基于采暖期度量的北京地区节能住宅建筑采暖用能量指标估算

基于采暖期度量的北京地区节能住宅建筑采暖用能量指标估算

1采暖天然气量估测如果天然气主要用于烹饪，则负荷相对稳定。当采暖用燃气量增长到一定规模后,负荷的变化就较为突出。以北京市为例,年采暖用气量占全年用气量的份额将超过50%,夏季平均日与冬季高峰日用气量之比约为1∶7。天然气用于采暖后,许多问题如储气调峰、天然气输配系统的调度等,均与采暖天然气量的估测有关。本文利用采暖期度日数原理,按照建筑物平均能耗指标,估算居住建筑的采暖天然气用量指标。2基本总结2.1tn-tpmndm法采暖期度日数为室内基准温度18℃与采暖期室外平均温度之间的温差,乘以采暖期天数的数值,单位为℃·d。即:Dy=(tn-tp)n式中:tn——室内基准温度,tn=18℃;tp——采暖期室外平均温度,℃;n——采暖期天数,d。同样的,月度日数Dm为:Dm=(tn-tpm)nm式中:tpm——月室外平均温度,℃;nm——月天数,d。度日数的概念反映了采暖期气候的寒冷程度与延续时间的关系。2.2单位建筑耗热量在采暖期室外平均温度下,为保持室内计算温度,单位建筑面积在单位时间消耗的,需由室内采暖设备供给的热量,为建筑物耗热量指标qh。北京地区节能住宅建筑耗热量指标按下式计算:qh=qht+qinf-3.8式中:qh——建筑物耗热量指标,W/m2;qht——单位建筑面积通过围护结构的传热耗热量,W/m2;qinf——单位建筑面积通过空气渗透的耗热量,W/m2;3.8——单位建筑面积的建筑物内部得热量(包括炊事、照明、家电和人体散热),W/m2。根据北京市标准《民用建筑节能设计标准》(采暖居住建筑部分)DBJ01—602—97规定,北京地区节能住宅建筑耗热量指标不应超过20.6W/m2。3单元日的测量指数和体积3.1采暖期采暖天然气用量采暖用气量指标按下式计算:qc=0.0864Zqh/(Qlζ1ζ2)式中:qc——采暖用气量指标,m3/(m2·a);Z——采暖期天数,北京地区为125d/a;Ql——天然气低热值,取35.7MJ/m3;ζ1——热水管网输送效率,取0.9;ζ2——燃气锅炉运行效率,取0.85。经计算,北京地区节能住宅建筑采暖用气量指标qc为8.15m3/(m2·a)。此计算值与实际的调查值相比,明显地偏小,如果应用该指标进行全年能耗的计算,应该加以修正。北京地区的节能住宅建筑耗热量指标(20.6W/m2),是针对平均室内计算温度16℃而言,由此而得的采暖用气量指标是较为理想化的节能预期指标。实际上,相当一部分建筑物尚未达到节能建筑的耗热量标准,多数的建筑物采暖期室内平均温度能够达到18℃或更高,以及许多用户供热的天数高于125d。另外,许多锅炉房设计时选取的热指标偏高,因此,在计算采暖期采暖天然气用量时,必须考虑这些因素,对采暖用气量指标进行修正。考虑修正系数为1.4,即北京地区采暖用气量指标qc为11.4m3/(m2·a)。根据一些燃气锅炉房的实际运行数据,认为采用该指标控制采暖用气量及进行采暖期用气量计算是可行的。3.2用气量指标北京地区采暖期天数为125d,采暖期室外平均温度为-1.6℃,采暖期度日数Dy为2450℃·d,可以计算出单位建筑面积每度日数的用气量指标为:qd=qc/Dy=4.65×10-3m3/(m2·℃·d)为了简化计算,其他类型的居住建筑,如采暖标准较高的托幼、医疗、高级公寓、旅馆等公共建筑,可以根据实际标准,对指标进行修正用于计算年、月、日等不同时间段的用气量。4采用离散度法计算能耗4.1采暖期用气量的估算利用单位度日数用气量指标(qd)、建筑面积及该地区的度日数,可以在燃气专业规划、方案中简单地估算采暖期用气量。例如北京市某住宅小区居住建筑的建筑面积S为20×104m2,采暖期125d,采暖期用气量V估算为:V=qdSDy=227.9×104m34.2室外温度延迟图根据室外平均温度及度日数,可以绘制出室外温度延时图和采暖期各月的用气量比例图。表1为北京市1950—1980年采暖期(11月15日—次年3月15日)的室外温度及度日数。据此可绘制出室外温度延时图(见图1),该图反映了采暖期中不同室外平均温度的延续时间,如北京地区采暖期中室外平均温度低于-4℃的天数约为50d。各月的度日数与采暖期度日数的比值则反映了采暖期月用气量的分布状况。5提高供热系统的控制水平(1)根据温度延续图及月用气量分布图,在锅炉运行中可以根据预测的室外温度变化情况,提高控制水平,及时地进行运行调节,做到供热参数与