第2章--熱負荷、冷負荷與濕負荷計算

1、第2章 熱負荷、冷負荷與濕負荷計算,2.1 室內(nèi)外空氣計算參數(shù)2.2 冬季建筑的熱負荷2.3 夏季建筑圍護結(jié)構(gòu)的冷負荷2.4 室內(nèi)熱源散熱引起的冷負荷 2.5 濕負荷2.6 新風(fēng)負荷2.7 空調(diào)室內(nèi)冷負荷與制冷系統(tǒng)的冷負荷2.8 計算舉例,2.1 室內(nèi)外空氣計算參數(shù),2.1.1 室外空氣計算參數(shù)用途：負荷計算依據(jù)：《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范50736-2012》原則：不保證天數(shù)法（若必須全年保證時，

2、參數(shù)需另行確定）,2.1 室內(nèi)外空氣計算參數(shù),1.夏季空調(diào)室外計算參數(shù)：干、濕球溫度用途：計算夏季新風(fēng)冷負荷歷年平均不保證50h2.夏季空調(diào)室外計算參數(shù)：日平均溫度用途：近似計算夏季新風(fēng)冷負荷歷年平均不保證5天3.夏季空調(diào)室外計算參數(shù)：逐時溫度用途：計算圍護結(jié)構(gòu)傳熱量，其中外窗直接用,Think，why？,2.1 室內(nèi)外空氣計算參數(shù),—逐時溫度，℃ ；—夏季空調(diào)室外計算日平均溫度，℃ ；—室外空氣溫度逐時變化系數(shù)；

3、—夏季空調(diào)室外計算平均日較差，℃ ，按附錄2-1或上式計算； —夏季空調(diào)室外計算干球溫度。,2.1 室內(nèi)外空氣計算參數(shù),4. 冬季空調(diào)室外空氣計算溫度、相對濕度用途：計算圍護結(jié)構(gòu)熱負荷和新風(fēng)負荷溫度：歷年平均不保證1天的日平均值相對濕度：歷年最冷月的月平均值,2.1 室內(nèi)外空氣計算參數(shù),5.冬季采暖室外計算溫度取值：歷年平均不保證5天的日平均值用途：計算建筑物冬季供暖時圍護結(jié)構(gòu)的熱負荷及消除有害物通風(fēng)的進

4、風(fēng)熱負荷6.冬季通風(fēng)室外溫度取值：累年最冷月平均值用途：計算全面通風(fēng)的進風(fēng)熱負荷,2.1 室內(nèi)外空氣計算參數(shù),7.夏季通風(fēng)室外計算溫度和夏季通風(fēng)室外計算相對濕度取值：歷年最熱月14時的月平均值用途：計算消除余熱余濕的通風(fēng)及自然通風(fēng)或進風(fēng)需冷卻時的進風(fēng)冷負荷,Think，為什么通風(fēng)、空調(diào)和采暖的設(shè)計采用不同的室外計算參數(shù)？,Think，準(zhǔn)確嗎？,2.1 室內(nèi)外空氣計算參數(shù),2.1.2 室內(nèi)空氣計算參數(shù)考慮因素房間功能地

5、區(qū)冷熱源情況經(jīng)濟條件節(jié)能要求工藝要求,,2.1 室內(nèi)外空氣計算參數(shù),供暖室內(nèi)設(shè)計溫度嚴寒和寒冷地區(qū)主要房間：18～24℃夏熱冬冷地區(qū)主要房間：16～22℃值班供暖：≮5 ℃輻射供暖宜降低2℃輻射供冷宜提高0.5 ～ 1.5℃,2.1 室內(nèi)外空氣計算參數(shù),人員短期逗留區(qū)域供冷工況：宜比長期逗留區(qū)域提高1～2℃，風(fēng)速≯0.5m/s，供熱工況：宜比長期逗留區(qū)域降低1～2℃，風(fēng)速≯0.3m/s,2.1 室內(nèi)外空氣計算

6、參數(shù),2.1 室內(nèi)外空氣計算參數(shù),Think，為什么不按人均計算,2.2 冬季建筑的熱負荷,5.2.2 冬季采暖通風(fēng)系統(tǒng)的熱負荷，應(yīng)根據(jù)建筑物下列散失和獲得的熱量確定：1 圍護結(jié)構(gòu)的耗熱量；2 加熱由外門窗縫隙滲入室內(nèi)的冷空氣耗熱量；3 加熱由外門開啟進入的冷空氣耗熱量；4 通風(fēng)耗熱量；5 通過其他途徑散失或獲得的熱量。注：1 不經(jīng)常的散熱量，可不計算。 2 經(jīng)常而不穩(wěn)定的散熱量，應(yīng)采用小時平均值。,Think

