鄰室設(shè)計傳熱量范文
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鄰室設(shè)計溫差是指當(dāng)某房間采暖達(dá)到設(shè)計室溫時，考慮到與其相鄰房間不采暖而產(chǎn)生鄰室傳熱，采暖與非采暖房間之間的溫
差。由傅利葉傳熱定律可知傳熱量與傳熱溫差成正比。所以鄰室設(shè)計溫差直接決定了鄰室設(shè)計熱負(fù)荷的大小，應(yīng)合理確定鄰室設(shè)計溫差。
鄰室設(shè)計溫差不易直接確定。本文擬通過建立數(shù)學(xué)模型，計算鄰室得熱溫差，從而間接確定鄰室設(shè)計溫差。鄰室得熱溫差是指某房間不采暖時，考慮到鄰室傳熱存在，該房間與相鄰其采暖房間之間的溫差。
1．鄰室得熱溫差的推導(dǎo)
1．1建立數(shù)學(xué)模型
與非采暖房間相鄰的房間可能采暖，也可能不采暖。為了簡化計算，對立以下假設(shè)：
a.與非采暖房間相鄰室的所有采暖房間溫度都相同即ti=tn
b.所有非采暖房間溫度都相同
1．2推導(dǎo)鄰室得熱溫差
我們知道單一方向的鄰室傳熱量可以通過下式計算：
（1）
Qi：鄰室傳熱量w;Ki：內(nèi)墻或樓板的傳熱系數(shù)w/m2
Fi：內(nèi)墻或樓板的面積m2tn：采暖房間的溫度，℃
t0：非采暖房間的溫度，℃
當(dāng)熱平衡時，非采暖房間的鄰室得熱量之和等于它的熱負(fù)荷，即存在式（2）
（2）
式中：α：總耗熱量綜合系數(shù)（建筑總耗熱量與室內(nèi)外溫差的比值）W/℃
β：鄰室得熱綜合系數(shù)（鄰室得熱總量與鄰室溫差的比值）W/℃
tw：室外溫度℃，其他參數(shù)意義同上
由（2）式可推導(dǎo)出非供暖房間的溫度t0和鄰室得熱溫差Δtdr=tn-t0:
（3）
（4）
β的確定
每個房間會有不同數(shù)量內(nèi)墻（本文內(nèi)墻包括戶與戶之間的樓板和隔墻），且每個相鄰的房間采暖也是相對獨(dú)立的。所以，β的確定是比較復(fù)雜的。作者借助概率的方法，計算鄰室得熱量綜合系數(shù)的數(shù)學(xué)期望。
Ⅰ）用戶采暖的概率：
Ⅱ)確定鄰室得熱量的概率分布
A．當(dāng)房間有4面內(nèi)墻時
1）有一面內(nèi)墻得熱即相鄰房間中3戶不采暖1戶采暖
概率：p（1-p）3則鄰室得熱量綜合系數(shù)均值：
2）有兩面內(nèi)墻得熱即相鄰房間中2戶不采暖2戶采暖
概率：p2（1-p）2鄰室得熱量綜合系數(shù)均值：
3）有三面內(nèi)墻得熱即相鄰房間中1戶不采暖3戶采暖
概率：p3（1-p）鄰室得熱量綜合系數(shù)均值：
4）四面內(nèi)墻得熱即相鄰房間中4戶都采暖
概率：p4鄰室得熱量綜合系數(shù)均值：
所以，鄰室得熱量的數(shù)學(xué)期望為：
同理分別計算當(dāng)房間有3面、2面內(nèi)墻時的鄰室得熱量的數(shù)學(xué)期望。經(jīng)計算鄰室得熱量綜合系數(shù)的數(shù)學(xué)期望可表示為：
（5）
其中：N稱為鄰室得熱概率系數(shù)（表示當(dāng)某房間不采暖時，從相鄰房間得熱的可能性）且
房間有兩面分戶墻房間有三面分戶墻（6）房間有四面分戶墻
1．3鄰室傳熱溫差
通過以上的推導(dǎo)所求的鄰室得熱溫差是當(dāng)某房間不采暖時，相鄰房間與該房間的溫度差。而鄰室傳熱溫差是相反的過程，是當(dāng)某房間采暖時，相鄰房間與該房間的溫度差。所以本文定義某房間鄰室傳熱溫差Δtch為相鄰各房間鄰室得熱溫差的最大值。即
Δtch=max[相鄰各房間的Δtdr]
1.4鄰室設(shè)計溫差
前面的計算出的鄰室傳熱溫差是在存在鄰室傳熱的情況下求得的。當(dāng)用戶采暖時，不存在鄰室傳熱，鄰室傳熱溫差為零。所以鄰室傳熱溫差的概率分布為：鄰室傳熱溫差Δtch0概率1-pP
鄰室設(shè)計溫差應(yīng)為鄰室傳熱溫差的數(shù)學(xué)期望即
（7）
三、例算
現(xiàn)以天津市較為典型的多層住宅平面圖集為依據(jù)，選取一6層磚混結(jié)構(gòu)、地北向的住宅，每層共8戶，其平面圖如圖2所示。考慮到部分用戶間歇采暖，本例算采用采暖概率為0.7。計算各房間的鄰室傳熱溫差和鄰室設(shè)計溫差并列于表2。
四、鄰室設(shè)計傳熱量的確定
前面已經(jīng)論述了設(shè)計溫差的計算方法，在確定了鄰室設(shè)計溫差后，可根據(jù)（2）式得出鄰室設(shè)計傳熱量的計算式：
（8）
其中：Qsh：鄰室設(shè)計傳熱量wΔtsh：鄰室設(shè)計溫差℃
γ為鄰室傳熱量綜合系數(shù)學(xué)期望。γ為計算原理與計算步驟與β相同，只是熱量傳遞方向不同。
（9）
M稱為鄰室傳熱概率系數(shù)且房間有兩面分戶墻房間有三面分戶墻（6）房間有四面分戶墻