张会粉1，张 培2，吕东岚2，王可龙3
摘要：居住建筑的室内温度总是在高于规定温度的一定范围内波动。在建筑围护结构和管网数设情况一定的情况下，供暖燃抖的实际耗圣只是随着室外气象条件的变化而变化。本文针对东营地区的地理位呈和气侯条件，采用理论分析和基本调查的方法给出了供暖期每天燃朴耗量的具体算法，考虑了室外温度、天气情况和风速等三个因素对热耗童的影响。
关键词：度日数；热耗童；有效传热系数；锅炉效率；发热值；管网教设
中图分类号： TU111.19十5.3 文献标识码：B 文章编号：1004一7948（2006）01一0055一03
1地区现状简介
随着我国能源问题的日益突出，节能问题越来越受到高度重视。目前，采暖热负荷浪费情况严重。根据规范规定，办公室及居住建筑的室内温度设计温度不得低于16℃。以东营地区为例，调查得出，建筑物室内温度在16～24℃之间波动，而居住建筑的室内温度在17～26℃之间波动，这就造成了能源的大量浪费。造成这种现象的主要原因就是室外气象条件的变化引起了建筑物采暖负荷的变化，而锅炉房输出的热媒温度和流量没有及时跟上这种变化[1]。我们可以从此点着手，对燃料实际耗量进行计算，从而有效控制燃料用量，达到节约能量的目的。
2东营地区气象条件
2.1温度统计
供暖期的室外温度是影响总热耗量的最主要因素，所以对温度的统计和处理就显得尤为重要，尤其是计算度日数时，要用到每天的平均温度，由于每年的气象参数和天气情况基本上符合正态分布[2]，而东营地区的设计度日数在设计规范上没有明确的规定，所以就要求根据统计的温度来计算出度日数，温度变化趋势如图1所示。
2.2风速统计
风速对热耗量的影响不容忽视[3]。根据气象台给出的数据，我们可以统计出供暖期每个月最大风速，最小风速和平均风速，列表如下：
由表1的统计可以看出，东营地区可以算得上是多风地区，所以在计算建筑实际热耗量时需要考虑风速的修正。
2.3天气状况统计
天气状况对建筑热耗量的影响也是不可忽视的，同样的温度，阴天、雪天与晴天所要消耗的燃料用量就大不相同，所以我们一定要掌握东营地区的天气分布情况，从而有效地控制和实现燃料耗量的计算，根据2003～2004年的统计，供暖期内，东营地区的天气分布情况见表2。
由表2我们可以看出，东营地区冬季采暖期60％以上的时间为晴天，这就可以考虑充分利用太阳辐射散射和地面长波辐射所带来的能量，尽量减少燃料用量的耗费。
2.4管网教设现状
管道敷设有架空敷设、地沟敷设、埋地敷设三种形式，其保温材料主要为岩棉和黄夹克保温。根据资料我们可以查得：岩棉的导热系数为0.034W/(m?K)，黄夹克的导热系数为0.035W/(m?K)。
管道敷设及保温情况见下：
镇东：
架空管线（岩棉保温）负责15.5007万m2
m地沟管线（黄夹克保温）负责25.88万m2
m埋地管线（黄夹克保温）负责8.7912万m2
m住宅39.366万m2、公建10.803万m2
镇西：
地沟管线（黄夹克保温）负责56.5281万m2
m埋地管线（黄夹克保温）负责17.89万m2
住宅42.907万m2、公建31.511万m2
根据上述统计数据我们可以了解东营地区的基本建筑结构和管网敷设基本情况，故可将此类情况作为数据分析的依据。
3供暖燃料耗量的确定
3.1建筑热耗量的确定
供暖热耗量是指在供暖期内，为了使建筑物内部的空气温度保持在某个范围内，供暖系统实际需要向该建筑提供的总热量。也就是说，供暖耗热量，即是建筑物实际耗热量[4]。
供暖热耗量的大小是衡量建筑设计是否节能的一项重要指标，是进行建筑节能设计所必须掌握的量值。
建筑物的热耗量是建筑物围护结构传热耗热、冷风渗透耗热及建筑物内部得热三者的代数和，即
Q＝Qc＋Qs一Qd
所以热耗指标可以表示为：
式中q—单位建筑面积的得热量，一般住宅可取q＝3.8W/m2；
A—供暖面积（建筑面积），m2；
Z—供暖期的天数，d；
Ai—第i类维护结构的面积，m2；
D18—以室温18℃为基准的供暖期度日数，℃?d；
Kyi—有效传热系数，W/(m2?K)；
△t—全部房间的平均计算温度减18℃后的度数，居住建筑可取△t＝－2℃。
有效传热系数也可以由原传热系数与太阳辐射以及天空辐射影响修正系数的乘积来表示，即
Kyi＝Ki?εi
式中Ki—第i类围护结构的传热系数，W / (m2?K)；