7、,為什么不考慮人體和照明的散熱量,5.2.5 與相鄰房間的溫差≥5℃時，應(yīng)計算通過隔墻或樓板等的傳熱量。與相鄰房間的溫差小于5℃ ，且通過隔墻和樓板等的傳熱量大于該房間熱負荷的10%時，尚應(yīng)計算其傳熱量。,,=基本耗熱量+附加耗熱量,采暖熱負荷,Think，為什么要修正呢？,按一維穩(wěn)定傳熱算,①　　的確定外墻高度 中間層：本層地面到上層地面。　　底 層：由地面下表面到上層地面?！№?層：平屋頂建筑由本層地面到屋頂

8、外表面?！?斜屋面建筑由本層地面到悶頂內(nèi)保溫層表面.b. 外墻長度：相鄰房間以內(nèi)墻中線為分界線。 外墻按建筑外廓尺寸計算。c. 門、窗：按外墻外面的凈空尺寸計算d. 地面、屋頂面積 地面和悶頂：按內(nèi)廓尺寸計算 平屋頂：按外廓尺寸計算e. 地下室位于室外地面以下的外墻：視作地下室地面的延伸，分地帶計算,② 　　的確定,,非保溫地面的平均傳熱系數(shù),2.圍護結(jié)構(gòu)附加耗熱量,T

9、hink，傾斜外墻如何計算？,①朝向修正耗熱量目的：考慮太陽輻射對建筑物得失熱量的影響，對不同朝向的垂直圍護結(jié)構(gòu)進行修正,②風(fēng)力附加耗熱量產(chǎn)生原因：風(fēng)力增強。一般城市中建筑物可不附加,③外門開啟附加（對外門基本耗熱量附加）產(chǎn)生原因：加熱開啟外門時侵入的冷空氣。,Why？,風(fēng)力附加率：建筑在不避風(fēng)的高地、河邊、海岸、曠野上的建筑物，以及城鎮(zhèn)中明顯高出周圍其他建筑物的建筑物，對垂直的外圍護結(jié)構(gòu)附加5%～10%。,,空調(diào)系統(tǒng)不考慮該項附

10、加，長時間開啟的外門按通風(fēng)原理計算,④高度附加(除樓梯間外，對圍護結(jié)構(gòu)基本耗熱量和其他附加耗熱量之總和修正)原因：存在溫度梯度方法：散熱器供暖：房間凈高＞4m時，每增1m，附加2%，總附加率≯15%地面輻射供暖：房間凈高＞4m時，每增1m，附加1%，總附加率≯8%⑤間歇附加（對圍護結(jié)構(gòu)耗熱量附加）僅白天使用：20%不經(jīng)常使用：30%⑥兩面外墻修正：對外墻外門窗的基本耗熱量附加5%⑦窗墻面積比過大修正：對窗的基本耗熱量附

11、加10%⑧分戶熱計量系統(tǒng)確定戶內(nèi)設(shè)備管道時應(yīng)考慮戶間傳熱附加，≯50%，且不應(yīng)統(tǒng)計在系統(tǒng)總熱負荷內(nèi),二、門窗縫隙滲入冷空氣的耗熱量1.產(chǎn)生原因：風(fēng)壓與熱壓作用2.方法：縫隙法（多層民用建筑，忽略熱壓和風(fēng)速梯度）　　　　　　　　　　　　　　　　　 —加熱滲入的冷空氣耗熱量，W；0.278—單位換算系數(shù)，1kJ/h=0.278W； L—經(jīng)每m門窗縫隙滲入室內(nèi)的冷空氣量，根據(jù)冬季室外平均風(fēng)速.查表確定，

12、 ； l—門窗可開啟部分縫隙長度，m；　　 —供暖室外計算溫度下的空氣密度，kg/m3； Cp—空氣定壓比熱，1.01kJ/（kg·℃）； n—冷風(fēng)滲透量的朝向修正系數(shù)，查表確定。,,,Think，為什么僅考慮高度和窗戶層數(shù)？,換氣次數(shù)法(估算法)Ｖn—房間的內(nèi)部體積，m３； nk—房間的換氣次數(shù)，次／h。百分率法（用于工業(yè)建筑估算 ）,Think，它

