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一工 程 建 设 一国家标准设计
工作动态
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采暖室外计算温度统计方法的确定
暖通规范管理组
在采暖设计中 , 如何确定室外计算温度
是一个相 当重要的问题 。 采用得过低 , 会使
设备投资增高 , 否则不能保证必要的室温 。
实践证明 , 我国的采暖室外计算温度是偏低
的 。 不少设计部门结合当地实际情况 , 已经
将原规定的采暖室外计算温度作了修正 。 如
长春原规定 一 改为 一 包头原定
一 , 改为 一 山西省各地普遍提高
了 。 因此有重新进行统 计 和 审 定 的 必
要 。
在这次编制 《工业企业采暖通风和空气
调节设计规范 》的过程 中 , 为了合理地确定
采暖室外计算温度的统计方法 , 我们对全国
多个主要城市的气象资料进行 了 统计和
, 并以国内外有关资料为借鉴 , 与现行
规定比较 , 提出了新的采暖室外计算温度的
统计方法 。
一 、 国内外常用的几种主要方法
苏联规定以最近 年中 , 最冷 年的连
续最冷 天的平均温度的平均值 , 作为采暖
室外计算温度 。 这种方法虽然把建筑热工特
性 、 室内要求和室外温度变化综合起来确定
计算温度 , 但是所得的计算温度 , 几乎在所
有的 日子都能保证 , 这在一般情况下 , 显然
是没有必要的 。
美国采暖通风与空调全国协会 年以
前规定 , 在最冷三个月 即 、 、 月
内 , 高于及等于室外计算温度的小时数占这
三个月总小时数的 。 年建议以
年 年 中 , 每年最低 日平均温
度出现的几率来决定室外计算温度 , 划分为
、 、 、 、 五种等级 ,
由设计者根据具体情况和要求 自行选择 。
加拿大建筑法典规定在 年 中 最 冷 月
月份 低于及等于室外计算温度的小时
‘ 数 , 可分别为该月内总小时数的 、 、
或 。
美国和加拿大用所谓 “ 保证率 ” 确定室
外计算温度的方法 , 是在室外温度实际出现
情况的基础上进行统计的 。 但它采用了小时
温度为统计基础 , 不仅统计工作烦琐 , 而且
不一定能反映室内实际的不保证情况 , 一般
是偏于安全的 。 值得注意的是 , 美国在
年也提出了以 日平均温度作为统计的基础 。
考虑到采暖室外计算温度的确定 , 与各
国的具体条件有关 , 因此曾有文章探讨如何
结合我国具体情况 , 确定采暖室外计算温度
的统计方法 。 如
考虑我国是一个幅员辽阔 , 地形复
杂的国家 , 各地气候相差悬殊 , 认为一律采
用连续最冷 天为统计周期 , 显然不符合各
地的具体情况 。 , 为此 , 提出了根据围护结构
的热惰性 值 不同 , 而选择不同的统计
周期 , 即 一 。
认为一昼夜以内的室外温度波动对
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温度 , 只须统计 日平均温度 。 若某一天的 日
平均温度低于设计采用的温度 , 则认为这一
天不能达到设计要求 。 对于不同用途的建筑
物 , 给出了一定的不保证时间 , 便可得出室
外计算温度 。
采暖通风设计经验交流 会 所 编 的
《采暖通风设计手册 》中 , 对于未列入手册
的城市 , 建议采用历年绝对最低温度与冬季
通风室外计算温度的平均值 , 作为采暖室外
计算温度 。
此外还有采暖通风工作者 , 结合各地的
实际情况 , 提出了不少其他的方法 , 都有一
定的参考价值 。 在此不一一引述 。
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综合国内外各种方法的统计原则 , 可归
纳为两种 第一种是根据围护结构的热惰性
