理论教育 地暖设备替代空调:高效能耗分析与BIM技术

地暖设备替代空调:高效能耗分析与BIM技术

时间:2023-09-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:YX泡沫混凝土是用特制发泡剂、水泥和辅助材料按适当的比例制造出来的。YX泡沫混凝土保温材料是通过技术改造而研发出一种新型的地暖隔热层施工方法。而空调的一般功率为850~1 500 W,每天工作12h,实际耗电时间为9.5h,用电在8~14kW·h,所以,如果开空调的时间足够长的话,地暖用电量是比空调少的。

地暖设备替代空调:高效能耗分析与BIM技术

地面辐射供暖按照供热方式的不同主要分为水地暖和电地暖,而电地暖又有发热电缆采暖和电热膜采暖碳纤维电暖之分。

水地暖即低温热水地面辐射供暖是以温度不高于60℃的热水为热媒,在加热管内循环流动,加热地板,通过地面以辐射(主要)和对流(次要)的传热方式向室内供热的供暖方式。

发热电缆地面辐射供暖是以低温发热电缆为热源,加热地板,通过地面以辐射(主要)和对流(次要)的传热方式向室内供热的供暖方式。常用发热电缆分为单芯电缆和双芯电缆。双芯电缆没有磁场和辐射。

低温辐射电热膜是一种通电后能发热的半透明聚酯薄膜,由可导电的特制油墨、金属载流条经加工、热压在绝缘聚酯薄膜间制成。工作时以碳基油墨为发热体,将热量以辐射的形式送入空间,使人体得到温暖。

YX泡沫混凝土是用特制发泡剂、水泥和辅助材料按适当的比例制造出来的。YX泡沫混凝土保温材料是通过技术改造而研发出一种新型的地暖隔热层施工方法。

在这里笔者有别于他人选择水地暖或者发热电缆地暖而选择泡沫混凝土的原因是:

(1)散热均匀,舒适:地暖系统的供暖原理为辐射传热,与空调、暖气等通过强制对流循环热风供暖相比,空气中灰尘流动要小得多,减少了空气中有害病菌的蔓延,室内环境更加卫生清洁,地暖系统也创造性地运用了人体温感特点,来自脚下的关怀让您倍感舒适,让您的家庭充满温暖。

(2)清洁健康:地暖系统可有效促进足部血液循环,从而改善全身血液循环,促进新陈代谢,对心血管疾病有抑制作用;对老年人和儿童尤为适用,对于关节炎、老寒腿的病人更有防治功效,并在一定程度上提高自身免疫能力。

(3)环保节能:地暖系统采暖与传统的对流供暖方式相比较节能幅度约为30%,地暖在传送过程中热量损失较小并且热量集中在人体受益的高度内,即使室内设定温度比对流式采暖方式低2℃~5℃,也能使人们有同样的温暖感觉。地暖可充分节约能源,并且不会发出任何噪音,不会扬尘,是一个非常环保节能的产品。

(4)美观大方:整个系统安装完毕后,室内不再有暖气片及其支管,无形中增加2%~3%的室内使用面积,不仅便于装修家具布置,对于数万元每平方米的房价,无疑是为您节省了数万元的费用。

(5)安全可靠:地暖耐酸碱盐腐蚀、耐高压、耐高温、耐穿透、不生锈、不产生管结垢、管内保持光滑、摩擦力小、保持良好的水质,是无毒环保型产品。

(6)超长寿命:地暖的使用寿命长达50年以上,几乎与建筑物同寿命,大大减少了暖气片跑、冒、滴、漏水和维修等给住户带来的烦恼。

(7)高效隔音:中国楼板一般选用预制板现浇板,其隔音效果较差,楼上走动,就会影响楼下,采用地板采暖增加了保温层,具有非常好的隔音效果,可降低噪音污染,采暖过程中无任何噪音,有利于家人的身心健康。

设安装一套目前主流燃气锅炉作为采暖设备,以A.O.史密斯为例。总价=材料费用(150元/m2)+锅炉费用(9 000元),所以一户的初装费用大约为31 500元,而现在三菱、松下等牌子的立式空调的平均价格为9 000元,所以下一套地暖的安装费用就可以买三台空调,而一户家庭两台立式空调就可以满足基本的需求,所以可以看出来空调还是相对便宜的。可是地暖的使用寿命可以长达50年,而一台空调的寿命则为15~20年,所以地暖还是有一定的可比性的。