13、還有哪項也不需計算？,2.2 冬季建筑的熱負荷,注意事項:空調(diào)房間：不計算冷風(fēng)滲透有封窗習(xí)慣的地區(qū)：可不計算高層建筑：縫隙法，但滲透量不查表，計算（略）縫隙長度的計算：房間僅有一面或相鄰兩面外墻：全部計入其門窗可開啟部分的縫隙長度房間有相對兩面外墻：計入風(fēng)量較大一面的縫隙房間有三面外墻：計入風(fēng)量較大的兩面的縫隙,建筑供暖設(shè)計負荷概算：單位面積熱指標(biāo)法已知窗墻比、外墻面積及建筑面積單位體積熱指標(biāo)法(適用于高大房

14、間),當(dāng)總建筑面積較大、外圍護結(jié)構(gòu)性能好、窗墻比較小時指標(biāo)取小值對空調(diào)建筑的冬季熱負荷，總熱負荷要再乘以1.3～1.5的新風(fēng)附加,2.2 冬季建筑的熱負荷,[例2-2]求哈爾濱某三層辦公樓-辦公室（101辦公室）冬季的采暖熱負荷。已知：（1）平面尺寸如圖，層高3200（2）外墻：內(nèi)抹灰兩磚外墻，K=1.27W/　　·℃（3）內(nèi)墻；兩面抹灰一磚內(nèi)墻，K=1.72W/　　·℃（4）外窗：雙層木窗，K=2.67

15、W/　　·℃，Aw=2.77㎡，外形尺寸為1.85×1.5m（5）tw=-26℃，tn=18℃，冬季平均風(fēng)速=3.3m/s（6）不保溫地面，k值按地帶決定。,現(xiàn)節(jié)能要求外墻k≤0.52，外窗k≤2.5，地面k≤0.3,[解],二、冷風(fēng)滲透耗熱量 L=2.8m3/（h·m），n=0.25（表2-6、2-7）三、房間采暖熱負荷,2-3 夏季建筑圍護結(jié)構(gòu)的冷負荷,1.計算方法：冷

16、負荷系數(shù)法,7.2.2 空調(diào)區(qū)的夏季計算得熱量，應(yīng)根據(jù)下列各項確定：1 通過圍護結(jié)構(gòu)傳入的熱量；2 通過透明圍護結(jié)構(gòu)進入的太陽輻射熱量；3 人體散熱量；4 照明散熱量；5 設(shè)備、器具、管道及其他內(nèi)部熱源的散熱量；6 食品或物料的散熱量；7 滲透空氣帶入的熱量；8 伴隨各種散濕過程產(chǎn)生的潛熱量。,7.2.4 空調(diào)區(qū)的下列各項得熱量應(yīng)按非穩(wěn)態(tài)方法計算其形成的冷負荷，不應(yīng)將其逐時值直接作為各對應(yīng)時刻的逐時冷負荷值：1 通過圍

17、護結(jié)構(gòu)傳入的非穩(wěn)態(tài)傳熱量2 通過透明圍護結(jié)構(gòu)進入的太陽輻射熱量3 人體散熱量4 非全天使用的設(shè)備、照明燈具散熱量等7.2.5 空調(diào)區(qū)的下列各項得熱量，可按穩(wěn)態(tài)方法計算其形成的冷負荷：1 室溫允許波動范圍≥±1℃的空調(diào)區(qū)，通過非輕型外墻傳入的傳熱量2 空調(diào)區(qū)與鄰室的夏季溫差＞3℃時通過隔墻、樓板等內(nèi)圍護結(jié)構(gòu)傳入的傳熱量3 人員密集空調(diào)區(qū)的人體散熱量4 全天使用的設(shè)備、照明燈具散熱量等,,,2.3 夏季建筑圍護結(jié)

18、構(gòu)的冷負荷,,2.3 夏季建筑圍護結(jié)構(gòu)的冷負荷,—外墻和屋面瞬變傳熱引起的逐時冷負荷，W； A—外墻和屋面的面積，㎡； K—外墻和屋面的傳熱系數(shù)，查附錄2-2、2-3； —室內(nèi)計算溫度，℃； —外墻和屋面冷負荷溫度逐時值，查附錄2-4、2-5,與圍護結(jié)構(gòu)類型、氣象條件、朝向有關(guān)，反映了室外空氣溫度、陽光輻射、建筑物蓄熱等因素的綜合影響。,關(guān)于 的修正：北京以外地區(qū)：修正為 ， 查附錄2

