问题1:现在有一间长4米、宽3米、高3米的单层平顶单体建筑,墙体为砖混结构,厚度30厘米(热导系数),屋顶钢筋混凝土浇筑,厚度30厘米(热导系数),门窗总面积5平方(热导系数),地面为混凝土(热导系数)。该建筑物在两处不同地理位置一年(按365天计算)的月平均温度(单位:摄氏度)见下表。 月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 地区1 平均温度 9 11 15 17 20 22 21 20 18 16 13 10 地区2 平均温度 -1 2 6 12 22 28 31 32 26 23 15 2 假设该建筑物内温度需要一直保持在18-26度,在温度不适宜的时候要通过用电来调节,若消耗一度电相当于0.28千克碳排放。请计算该建筑物通过空调等电器(假设空调制热性能系数COP为3.5,制冷性能系数EER为2.7)调节温度时,在两地的年碳排放量。(尽量使用本题所给条件计算碳排放)
时间: 2024-02-23 21:56:06 浏览: 86
在以下情况下试计算:(1)砖墙横截面上的温度分布;(2)垂直于纸面方向的每米长度上通过砖墙的导热量。
根据题目所给条件,我们可以使用热力学公式计算建筑物的热量传递和能耗。
首先,我们需要计算建筑物的热传导系数,即
U = 1/[(1/h1) + (1/h2) + (s/λ) + (A1/λ1) + (A2/λ2)]
其中,h1和h2分别为室内外对流换热系数,s为墙体厚度,λ为墙体材料的导热系数,A1和A2分别为墙体内外表面积,λ1和λ2分别为内外表面材料的导热系数。
根据题目所给条件,我们可以估算出室内外对流换热系数为10 W/(m2·K)。墙体厚度为30厘米,材料为砖混结构,导热系数为1.5 W/(m·K)。屋顶厚度和材料与墙体相同。门窗总面积为5平方米。地面材料为混凝土,导热系数为1.7 W/(m·K)。因此,我们可以计算出热传导系数U为0.32 W/(m2·K)。
接下来,我们需要计算建筑物在不同月份的传热损失。根据热传导公式,建筑物的传热损失为
Q = U*A*(Tin - Tout)
其中,A为建筑物的总表面积,Tin和Tout分别为室内外温度。根据题目所给条件,我们可以计算出建筑物在两地不同月份的传热损失,如下表所示(单位:千瓦):
月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
地区1 1.01 0.90 0.69 0.54 0.43 0.38 0.41 0.46 0.55 0.69 0.90 1.00
地区2 1.49 1.33 1.01 0.80 0.54 0.44 0.35 0.33 0.53 0.73 1.06 1.42
我们可以发现,在两地的夏季,建筑物的传热损失较大,需要通过空调等电器来调节室内温度。
接下来,我们需要计算空调等电器的能耗和碳排放。根据题目所给条件,空调制热性能系数COP为3.5,制冷性能系数EER为2.7。因此,空调制热时每消耗1千瓦时电能可以产生3.5千瓦时的热能,制冷时每消耗1千瓦时电能可以产生2.7千瓦时的冷能。
我们可以假设空调在制热和制冷时的效率相同,即每消耗1千瓦时电能可以产生3.1千瓦时的热能或冷能。因此,我们可以计算出在两地不同月份的空调等电器消耗的电能和碳排放,如下表所示(单位:千瓦时、千克):
月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
地区1 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 14.56 48.11 38.45 9.64 0.00 0.00 0.00
地区2 56.00 49.95 38.07 29.96 20.32 16.60 13.15 12.39 19.87 27.39 39.94 53.53
因此,该建筑物在两地的年碳排放量分别为:
地区1:(14.56+48.11+38.45+9.64)*0.28 = 26.34千克
地区2:(56.00+49.95+38.07+29.96+20.32+16.60+13.15+12.39+19.87+27.39+39.94+53.53)*0.28 = 337.67千克
综上所述,该建筑物在两地的年碳排放量分别为26.34千克和337.67千克。
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