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 室內外空氣計算參數2.2 冬季建筑的熱負荷2.3 夏季建筑圍護結構的冷負荷2.4 室內熱源散熱引起的冷負荷 2.5 濕負荷2.6 新風負荷2.7 空調室內冷負荷與制冷系統(tǒng)的冷負荷2.8 計算舉例,2.1 室內外空氣計算參數,2.1.1 室外空氣計算參數用途：負荷計算依據：《民用建筑供暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范50736-2012》原則：不保證天數法（若必須全年保證時，

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

3、—夏季空調室外計算平均日較差，℃ ，按附錄2-1或上式計算； —夏季空調室外計算干球溫度。,2.1 室內外空氣計算參數,4. 冬季空調室外空氣計算溫度、相對濕度用途：計算圍護結構熱負荷和新風負荷溫度：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 室內外空氣計算參數,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構的熱負荷及消除有害物通風的進

4、風熱負荷6.冬季通風室外溫度取值：累年最冷月平均值用途：計算全面通風的進風熱負荷,2.1 室內外空氣計算參數,7.夏季通風室外計算溫度和夏季通風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及自然通風或進風需冷卻時的進風冷負荷,Think，為什么通風、空調和采暖的設計采用不同的室外計算參數？,Think，準確嗎？,2.1 室內外空氣計算參數,2.1.2 室內空氣計算參數考慮因素房間功能地

5、區(qū)冷熱源情況經濟條件節(jié)能要求工藝要求,,2.1 室內外空氣計算參數,供暖室內設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 室內外空氣計算參數,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℃，風速≯0.5m/s，供熱工況：宜比長期逗留區(qū)域降低1～2℃，風速≯0.3m/s,2.1 室內外空氣計算

6、參數,2.1 室內外空氣計算參數,Think，為什么不按人均計算,2.2 冬季建筑的熱負荷,5.2.2 冬季采暖通風系統(tǒng)的熱負荷，應根據建筑物下列散失和獲得的熱量確定：1 圍護結構的耗熱量；2 加熱由外門窗縫隙滲入室內的冷空氣耗熱量；3 加熱由外門開啟進入的冷空氣耗熱量；4 通風耗熱量；5 通過其他途徑散失或獲得的熱量。注：1 不經常的散熱量，可不計算。 2 經常而不穩(wěn)定的散熱量，應采用小時平均值。,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保溫層表面.b. 外墻長度：相鄰房間以內墻中線為分界線。 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,2.圍護結構附加耗熱量,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構進行修正,②風力附加耗熱量產生原因：風力增強。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）產生原因：加熱開啟外門時侵入的冷空氣。,Why？,風力附加率：建筑在不避風的高地、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，對垂直的外圍護結構附加5%～10%。,,空調系統(tǒng)不考慮該項附

10、加，長時間開啟的外門按通風原理計算,④高度附加(除樓梯間外，對圍護結構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（對圍護結構耗熱量附加）僅白天使用：20%不經常使用：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)確定戶內設備管道時應考慮戶間傳熱附加，≯50%，且不應統(tǒng)計在系統(tǒng)總熱負荷內,二、門窗縫隙滲入冷空氣的耗熱量1.產生原因：風壓與熱壓作用2.方法：縫隙法（多層民用建筑，忽略熱壓和風速梯度）　　　　　　　　　　　　　　　　　 —加熱滲入的冷空氣耗熱量，W；0.278—單位換算系數，1kJ/h=0.278W； L—經每m門窗縫隙滲入室內的冷空氣量，根據冬季室外平均風速.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—冷風滲透量的朝向修正系數，查表確定。,,,Think，為什么僅考慮高度和窗戶層數？,換氣次數法(估算法)Ｖn—房間的內部體積，m３； nk—房間的換氣次數，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:空調房間：不計算冷風滲透有封窗習慣的地區(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：計入風量較大一面的縫隙房間有三面外墻：計入風量較大的兩面的縫隙,建筑供暖設計負荷概算：單位面積熱指標法已知窗墻比、外墻面積及建筑面積單位體積熱指標法(適用于高大房

14、間),當總建筑面積較大、外圍護結構性能好、窗墻比較小時指標取小值對空調建筑的冬季熱負荷，總熱負荷要再乘以1.3～1.5的新風附加,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：內抹灰兩磚外墻，K=1.27W/　　·℃（3）內墻；兩面抹灰一磚內墻，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℃，冬季平均風速=3.3m/s（6）不保溫地面，k值按地帶決定。,現節(jié)能要求外墻k≤0.52，外窗k≤2.5，地面k≤0.3,[解],二、冷風滲透耗熱量 L=2.8m3/（h·m），n=0.25（表2-6、2-7）三、房間采暖熱負荷,2-3 夏季建筑圍護結構的冷負荷,1.計算方法：冷

16、負荷系數法,7.2.2 空調區(qū)的夏季計算得熱量，應根據下列各項確定：1 通過圍護結構傳入的熱量；2 通過透明圍護結構進入的太陽輻射熱量；3 人體散熱量；4 照明散熱量；5 設備、器具、管道及其他內部熱源的散熱量；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生的潛熱量。,7.2.4 空調區(qū)的下列各項得熱量應按非穩(wěn)態(tài)方法計算其形成的冷負荷，不應將其逐時值直接作為各對應時刻的逐時冷負荷值：1 通過圍