19、-6 一般取18.6 W/(㎡·℃),≠18.6時修正為 ， 查表2-8 一般取8.7，可不修正外表面吸收系數(shù)建議采用 =0.90，有把握保持中、淺色時，修正為 ， 查表2-9,2.3 夏季建筑圍護結(jié)構(gòu)的冷負荷,設(shè)計手冊算法,2.3 夏季建筑圍護結(jié)構(gòu)的冷負荷,鄰室為非空調(diào)房間且通風(fēng)

20、良好時鄰室有發(fā)熱量且可視作穩(wěn)定傳熱時 　　—內(nèi)圍護結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)；　　—內(nèi)圍護結(jié)構(gòu)面積，m2；　　—夏季空調(diào)室外計算日平均溫度，℃；　　—附加溫升，按表2-10選取。,,規(guī)范：空調(diào)區(qū)與鄰室的夏季溫差＞3℃時計算內(nèi)圍護結(jié)構(gòu)冷負荷。,—外玻璃窗瞬變傳熱引起的冷負荷　　—外窗傳熱系數(shù)， ，查附錄2-7、2-8　　　　　—窗口面積，　　　—外窗冷負荷溫度的逐時值，查附錄2-10

21、　　值根據(jù)窗框情況不同修正，修正值　　查附錄2-9　　進行地點修正，修正值 　查附錄2-11,,,適用于各地區(qū)的 查附錄2-12日射得熱因數(shù)的修正：窗玻璃的綜合遮擋系數(shù) 用以考慮在非標(biāo)準(zhǔn)玻璃情況下不同窗類型和遮陽設(shè)施對得熱的影響,2.3 夏季建筑圍護結(jié)構(gòu)的冷負荷,日射得熱,日射得熱因數(shù),2.3 夏季建筑圍護結(jié)構(gòu)的冷負荷,注意： 分南北區(qū)，以北緯27°30′為界，與有無遮陽、緯度、朝向

22、有關(guān)。,—窗口面積， —有效面積系數(shù)，查附錄2-15 —窗玻璃冷負荷系數(shù)，查附錄2-16至2-19 —日射得熱因數(shù)最大值，W/m2 —窗內(nèi)遮陽設(shè)施的遮陽系數(shù) —窗玻璃的遮陽系數(shù),,2-4 室內(nèi)熱源散熱引起的冷負荷,室內(nèi)熱源散熱,Think，它們是怎么形成的？,2-4 室內(nèi)熱源散熱引起的冷負荷,1.設(shè)備散熱形成的冷負荷　　　 —設(shè)備和用具顯熱形成的冷負荷，W；

23、　 —設(shè)備和用具的實際顯熱散熱量，W；　 —設(shè)備和用具的顯熱散熱冷負荷系數(shù)，查附錄2-20、2-21，如果空調(diào)系統(tǒng)不連續(xù)運行，則　　=1.0,與距開始使用后時間、熱源特性和連續(xù)使用時間有關(guān),(1)電動設(shè)備當(dāng)工藝設(shè)備和電動機都在室內(nèi)時當(dāng)工藝設(shè)備在室內(nèi)，而電動機不在室內(nèi)時當(dāng)工藝設(shè)備不在室內(nèi)，而只有電動機在室內(nèi)時,2-4 室內(nèi)熱源散熱引起的冷負荷,(2)電熱設(shè)備無保溫密閉罩時:(3)電子設(shè)備,根據(jù)

24、使用情況而定，計算機取1.0，一般儀表取0.5-0.9,考慮排風(fēng)帶走熱量的系數(shù)，一般取0.5,2-4 室內(nèi)熱源散熱引起的冷負荷,2.照明設(shè)備形成的冷負荷白熾燈熒光燈,電壓一定時，室內(nèi)照明散熱量不隨時間變化，是穩(wěn)定散熱量，但以對流與輻射兩種方式散熱，所以仍采用冷負荷系數(shù)。,2-4 室內(nèi)熱源散熱引起的冷負荷,3.人體散熱形成的冷負荷,對人員密集場所，因人體對圍護結(jié)構(gòu)和室內(nèi)物品的輻射換熱量相應(yīng)減少， 可取1.0,(1)顯熱負

25、荷 —人體顯熱散熱形成的冷負荷，W； —不同室溫和勞動性質(zhì)成年男子顯熱散熱量，W(表2-13)； n —室內(nèi)全部人數(shù)； —群集系數(shù)(表2-12)； —人體顯熱散冷負荷系數(shù)(附錄2-23)。,—人體潛熱形成的冷負荷，W； —不同室溫和勞動性質(zhì)成年男子潛熱散熱量，W（表2-13）； n —室內(nèi)全部人數(shù)； —群集系數(shù)(