选择一个足以影响室内温度的周期内的平均
温度作为统计的基础 第二种是在室外温库
实际出现情况的基础上进行统计 , 并允许室
内温度有一定时间可以低于设计值 , 这样根
据给定的不保证时间 , 便可得出室外计算温
度 。
从第一种原则出发 , 我国冬季室外撮度
的波动比某些国家要小得多 ,’ 可以用延长统
计周期来提出室外计算温度 。 但是 , 只以围
护结构的热惰性去考虑问题 , 并不能真正保
证室内温度的要求 , 因为热惰性很小的玻璃
窗和不可避免的空气渗透等现象 , 是时刻在
随室外温度的变化而影响室内温度波动的 。
第二种原则虽然没有涉及围护结构的热
惰性等问题 , 但是究竟以什么温度作为统计
基础以及所给出的不保证时间可靠与否 , 还
是与围护结构的热惰性 、 玻璃窗的传热以及
空气渗透等因素有关的 。
我们通过对北京等六个有代表性的城市
郑州 、 安阳 、 北京 、 沈阳 、 乌鲁木齐 、 哈
尔滨 年逐 日记录温度的分析 , 、
赶
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并根据各地对采暖室外计算温度统计方法和
现行计算温度的意见 , 提出以 日平均温度为
统计基础 , 按照给定的不保证时间 平均每
年 天 来确定采暖室外计算温度 。
这种统计方法提出的依据是考虑一般围
护结构都具有一定的热惰性 , 某个小时室外
温度低于设计室外计算温度时 , 对围护结构
内表面温度是无显著影响的 , 只有玻璃窗的
传热和空气渗透会引起室内温度的波动 。 一
般工业厂房 , 玻璃窗和空气渗透的热损失约
占总损失的 左右 , 因此可认为室外
温度波动 时 , 室内温度波动为 “ 。
北京等六城市室内温度波动情况就是根据这
个分析计算得出来的 , 其结果见表 。
根据北京等六个城市 年的气
象资料 , 凡是一天内有某个小时记录温度低
于采暖室外计算温度 , 就把这一天内 次小
时 点 、 点 、 点 、 点记录 温度和
日平均温度全部抄录下来 , 分成两种情况进
行分析计算 。 第一种 室外 日平均温度高于
或等于采暖室外计算温度 即设计的保证情
况 第二种 室外 日平均温度 低于 采暖室
外计算温度 即设计的不保证情况
例如 北京 滋年至 年 , 在设计的
保证情况下 , 凡是一天内出现有某药、小时记
录温度低于采暖室外计算温度的 日 子 共 有
天 计算结果见表 。
算例 假设北京的室外计算温度 , 一
一 乡 室内计算温度 , 玻 璃 窗和
空气渗透的热损失占总热损失的 。
年 月 日
室外 日平均 温 度 二 一 高 于
一
对应的室内平均温度
一 。
点的室外记录温度 , 一
对应的室内 点温度
一 。
点的室外记录温度 , 。 一 伊
对应的室内 点温度
。 二 一 一
一 。
点的室外记录温度 , 二 一
对应的室内 点温度 。
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二 。
点的室外记录温度 、。二 一
对应的室内 点温度 。
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二 。
从计算结果看出 , 年 月 日 , 这一
天只有 点的室外记录温度将使室内温度达
不到 。
北京 年 , 设计的不保证情况
有 天 计算结果见表 。
算例 假设条件与算例 相同 。
年 月 日
室外 日平均温度 , 一 低 于
一
对应的室内平均温度 。
二 一 一 。
点的室外记录温度 一
对应的室内 点温度 。
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点的室外记录温度 一
对应的室内 点温度