17、護結構傳入的非穩(wěn)態(tài)傳熱量2 通過透明圍護結構進入的太陽輻射熱量3 人體散熱量4 非全天使用的設備、照明燈具散熱量等7.2.5 空調區(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℃的空調區(qū)，通過非輕型外墻傳入的傳熱量2 空調區(qū)與鄰室的夏季溫差＞3℃時通過隔墻、樓板等內圍護結構傳入的傳熱量3 人員密集空調區(qū)的人體散熱量4 全天使用的設備、照明燈具散熱量等,,,2.3 夏季建筑圍護結

18、構的冷負荷,,2.3 夏季建筑圍護結構的冷負荷,—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，查附錄2-2、2-3； —室內計算溫度，℃； —外墻和屋面冷負荷溫度逐時值，查附錄2-4、2-5,與圍護結構類型、氣象條件、朝向有關，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 夏季建筑圍護結構的冷負荷,設計手冊算法,2.3 夏季建筑圍護結構的冷負荷,鄰室為非空調房間且通風

20、良好時鄰室有發(fā)熱量且可視作穩(wěn)定傳熱時 　　—內圍護結構傳熱系數；　　—內圍護結構面積，m2；　　—夏季空調室外計算日平均溫度，℃；　　—附加溫升，按表2-10選取。,,規(guī)范：空調區(qū)與鄰室的夏季溫差＞3℃時計算內圍護結構冷負荷。,—外玻璃窗瞬變傳熱引起的冷負荷　　—外窗傳熱系數， ，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日射得熱因數的修正：窗玻璃的綜合遮擋系數 用以考慮在非標準玻璃情況下不同窗類型和遮陽設施對得熱的影響,2.3 夏季建筑圍護結構的冷負荷,日射得熱,日射得熱因數,2.3 夏季建筑圍護結構的冷負荷,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。,—窗口面積， —有效面積系數，查附錄2-15 —窗玻璃冷負荷系數，查附錄2-16至2-19 —日射得熱因數最大值，W/m2 —窗內遮陽設施的遮陽系數 —窗玻璃的遮陽系數,,2-4 室內熱源散熱引起的冷負荷,室內熱源散熱,Think，它們是怎么形成的？,2-4 室內熱源散熱引起的冷負荷,1.設備散熱形成的冷負荷　　　 —設備和用具顯熱形成的冷負荷，W；

23、　 —設備和用具的實際顯熱散熱量，W；　 —設備和用具的顯熱散熱冷負荷系數，查附錄2-20、2-21，如果空調系統(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,(1)電動設備當工藝設備和電動機都在室內時當工藝設備在室內，而電動機不在室內時當工藝設備不在室內，而只有電動機在室內時,2-4 室內熱源散熱引起的冷負荷,(2)電熱設備無保溫密閉罩時:(3)電子設備,根據

24、使用情況而定，計算機取1.0，一般儀表取0.5-0.9,考慮排風帶走熱量的系數，一般取0.5,2-4 室內熱源散熱引起的冷負荷,2.照明設備形成的冷負荷白熾燈熒光燈,電壓一定時，室內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。,2-4 室內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，因人體對圍護結構和室內物品的輻射換熱量相應減少， 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成年男子顯熱散熱量，W(表2-13)； n —室內全部人數； —群集系數(表2-12)； —人體顯熱散冷負荷系數(附錄2-23)。,—人體潛熱形成的冷負荷，W； —不同室溫和勞動性質成年男子潛熱散熱量，W（表2-13）； n —室內全部人數； —群集系數(

26、表2-12)。,2-4 室內熱源散熱引起的冷負荷,(2)潛熱負荷,2-5 濕負荷,7.2.9 空氣調節(jié)區(qū)的夏季計算散濕量，應根據下列各項確定： 1 人體散濕量； 2 滲透空氣帶入的濕量； 3 化學反應過程的散濕量； 4 非圍護結構各種潮濕表面、液面或液流的散濕量； 5 食品或氣體物料的散濕量； 6 設備散濕量； 7 圍護結構散濕量。,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 新風負荷,1.夏季空調新風冷負荷,2.冬季空調新風熱負荷,Think，新風量應如何確定?,2-7 空調室內冷負荷與制冷系統(tǒng)的冷負荷,2-7 空調室內冷負荷與制冷系統(tǒng)的冷負荷,室內冷負荷由于室內外溫差和太陽輻射，通過圍護結構傳入室

28、內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備散熱形成的冷負荷新風冷負荷：處理新風的冷負荷,是確定空調送風處理過程和設備容量的依據之一,2-7 空調室內冷負荷與制冷系統(tǒng)的冷負荷,制冷系統(tǒng)冷負荷室內冷負荷新風冷負荷制冷量輸送過程的冷損失輸送設備（風機、泵）的機械能轉變的得熱量某些空調系統(tǒng)因采用冷熱抵消的調節(jié)手段（如再熱）而增加的負荷其它進入空調系統(tǒng)的熱量（如頂棚回風）,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）夏季空調負荷。已知：（1）空調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16h，室內熒光燈明裝，200W，開燈時間16:

30、00-24:00；（6）室內壓力稍高于室外.,現節(jié)能要求：屋頂 k≤ 0.8，外墻 k≤1.28，外窗 k≤4.0。,內圍護結構冷負荷=0,,,,[解]室內外計算參數,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24h運行，開燈16:00-24:00，明裝熒光燈200W ，鎮(zhèn)流器在室內，故鎮(zhèn)流器消耗功率