εi—厂太阳辐射和天空辐射影响的修正系数，可以由表3查得。
由计算可知，东营地区的供暖期采暖度日数与西安地区的近似，所以可采用西安地区的太阳辐射与天空辐射影响修正系数，见表3。
3.2管道热力损失的确定
管道敷设情况可以分为3类：架空敷设、埋地敷设和地沟敷设。我们可以根据供热工程所介绍的方法确定管道热力损失（分别计算出供水管网和回水管网的热力损失），其与建筑热耗量之和即为总热耗量[5]。
4热耗总量的风速和天气修正
风速的影响对建筑热耗量来说不可忽视，根据规范，我们可以使用下面的修正系数λ1来修正耗热量：
风速V≤4m/s时，修正系数λ1为1；
风速4＜V≤5m/s时，修正系数λ1为1.0065；
风速5＜V≤6m/s时，修正系数λ1为1.033；
风速V＞6m/s时，修正系数λ1为1.060
天气状况不同，其耗热量有较大差异，我们可以采用修正系数久：来进行天气修正，根据计算可以得出：
当阴天或雪天时（即太阳辐射基本为0）λ2＝1.25；
当多云或晴转多云时，λ2=1.14；
当天气情况为晴时，λ2=1(因为我们是以晴天的热耗量为基础来进行计算的）。
5供暖燃料耗量的确定
由前面可以确定出锅炉房所要产生的总热量，即建筑热耗量和管网损失之和。对已知的锅炉房，其需要供应的建筑面积和锅炉效率是相对确定的，因此可以根据燃料的种类来确定其消耗量[6]。确定公式如下：
式中Q—建筑热耗量；
Qss—管网损失量；
η—锅炉房综合效率；
C-—燃料的热容。
锅炉房综合效率可以根据在用锅炉的吨位和效率加权平均求得：
式中Di—第i个锅炉的吨位数；
ji—第i个锅炉的效率。
根据以上计算步骤可以确定出在一定室外气象条件下，供暖燃料的耗量。本文以东营地区的气象条件为参考对供暖燃料耗量随室外气象条件的变化情况进行了分析。
6经济性评价及节能建议
根据计算，室内温度每降低1C，每100万m2的房屋一个采暖期就可以减少1918t的燃煤量，若按平均波动温度3.5℃计算，可减少6713t的燃煤量，按250元/t煤计，可节约 168万的燃煤费；燃油锅炉可减少3356t，按2000元/t油计，可节约6713万的燃料费。由以上计算可看出：采用燃料量变化来控制室内温度，使其保持恒温，是一种有效的控制方法，可较大程度地节约能源，经济效益非常明显。
我们根据室外气象参数的变化确定燃料用量，归根结底是为了能源的节约利用。能源的节约利用可以有很多途径，我们可以在运行过程中来进行运行调节，从而控制供回水温度，来达到能源的节约。本文中可以根据供回水温度来实现每天燃料用量的计算，实际上，供回水温度的输入本身就不准确，如果现场有一个采集数据装置，再将此数据反馈到计算程序中，这样对操作者来说就可以方便很多，同时也避免了不必要的错误。而且也可以根据此反馈数据来控制供水量，从而减少燃料的使用量。
此反馈控制装置示意图可见图2。
我们可以通过控制回水温度来控制室内温度[7]。例如：设室内设计温度为18℃，供回水温度为90℃和75℃，当回水温度TH<75℃时，说明热负荷增大，需要将供水阀门增大开度；当回水温度TH>75℃时，说明室外热负荷减小，供水量过大，需要减小阀门开度。可设定回水范围为75士1℃，回水管上的温度传感器将温度反馈给控制器，控制器将实际温度和设定温度比较后，通过调节装置对供水量进行调节。也可以在控制器中设置时间程序来进行调节。
7结语
在满足冬季供暖要求的前提下，应尽可能地减少燃料的浪费，使燃料使用与燃料实际需要量尽可能接近。根据本文的分析，我们得出了一个可行的、计算燃料耗量的方法，并已将此计算方法编为软件投入实际使用了一年，运行正常。
参考文献
[1]李德英锅炉供暖量化管理与节能技术[M]．北京：中国建筑工业出版社，1992．
[2]彦启森，赵庆珠，等．建筑热过程[M]．北京：中国建筑工业出版社，1986．
[3]陆耀庆．供暖通风设计手册[M]，北京：中国建筑工业出版社，1987．
[4]陆耀庆．实用供热空调设计手册[M]．北京：中国建筑工业出版社，1993．
[5]贺平，孙刚．供热工程（第三版）[M]．北京：中国建筑工业出版社，1993．
[6]奚士光，吴味隆，等．锅炉与锅炉房设计（第三版）[M]．北京：中国建筑工业出版社，1995．
[7]刘国林．建筑物自动化系统[M]．北京：机械工业出版社，2002．