在使用过程中,我们可以以一个10m2的房间为例,目前地暖的标准功率为120 W/m2,所以房间的总功率为1 200 W,假设地暖24h开着,它的实际工作时间为6~9h,每天的用电为7.2~10.8kW·h。而空调的一般功率为850~1 500 W,每天工作12h,实际耗电时间为9.5h,用电在8~14kW·h,所以,如果开空调的时间足够长的话,地暖用电量是比空调少的。于是,作如下假设:

①地暖功率为120 W,每天运行24h,预热时间为4h,实际工作时间为6h;

②空调功率为850 W,每天运行12h,实际工作时间为9.5h;

③公式说明:

A:

B:年供暖耗电量如下式所示:

其中,∑Q——年总耗热量(J);

Qn——供暖设计热负荷,(kW);

tn——供暖期室内计算温度(℃),通常取18℃;

tpj——供暖期室外平均温度(℃);

tw——供暖期室外计算温度(℃);(www.daowen.com)

n——供暖期(天)。

C:燃料的消耗量如下式所示:

其中,R——燃烧量(kg);

Qfr——燃料的发热量(kJ/kg);

ηry,ηrw——热源、热网的热效率值(%)。

能源发热量与能源热效率参照表8-13、表8-14。

表8-13 能源发热量

表8-14 能源热效率

经过计算,每10m2空调比地暖多出的耗电量为:

Q1=(850÷1 000×9.5-120×10÷1 000×6)÷82%=1.07kW·h

G17T1总建筑面积约为450m2,该建筑一天可以节省的电量:

Q2=Q1×S2/S1=1.07×450÷10=48.15kW·h

由于地暖实际上只有制暖而无制冷的功能,所以其使用时间为冬天,将使用时间定为80天,于是一年内节省的电量为:

Q3=Q2×n=48.15×80=3 852kW·h

江苏地区的电价为:峰电0.55元/kW·h,谷电0.35元/kW·h,由于地暖全天候工作,所以取中间值为0.45元/kW·h,于是地暖可以节省的费用:

A1=Q3×a=3 852×0.45=1 733.4元

平均每户可以节省1 733.4元。

该费用虽然谈不上多,但是在三个月内也可以节省一笔开支,更重要的是,可以节省整个小区的耗电量,为社会的节能作出贡献。

而在日常生活中,合理地使用地暖也可以达到节能的效果。有的人会在需要的时候才打开地暖的温控开关,平时不用的时候则关掉,这很符合我们日常用电的习惯,但是地暖是不一样的,用的时候再开其实是更耗能的。地暖是在一个低温的系统中运行的,安装设备时会在混凝土中铺设发热电缆和热水盘管,造成了地暖的系统的蓄热性很强,所以和空调不一样,地暖的制暖效果是有一定的滞后性的。打开地暖需要一定时间预热,关闭地暖需要一定时间散热,而这时间往往高达3~4h。所以频繁地开关不但起不到地暖系统的节能效果,反而还增加了采暖系统的运行费用,并且降低地暖系统的使用寿命。

通过对案例模型进行能耗分析可以得到,汤山碧桂园的节能水平已经满足50%的节能要求,而且日照要求也基本满足,只需要在夏季温度高的时候设置遮阳构件减少过多的太阳辐射

基于Ecotect的住宅建筑能耗模拟对比传统的能耗模拟有着明显的优势,在方案设计的初期阶段能够帮助设计师方便快捷地得到准确直观的建筑物理环境性能分析结果,这也是BIM技术进行计算机复制建筑进行可持续设计最突出的优越性。本书的实证研究中主要对住宅型建筑进行了能耗模拟,包括:能耗模拟分析、逐时得热/失热分析、逐月不舒适度分析、逐时温度分析以及被动组分得热分析。通过围护结构三组传热系数的性能分析对比,对外墙、外窗和屋顶的传热系数给能耗带来的影响有了较好的认识。

随着我国能耗问题日益严重,建筑节能在能源消耗方面的要求变得越来越高。建筑室内热环境的舒适度要求是人类对建筑环境最基本的需求之一。不论任何建筑,在任何时间,其室内空间的温度、湿度、气流速度和平均辐射温度都应该被限制在一定范围内,对于炎热的夏季和寒冷的冬季更为重要。建筑师建筑设计过程中一旦完成一个新的建筑方案,该建筑的室内物理环境和能耗指标也就相应确定了,为了提高建筑的节能水平,就需要对方案进行及时的节能分析并反馈相应的性能信息。

虽然BIM技术下的建模软件、可持续分析软件等还存在许多问题,但笔者相信,在不久的未来,综合利用BIM技术进行建筑的全方位节能分析、能耗模拟等将会日益完善。

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