西北地区中小学规律化间歇供暖热负荷特性研究

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目前我国北方地区冬季供暖以集中供暖为主、分散式供暖为辅,且以居住建筑持续稳定供暖模式居多。而中小学校建筑区别于连续运行采暖建筑,在夜间及寒假等最冷时段处于非使用期,为节约建筑供暖能源,应采用间歇性供暖模式。目前,部分地区中小学建筑虽已采间歇运行方式,但仍旧采用连续供暖热负荷计算方法,仅在时间上进行间断启停。而与随机性间歇供暖方式不同,中小学教室、宿舍、图书馆等功能建筑使用时段相对固定,体现出显著的日内、周内、年内短中长期规律化特征。因此,依据中小学建筑实际使用规律,全面实现中小学建筑间歇供暖和热环境调节,就必须准确掌握中小学规律化间歇供暖负荷特性。本文以西北地区中小学校为对象,采用调研分析、数值计算、数据归纳等方法,首先对西北地区大量中小学校建筑组合模式、热环境特征等进行调研分析,提炼出西北典型中小学校园布局模式(主要包括教学楼、宿舍楼、食堂、办公楼等);进而针对不同蓄热性能教学建筑、不同预热时长工况下进行模拟分析,得到了各类型教学建筑预热负荷特征。此外,对于教室、宿舍、食堂、办公楼等中小学功能建筑,分别在短期、中期、长期间歇模式下进行模拟分析,掌握各房间间歇热负特性。依据各教学楼各功能房间实际使用特征、负荷规律,对其进行叠加分析,得到整栋建筑热负荷特征;最后,再根据中小学校园建筑群特征,耦合叠加各功能建筑热负荷,整体获得了中小学规律化间歇供暖负荷特性。本研究实现了从预热负荷-房间负荷-建筑负荷-校园负荷的逐级模拟叠加分析,并以西安、西宁、兰州等典型西北城市中小学为具体对象,结果可为类似西北地区中小学间歇供暖设计和运行调节提供依据。
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