发展战略重要措施之一

2、。无论采用哪种热源集中供暖，用户分室调节导致的户间传热计算，成为工程设计与研究部门关注的热点问题，其中，分室调节时室温和户间传热温差及围护结构温度分布的变化规律，是户间传热计算的关键依据。目前，我国户间传热计算的关键性参数的确定处于探讨之中，迫于工程设计急需，采取先行界定、在过程中逐步完善的策略，因而，在一些地方的设计规程中对这些关键参数采取暂定的方法1。用户分室调节导致的户间传热，是通过围护结构的不稳态传热问题，目前我国户间传热的研究主要基于稳态传热分析，本文分别以目前较为普遍的传统砖混住宅、钢筋混凝土住宅和外墙内保温结构的三种居住建筑为对象，采用不稳态传热分析方法，数值求解，分别得出了三种

3、住宅标准层和顶层的典型房间（有一面外墙和有两面外墙），采用分室调节最低值时（即停止采暖时），典型房间室温和与邻室的户间传热温差及围护结构温度分布的变化规律，并进行了分析比较，为住宅按户计量度供暖设计热负荷的确定，提供了户间传热计算的依据，同时也为按户计量供暖收费和建筑保温及防结霜研究提供了参考依据。房间不稳态传热的数学模型描述典型房间室温及围护结构温度变化规律的不稳态传热的数学模型，由围护结构的不稳态导热微分方程式及其定解条件和房间热平衡方程组成。1.1 不稳态导热微分方程式：围护结构的不稳态导热，可视为平壁一维不稳态导热问题。其导热微分方程式为2： 砖混结构标准层房间钢筋混凝土结构标准层房间

4、有面外墙有两面外墙有面外墙有两面外墙室内温度达到稳定所需时间(小时)70935566此时室内温度()16.701912.393915.40819.8086与邻室温差()3.29817.60614.591910.1914外墙内表面温度()12.12548.59136.83803.2154内墙外表面(室内墙表面)温度()19.119317.96181/8.781817.2756天花板外表面(邻室地板表面)温度()18.741517.008518.241015.9866地板外表面(邻室天花板表面)温度()18.836617.259618.372416.3210表2 内保温结构标准层房间内保温结构顶层

5、房间有一面外墙有两面外墙有一面外墙有两面外墙室内温度达到稳定所需时间(小时)4455106128此时室内温度()17.873614.923516.110212.2819与邻室温差()2.12645.07653.88987.7181外墙内表面温度()15.756213.040214.129210.6036外墙主体墙与保温层接触面的温度()-4.4489-4.934-4.7595-5.39内墙外表面(室内墙表面)温度()19.572918.963419.201718.4109天花板外表面(邻室地板表面)温度()19.233118.0466屋顶内表面温度()15.197911.5129地板外表面(邻

6、室天花板表面)温度()19.275618.194918.620717.2185注：时间间隔为1小时内温度小于0.005，认为室内温度达到稳定。4.结论由以上结果可得出如下结论。4.1 对于以上三中不同居住建筑，当一个用户停止采暖，其室温降低至最低值所需时间各不相同，其中，对于同一层典型房间，内保温住宅所需时间最短，钢筋混凝土住宅次之，砖混住宅所需时间最长，并且三种住宅中，有两面外墙时均比有一面外墙时所需要的时间长，对于不同楼层典型房间，顶层房间与标准层房间所需时间长一倍以上。4.2 对于三种不同住宅的标准层房间，当一个用户停止采暖，其室温降低的程度各不相同，与邻室的温差或户间传热温差也不同，其

7、中，钢筋混凝土住宅温降大，户间传热温差可达4.610.2以上；砖混住宅温降比钢筋混凝土住宅温降小1.32.6，户间传热温差约3.37.6；内保温住宅温降最小，户间传热温差为2.15.1，比砖混住宅温降小1.22.5。4.3 对于同一住宅，有两面外墙的房间比有一面外墙的房间温降大，其户间传热温差也大，且对不同住宅，房间温降的差值不同。对于钢筋混凝土住宅，有两面外墙的房间比有一面的房间，户间传热温差大5.6；对于砖混住宅，有两面外墙的房间比有一面外墙的房间，户间传热温差大4.3；对于内保温住宅，有两面外墙的房间比有一面外墙的房间，户间传热温差大3。4.4 对于同一住宅，顶层房间比标准层房间温降大，

8、其户间传热温差也大。就户间传热温差较小的内保温住宅看，对于有一面外墙的房间，顶层房间比标准层房间温降或户间传热温差大1.8；对于有两面外墙的房间，顶层房间比标准层房间温降或户间传热温差大2.7。4.5对于三种不同居住建筑的八类典型房间，当一个用户停止采暖后，周围邻室内表面温降均符合小于规定的允许温差6的要求。4.6 对于内保温食管，在供暖室外设计温度-9条件下，外墙主体与保温层间的温度总是低于零下4，易引起结霜现象，因而外保温国结构更值得探讨。总之，在进行分户计量供暖设计时， 应根据用户所在建筑物类型、房间位置和房型，分别确定户间的传热温差， 计算户间的传热量，保证用户采暖要求，最大可能降低系统造价，并节约能源。参考文献1.DBJ 01-605-2000 新建集中供暖住宅分户热计量设计技术规程.2.任泽霈，编著