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对应的室内 点温度 。 ,‘
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。
, 一 半 。一
乙
。
点的室外记录温度 , 。二 一
对应的室内 点温度 。 。
。 一
。
从计算结果看出 , 年 月 日这尸
天虽属设计的不保证情况 , 但还有 点的室
外记录温度能使室内温度达到 “ 。
由于气象台一天只记录 个小时温度 ,
如有某个小时温度的波动使室内温度达到或
者达不到设计温度 “ , 即代表有 个小时
达到或者达不到设计温度 。
从表 列出的结果看出 在设计的保证情
况下 , 虽然 由于玻璃窗的小时温度波动 , 使室
内有部分时间温度降低 , 减少了保证
时间 。 但是 , 在设计的不保证情况下 , 由于一
天内有部分时间的室外温度远高于室外计算
温度 , 在这些时间内 , 就使窗和渗透的热损失
减少 , 从而又有可能使室内温度达到设计要
求 见算例 , 增加了保证时间 。增加和减少
的保证时间互相抵消 , 使实际的不保证时间
和设计给定的不保证时间还是比较接近的 。
此外 , 由于房间围护结构以及家具等物
体大量的蓄热 , 室外温度的变化对室内温度
波动的影响要比计算结果小得多 。 据新疆某
单位实测结果也表明 室外温度的变化对于
连续供暖房间的室内温度的影响是很小的 。
这都说明了以 日平均温度为统计基础 , 不但
可以简化统计工作 , 而且给出的不保证时间
是足够安全可靠的 。
对于一 般工业厂房及辅助建筑物 , 推荐
采用平均每年的不保证时间为 天 。 这是考
虑到工业厂房及辅助建筑物的室内温度有一
定的时间低于设计值 , 是可以允许的 , 即使
在 年 一遇 的 最 冷年内不保证时间多一些
一般在 天左右 , 也不会有 多大的
问题 。 同时 , 从表 还可看出 , 在设计的不
保证情况下 , 绝大部分时间内 , 室内温度仍
可以维持在 以上 。 另外 , 按平均每年不
保证 天所确定的计算温度和 目前有些地区
修改以后的计算温度
一
也是比较一致的 。
对于有特殊要求的建筑物 如空气调节
房间等 , 本规范规定采用平均 每年的 不保
证时间为 天 最冷年内不保证时间一般为
天左右 , 最多不超过 天 , 同时 , 其温
度值与原规定计算温度比较接近 , 一般比采
暖室外计算温度低 , 按小时温度统计
结果 , 这一级计算温度平均每年的不保证小
时数 , 为 小时 。
南方和北方围护结构的热惰性是有差别
、
二 。
,
的 。 北方一般外墙在 长 砖以上 , 实际不保沙 。 , “ ’认 ’‘目 ’阵 几 ”‘ 一 ’ 八 ’刀 ” ’ 犷卜
证时间比统计得出的不保 证 时间 会 减少一
些 , 似乎北方给定的不保证时间应该比南方
多些 , 我们对南方和北方给定的不保证时间
是一样的 , 这是因为考虑到南方温度变化的
幅度比较小 , 而且南方一些城市统计得出的
采暖计算温度的不保证时间都到 不 了 天
的 , 一般只有 天左右 。 因此 , 没有必要再对
南方和北方给出两种不同的不保证时间了 。
关于统计方法 , 采暖室外计算温度的不
保证时间平均每年为 天 , 也就是 年内累
积有 个 日平均温度低于它 。 如果 没有一
个温度范围 , 这 个 日平均 温度 就很难从
气温报表上逐月摘录下来 。 根据 我 们 的 经
验 , 一般只要抄录到比 当地近 年每年 月
份平均最低温度的平均值高 的温度就
够用的了 个别地区除外 。
例如 北京近 年每年 月平均最低温
度的平均值为一 , 那么只需要抄录低
于一 或 一 的温度就可以了 。
通过统计 , 所得的采暖室外计算温度应
该为 二 , 年的累积次数 为 , 即 有
个 日平均温度低于一 , 平均每年的不
保证时间为 天 。
