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=2.13W/m2*℃,Case3可采用普通玻璃,K=4.56W/m2*℃,价格80元/m2,具体造价及运行费见表5:
表5 玻璃造价*1 设备造价*2 运行费*3 总价 CASE1 45.5万 42500 24500 49.75万 CASE2 40万元 55000 32000 45.5万 CASE3 12万 80000 54000 20万
*1:玻璃是围护结构最薄弱部分(除节点外),价格差异也较大,为方便计,此处不考虑其余围护结构部分造价差异,仅比较了玻璃部分,价格与热工性能参考了沈阳远大铝业有限公司参数。
*2:设备造价部分仅考虑了通风(进排风)部分,其余部分由于变化量较小,也不予考虑。
*3:运行费仅指通风部分耗电量及新风加热部分,至于由于蒸发量变化引起补充水及加热部分由于量比较小,亦不考虑。冬季按运行时间3个月,每天8小时计算。
由表4可以看出(此表只能示意),在室内温度不变的情况下,相对湿度取值越高,其运行费会较低,但围护结构材料投资较大,节点处理也较复杂;反之,亦然。
室内取不同相对湿度耗能关系可参见图3[5]。
图3是国外对一个室内游泳池做的测试,具体条件不明,但基本可以看出不同室内条件下耗能的差异,以及采用了节能技术后节能的比例。
此图与我们的分析结果是一致的。因此为达到一个最佳的经济效果(综合费率最低),设计人员应对室内参数的选择做仔细的分析比较。
实际工程中室内相对湿度取用,可参考公式(4)[6]:
ψ=55+0.25Tw(%RH) (4)
Tw——室外温度℃
此公式为国外一个计算公式,可以为我们的设计提供一个参考。但具体的取值,仍应根据当地气象条件和建筑本身特点做相应的计算。
3 不同季节运行控制 为使室内游泳馆综合造价最合理,同时在各不同季节能经济运行,设计有必要根据各季节室外气象条件的不同选取不同的室内设计参数:
3.1 夏季:
室内温度和RH值均取允许值的高限值,当自然通风能满足要求时,应采用自然通风。当自然通风不能满足要求,可由空调系统对部分补风进行除湿降温处理,以达到室内设计参数。
3.2 冬季:
室内温度取允许值的低限值,而RH值冬季应分为两个运行模式选取:有结露可能时和无结露可能时。
如当室内参数为28℃、70%(RH)围护结构U值为2.04 w/m2*℃时,室外温度大于10℃,围护结构便不会产生结露现象。此时可设定当室外气温大于10℃时,室内参数均取28℃、70%(RH),当室外气温小于10℃时,室内温度取28℃,而RH取值可按图4所示来选取(即B点对应的RH值)。
3.3 过渡季:
室内温度取允许值的低限值,RH值取允许值的高限值。当自然通风可以满足要求尽量采用自然通风。当室外湿度偏高而温度偏低时,系统应能进行除湿升温的处理。
3.4 闭馆时段:
在游泳馆闭馆时,冬季室内温度取值班温度(如5℃),RH值应能满足不结露要求。过渡季及夏季在闭馆时进行自然通风。控制室内RH值不高于90%。
上述运行的实现必须要求有相应控制,关于室内游泳池控制的内容可详见相关文章。
4 CFD辅助设计 游泳馆一般均是高大空间,室内温度场、湿度场和速度场的分布非常复杂,以上论述均是考虑室内温度场、湿度场和速度场是均匀分布的,与实际的状况有较大不同,因此有必要进行室内温度场、湿度无忧论文 【http://www.uklunwen.com】场和速度场的模拟,以发现室内最不利的薄弱点,来进行相应的设计。我们委托同济大学对此工程作了CFD模拟。模拟采用三维单精度分离隐式稳态解算器。所使用到的计算方程包括连续性方程,k-ε湍流动量方程,能量方程和组分传递方程。压力速度耦合算法为SIMPLE算法。压力离散差分格式采用标准离散差分格式,其它变量采用一阶迎风格式。CFD模拟了三种室内参数,28C 70%,28C 60%,28C 50%。下面是最终采用参数28C 50%的模拟结果[7]:
表6 空气相对湿度关键数据列表 位置 最大值(%) 最小值(%) 平均值(%) Z=1.5 63.8 15.4 50.2 顶部彩钢板近壁面 92.6 - 46.5 顶部Low-e玻璃近壁面 57.3 41.0 50.1 顶部双层玻璃近壁面 72.3 24.8 41.6 西面彩钢板近壁面 54.3 - 41.6 西面Low-e玻璃近壁面 90.8 - 38.9 东面内墙近壁面 61.0 48.8 53.4 东面外墙近壁面 60.1 48.6 55.1 南面双层玻璃近壁面 72.3 - 30.0 排风 53.9 52.8 53.3
表7 水蒸汽分压力关键数据列表 位置 最大值(Pa) 最小值(Pa) 平均值(Pa) 顶部彩钢板近壁面 2288 - 1778 顶部Low-e玻璃近壁面 1986 1606 1852 顶部双层玻璃近壁面 1899 1144 1570 西面彩钢板近壁面 1994 - 1660 西面Low-e玻璃近壁面 2329 - 1565 东面内墙近壁面 1970 1870 1896 东面外墙近壁面 1974 1887 1957 南面双层玻璃近壁面 1878 - 1273
表8 空气速度关键数据列表 位置 最大值(m/s) 最小值(m/s) 平均值(m/s) Z=1.5 0.86 0.005 0.23 游泳池池面 0.55 0.06 0.31 浅水区池面 0.37 0.03 0.22
表9 围护结构内表面关键数据列表 位置 露点温度最大值(℃) 壁面温度最小值(℃) 是否可能结露 顶部彩钢板壁面 19.6 19.0 是 顶部Low-e玻璃壁面 17.4 18.0 否 顶部双层玻璃壁面 16.7 8.5 是 西面彩钢板壁面 17.4 23.3 否 西面Low-e玻璃壁面 19.9 14.3 是 东面内墙壁面 17.2 22.8 否 东面外墙壁面 17.3 19.6 否 南面双层玻璃壁面 16.5 10.9 是
图5-6分别是室内温度场、湿度场模拟图:
附图5 围护结构内表面近壁面空气温度场 附图6 围护结构内表面近壁面空气相对湿度分布
由分析结果可见,即使理论上经过计算不会发生结露现象,但由于室内温度场、湿度场和速度场的 |
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