26、表2-12)。,2-4 室內(nèi)熱源散熱引起的冷負荷,(2)潛熱負荷,2-5 濕負荷,7.2.9 空氣調(diào)節(jié)區(qū)的夏季計算散濕量，應(yīng)根據(jù)下列各項確定： 1 人體散濕量； 2 滲透空氣帶入的濕量； 3 化學(xué)反應(yīng)過程的散濕量； 4 非圍護結(jié)構(gòu)各種潮濕表面、液面或液流的散濕量； 5 食品或氣體物料的散濕量； 6 設(shè)備散濕量； 7 圍護結(jié)構(gòu)散濕量。,2.敞開水表面散濕量　　—敞開水表面的散濕量，kg/s； —單

27、位水面蒸發(fā)量，　 （表2-14）； A—蒸發(fā)表面面積，　。,2-5 濕負荷,1.人體散濕量　 —人體散濕量，kg/s；　　—成年男子小時散濕量（表2-13）；　　—同前。,2-6 新風(fēng)負荷,1.夏季空調(diào)新風(fēng)冷負荷,2.冬季空調(diào)新風(fēng)熱負荷,Think，新風(fēng)量應(yīng)如何確定?,2-7 空調(diào)室內(nèi)冷負荷與制冷系統(tǒng)的冷負荷,2-7 空調(diào)室內(nèi)冷負荷與制冷系統(tǒng)的冷負荷,室內(nèi)冷負荷由于室內(nèi)外溫差和太陽輻射，通過圍護結(jié)構(gòu)傳入室

28、內(nèi)的熱量形成的冷負荷人體散熱、散濕形成的冷負荷燈光照明散熱形成的冷負荷其它設(shè)備散熱形成的冷負荷新風(fēng)冷負荷：處理新風(fēng)的冷負荷,是確定空調(diào)送風(fēng)處理過程和設(shè)備容量的依據(jù)之一,2-7 空調(diào)室內(nèi)冷負荷與制冷系統(tǒng)的冷負荷,制冷系統(tǒng)冷負荷室內(nèi)冷負荷新風(fēng)冷負荷制冷量輸送過程的冷損失輸送設(shè)備（風(fēng)機、泵）的機械能轉(zhuǎn)變的得熱量某些空調(diào)系統(tǒng)因采用冷熱抵消的調(diào)節(jié)手段（如再熱）而增加的負荷其它進入空調(diào)系統(tǒng)的熱量（如頂棚回風(fēng)）,系統(tǒng)總裝機冷量按

29、各項逐時冷負荷的綜合最大值確定,[例2-1]求西安某賓館客房（502客房）夏季空調(diào)負荷。已知：（1）空調(diào)24h運行；（2）層高3500，窗高2000 ；（3）屋頂K=0.48W/（㎡·℃）(Ⅱ型)，外墻(Ⅱ型) K=1.50W/（㎡·℃），雙層金屬窗，3mm厚普通玻璃，80%玻璃，白色簾；（4）鄰室（包括走廊）均與客房溫度相同；（5）每間客房2人，在房總時數(shù)16h，室內(nèi)熒光燈明裝，200W，開燈時間16:

30、00-24:00；（6）室內(nèi)壓力稍高于室外.,現(xiàn)節(jié)能要求：屋頂 k≤ 0.8，外墻 k≤1.28，外窗 k≤4.0。,內(nèi)圍護結(jié)構(gòu)冷負荷=0,,,,[解]室內(nèi)外計算參數(shù),2. 屋頂冷負荷,,分別查附錄2-5、附錄2-6、表2-8、表2-9，K=0.48。,3. 西外墻冷負荷,,分別查附錄2-4、附錄2-6、表2-8、表2-9，K=1.5。,3.西外窗瞬時傳熱冷負荷,分別查附錄2-10、附錄2-11、附錄2-8、附錄2-9。,,4.透過

31、玻璃窗日射得熱引起冷負荷,分別查附錄2-17、附錄2-12、附錄2-13、附錄2-14、附錄2-15。,已知地處北緯34°18′，白色窗簾，雙層金屬窗，3mm厚普通玻璃，80%玻璃。,注意有分區(qū)要求,5.人員散熱引起冷負荷,已知每間客房2人，在房16h，分別查表2-13、表2-12、附錄2-23。,6.客房照明散熱形成的冷負荷,已知空調(diào)24h運行，開燈16:00-24:00，明裝熒光燈200W ，鎮(zhèn)流器在室內(nèi)，故鎮(zhèn)流器消耗功率