具体的统计方法 , 详见 《关于室外计算
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参数的规定及其统计方法举例 》。
关于统计年份 , 我们采用
年 年 。 因为全国绝大部分城市至今已有
多年的完整气象资料 。 年代长 , 统计概率
性更强一些 , 年的资料可以比较充分地反
映各地冬季气候变化的情况 。
通过比较 , 看出 一 年分成三个
不同的 年 , 统计结果计算温 度 是 不 一致
的 , 绝大部分城市 沁 年气温最低 ,
其次是 年 , 气温最 高 是
年 , 而且各地气温变化程 度 也 很 不一
致 。 根据气候变化成波浪形的特点 , 统计年
份长一些 , 就更具有代表性 , 统计所得的补
算温度也便于相对稳定下来 。
对于气候资料不足 年的地方 , 可以通
过与邻近有较多年份资料的城市作比较 , 看
看这些年是较暖和的 , 还是较冷的 。 在采用
上述统计方法时 , 只要适当地减少或增加平
均每年不保证的时间 , 即可得出较为合适的
采暖室外计算温度 。
三 、 几种方法的比较
历年 年 来 , 最冷
年的连续最冷 夭的平均温度的平均值 , 绝
大部分城市与原规定的计算温度是接近的 ,
但是普遍反映偏低 。
大部分城市的绝对最低温度与冬季
通风计算温度的平均值 , 比原规定的计算温
度还要低一些 , 有些城市低好几度 。 原因是
各地出现的绝对最低温度带有 很 大 的偶 然
性 , 实际上并非寒冷一些城市的绝对最低温
度就一定比稍暖和一些的城市 来 得 低 。 例
如 合肥和信阳一般要比郑州暖和些 , 但合
肥的绝对最 低 温 度 为 一 , 信 阳 为
一 , 而郑州为 一 , 所以全国各地
普遍采用这样一个经验公式 , 其结果肯定出
入较大 而且更加偏低了 。
按吉林省建筑设计院采用的方法 ,
即取近 年最冷月最低温度的平均值 为方
便起见一律用 月份的温度 , 其误差不超过
比原规定的计算温度提高了好几度 ,
而且有相 当一部分城市与按本规范规定的方
法统计得出的采暖室外计算温度是相近的 。
但是 , 也有部分地区相差较大 , 达 ,
因此还有一定局限性 。
总的来说 , 按新方法统计结果 , 全国各
地普遍提高了采暖室 外 计 算 温 度 约
“ , 从而减少 了采暖系统的 热 负 荷 约
, 不但可以使大部分城市的采暖投资有
所降低 , 而且将使采暖设备的效能得以充分
的发挥 。 但须说明 我们给出的室外计算温
度 , 主要考虑适用连续供热或间歇时间较短
的采暖系统 。 如果间歇时间太长 , 不保证时
间就会比给定的要增多 。
若要维持必要的室内温度 , 根本途径是
建立合理的供热运行
, 间歇时间的长短
应该是随着室外气温的变化而增减的 。 如果
为 了照顾供热间歇时间较长的状况 , 而在设
计 中盲 目地降低室外计算温度或者增加间歇
附加 , 势必造成大量的金属和投资的浪费 ,
这是不符合勤俭建国的原则的 。 至于当前 因
燃料供应不足而必须间歇供热的情况 , 只是
降低使用要求的问题 , 而不是设计上所能合
理解决的 。
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整治 。 这样可以缓冲施工 , 同时也可以减少
盲 目性的处治工程而节约大量资金 。
· ’
对于处治工程
, 根据我们的实践 ,
认为钢筋混凝土锚桩具有 施 工 简 便 、 工期
短 、 安全可靠和比较经济的优越性 。 而爆破
岩石漏斗法虽然更为 简 便 , 也 收 到一定效
果 , 但 因 未 作 野外试验 , 所以对于不同性
质的滑坡 , 滑动力大小与爆破漏斗大小的关
系 , 爆破漏斗与挖填方部位的相对位置 , 以
及渣石沉实指标等各种参数无法确定 , 技术
上若干问题尚待进一步研究 。