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浅议旋转门的节能与减排

发布时间:2013-11-20作者:admin浏览量:

关键词:推拉门;旋转门;节能减棑;改进弊端
1前言

作为建筑围护结构之一的外门,其采暖或空调 的热能损失,多因其围护面积不大而易被人们忽 视。尤其是在公共建筑中,外门的能量损失会因门 的结构型式和通过的人流多少,有较大的差别,故 应对外门的热能损失给予足够的重视。

现在公共建筑使用的外门主要有推拉门、平开 门和旋转门3种。因平开门是介于推拉门和旋转门 之间的一种门型,故现仅以在相同的围护物和采暖 期使用条件下,公共建筑常用的自动推拉门和旋转 门为例,进行其能量损失的计算和分析。因其使用 空调时的耗能与采暖的相似,故在此不予赘述。

2推拉门和旋转门的构造及其在使用中的状态

现将推拉门和旋转门的构造及其在使用中的 状态示于图1。
室外
固定门扇

室外转轴 推拉门 旋转门

b开启状态 围1两种公共建筑外门的构造及其使用的状态
3两种门的温差传热热损失

按建筑围护物的基本耗热量与其传热系数 K、传热面积4和室内外的温度差山成正比,以 R l/A:2=(l/^)+(l/^)的原理。两种门的传热系 数、传热面积和室内外的温差虽均可相同,但由图 1可知,当旋转门在关闭状态时,却因其中1/2的 传热面积(旋转门扇)形成双层的围护物,致其传 热系数也降低了约1/2。这对在采暖期间约有70% 的时间无人(关或锁门),30%的时间有人的办公 楼节能非常重要。

例如:某执行公休制的办公楼,其推拉门和旋 转门同为传热系数K=5.75W/(m2_K)的12mm厚玻 璃;门的宽度高度分别为2.4m和2.2m;当按每天开 启2000次,推拉门每次开启的全程时间为10s,其 中相当于全开和全关各5s;旋转门的温差传热与门 开启的时间无关;当传热面积A同为5.28m2、室内 外的采暖计算温度分别为18T和时,在131天 的连续采暖期中有70%的时间无人(关或锁门)。当 不考虑门框和风力对传热的影响时,则推拉门和旋 转门的温差传热量分别为:

宽度)为B,高度为H时,则推拉门和旋转门的门缝 长度分别为和/x=2fl+2//。因门缝的冷风 渗透量与其门缝的长度成正比,故当两门的宽度和 高度均相同时,旋转门N缝的冷风渗透比推拉门节 能率%为:

Nl=H/(2B+2H)xlOO%

4.2两种门的门缝冷风渗透量有时不同

由图1两种门的两种状态可知:推拉门处于关 闭状态时是单层N的门缝;但旋转门在关闭状态 时,却是甲。层和双层门的n缝各占1/2。

同h例的两个关闭的门,在门的前庭面积相 当的大,又不与楼梯间和各层的走廊直接相通的 密闭情况下,门缝的冷风渗透和热风逸出情况见 图2。否则,将因烟囱效应,门缝的冷风渗透热损失 更大。
图2门关闭时门缝的冷风渗透和热风逸出情况 按热压P=gh(p„-pn)原理,如不考虑风力的影 响,查表[1鳴18T和-2T的空气容重分别为p„=1.213 和01(=1.303148/1113,则门的内外平均压差尸为:

P=9.8x 1.1 (1.303-1.213 )=0.97Pa 再査表111得单层和双H钢门的缝隙在0.97Pa的压 差下,冷风渗透量分别为:Ld=2.5和L,=1.77m3/(lvm)。 则在131天的连续采暖期中,推拉门和旋转门的门缝 的冷风渗透量分别为:

Ga=(2 x2。4+3 x2。2) -r2 x2。5 x 131 x (24 -2000 x5 + 3600)=39617m3/a

^=[(2 x2。4 +2 x2。2) +2 x2。5 x30%+(2x2。4+2x 2。2) +2+2 (2。5+1。77)70%] 131 x24=32461 m3/a

查表111得181和的空气比焓分别为4.147 和-0.429(W_h)/m3。则在131天的连续采暖期中,推 拉n和旋转门的门缝的冷风渗透耗热最分别为: (?a=39617 (4.147+0.429)+1000= 181 (k W. h)/a ^=32461 (4.147+0.429)+1000= 149(kW. h)/a 则该旋转门的门缝冷风渗透热损失比推拉门 的少66 (kW*h)/a,其门缝冷风渗透节能率队为: /V2=(32.8/148.5)x100%=22.1%
5两种门开启时的冷风冲入热损失

由门的结构所决定,推拉门开启时的冷风冲入 热损失,是因室内外空气的密度差所产生的热压, 将室外的冷风冲入室内,同时将室内的热空气排出 室外而形成。然而在旋转门却是由门扇的旋转,以 冷热空气同定的容积置(交)换形式,将室外的冷空 气带人室内,同时将室内的热空气带出室外所形成 的热损失。

5.1推拉门开启时的冷风冲入热损失

因公用建筑内部的设置比较复杂,故此处仍 按大多数将外门设在i•层的前庭,且前庭的面积 相当的大,又不与楼梯间和各层的走廊直接相通 的密闭情况下,研究其开启时的冷风冲入热损失。 否则,也将因烟囱效应,使I'】开启的冷风冲人热损 失更大。

现仍以上例,仍不考虑风力等的影响:其开启 时的冷风冲入和热风的逸出情况同图2。推拉门开 启时室外的冷风(空气)是从门的下半部冲人室内, 同时室内的热风从门的上半部逸出室外。门的内外 平均压差仍为0。97Pa。

按P=pyn原理,则冷空气冲人的平均速度V为:

v=V2x0。97/1。303 =1。22m/s 当推拉门每开启1次按全开53时,其采暖期冷 空气的冲人量和热空气的逸出量Gt同为:

Gc’t =2。4 x2。2 -r2 xl。22 x2000 x5 xl31 x30 % = 1265774m3/a

则采暖期冷空气冲人的热损失量(?,为:

认FI 265774X (4,1474.429 )+1000=5792(k W. h )/a 5.2旋转门开启时的冷风冲入热损失

因旋转门在开启过程中是由门扇带人冷风,同 时带出热风的热损失。如按图1每开启一次,门扇 旋转120°角计,则开启一次的冷风冲入量和热风带 出量同为:

Gc。x1=tt2。42/4x2。2+3=3。3 175m3/次 则其一个采暖期的冷风冲入量&为: Gc-,=3。3175x2000x 131 x30%=260756m3/a 其一个采暖期的冷风冲入热损失童认为: ^260756x(4。147+0。429)-rl000=1193(kW*h)/a 6两种□的总热能损失、环境影响及其分析与比较 因推拉门的开启较为费力和麻烦,如无机力自 动启闭装置,实践表明,人虽已通过,但门却大都处 于经常敞开浪费热能的状态。故它还离不开电能的