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供暖系统的设计热负荷是指在设计室外温度tw'下，为达到要求的室内温度tn',系统在单位时间内向建筑物供给的热量Q＇。它是设计供暖系统的最基本依据。 冬季采暖通风系统的热负荷,应根据建筑物下列散失和获得的热量确定： 失热量： 围护结构传热耗热量Q1； 冷风渗透耗热量Q2 （加热由门、窗缝隙渗入室内的冷空气的耗热量）； 冷风侵入耗热量Q3（加热由门、孔洞及相邻房间侵入的冷空气的耗热量）; 水分蒸发的耗热量Q4； 加热由外部运入的冷物料和运输工具的耗热量Q5 ； 通风耗热量 Q6 （通风系统将空气从室内排到室外所需要带走的热量)。 得热量： 生产车间最小负荷班的工艺设备散热量 Q7 ； 非供暖通风系统的其它管道和热表面的散热量 Q8 ; 热物料散热量 Q9 ； 太阳辐射热量 Q10 ； 通过其它途径散失或获得的热量 Q11 。 注： 不经常的散热量，可不计入；经常而不稳定的散热量，应采用小时平均值。 对于民用建筑以及产热量很少的工业建筑，热负荷主要考虑围护结构传热耗热量，冷风渗透耗热量，冷风侵入耗热量，太阳辐射得热量。 在工程设计中，对于没有设置通风系统、不考虑太阳辐射、人体散热量、照明散热量等，设计热负荷可表示为:Q=Q1+Q2+Q3-Q10 围护结构传热耗热量Q1； 冷风渗透耗热量Q2 （加热由门、窗缝隙渗入室内的冷空气的耗热量）； 冷风侵入耗热量Q3 （加热由门、孔洞及相邻房间侵入的冷空气的耗热量）； 太阳辐射热量Q10。 围护结构耗热量Q1： Q1=基本耗热量Q1j+附加(修正)耗热量Q1x 基本耗热量：在设计条件下，通过房间各部分围护结构（门、窗、墙、地板、窗顶）从室内传到室外的稳定传热量的总和。 附加（修正）耗热量包括风力附加、高度附加和朝向修正等耗热量。 基本耗热量Q1j 围护结构基本耗热量计算公式：  K:围护结构的传热系数 [W/(m2.℃)] F:围护结构的面积 ( m2 ) tn:冬季室内计算温度 ( ℃ ) t’w:供暖室外计算温度 ( ℃ ) α:围护结构的温差修正系数。 围护结构的传热系数  地面的传热系数：室内陆面的传热系数随着离外墙的远近而变化,在冬季室内热量通过靠近外墙地面传到室外的路程较短，热阻较小、而通过远离外墙地面传到室外的路程较长，热阻增大。因此，室内陆面的传热系数（热阻）随着离外墙的远近而有变化，但在离外墙约8m以远的地面，传热量基本不变。 地面的传热系数的近似计算方法： 贴土非保温地面(组成地面的各层材料导热系数都大于1.16W／m2.℃）。 贴土保温地面(组成地面的各层材料中，有导热系数小于1.16w／m2.℃的保温层）。 铺设在地垄墙上的保温地面。 贴土非保温地面：第一地带靠近墙角的地面面积需要计算两次。 工程计算中，也有采用对整个建筑物或房间地面以平均传热系数进行计算的简易方法，可详见《供暖通风设计手册》。  贴土保温地面：贴土保温地面各地带的热阻值，可按下式计算：  R0’:保温地面换热阻 [(m2.℃)/w] R0:非保温地面换热阻 [(m2.℃)/w] δ:保温层厚度( m ) λ:保温材料的导热系数 [w/(m2.℃)] 工程计算中，也有采用对整个建筑物或房间地面以平均传热系数进行计算的简易方法，可详见《供暖通风设计手册》 围护结构的面积： 外墙面积的丈量： 高度从本层地面算到上层的地面。 对平屋顶的建筑物，最顶层的丈量是从最顶层的地面到平屋顶的外表面的高度； 而对有闷顶的斜屋面，算到闷顶内的保温层表面。 平面尺寸； 应按建筑物外廓尺寸计算； 两相邻房间以内墙中线为分界线。  围护结构的温差修正系数 温差修正系数a值：对供暖房间围护结构外侧不是与室外空气直接接触，而中间隔着不供暖房间或空间的场合，通过该围护结构的传热量的计算采用了围护结构的温差修正系数。  围护结构的附加(修正)耗热量 附加(修正)耗热量有： 朝向修正耗热量 风力附加耗热量 高度附加耗热量... 朝向修正耗热量 朝向修正耗热量：是考虑建筑物受太阳照射影响而对围护结构基本耗热量的修正。 计算方法：需要修正的耗热量等于垂直的外围护结构(门、窗、外墙及屋顶的垂直部分)的基本耗热量乘以相应的朝向修正率。 《暖通规范》规定：按下列规定的数值，选用不同朝向的修正率： 北、东北、西北：0 — 10％； 东南、西南：-10％ — 15％； 东、西：-5% ； 南-15％— -30％。 风力附加耗热量： 风力附加耗热量是考虑室外风速变化而对围护结构基本耗热量的修正。 计算方法：在一般情况下，不必考虑风力附加。 只对建在不避风的高地、河边、海岸、旷野上的建筑物，以及城镇、厂区内特别突出的建筑物，才考虑垂直外围结构附加5％ — 10％。 高度附加耗热量： 高度附加耗热量是考虑房屋高度对围护结构耗热量的影响而附加的耗热量。 计算方法：《暖通规范》规定： 民用建筑筑和工业辅助建筑物(楼梯间除外)的高度附加率，当房间高 度大于4m时，高出1m应附加2％，但总的附加率不应大于15％。 应注意:高度附加率，应附加于房间各围护结构基本耗热量和其它附加(修正)耗热量的总和上。 其他：两面外墙修正率βlang是人员处在室内，有两面(外墙、外窗、外门)以上的房间与单面外墙的房间相比，在室内温度相同的情况下，因冷墙对人体的辐射作用，使得在两面以上外墙房间里的人有冷的感觉，因此对于两面以上外墙的房间应考虑适当增加散热。 计算方法：附加修正率5%。 间歇修正率βjan是在对间歇采暖房间进行预热的时间内，为迅速提高室内温度所需增加供给的热流量占热负荷的百分率。 计算方法： 仅白天使用+20%; 不经常使用+30% 对外墙、外窗、外门、地面、顶棚均适用。 冷风渗透耗热量Q2：在风力和热压造成的室内外压差作用下，室外的冷空气通过门、窗等缝隙渗入室内，加热后逸出。把这部分冷空气从室外温度加热到室内温度所消耗的热量，称为冷风渗透耗热量。 影响冷风渗透耗热量的因素 影响冷风渗透耗热量的因素很多，如门窗构造、门窗朝向、室外风向和风速、室内外空气温差、建筑物高低以及建筑物内部通道状况等。 总的来说，对于多层(六层及六层以下)的建筑物，由于房屋高度不高，在工程设计中，冷风渗透耗热量主要考虑风压的作用，可忽略热压的影响。 计算冷风渗透耗热量的常用方法： Q2=0.278CpVｐw*(tn-tw)=0.364L*l*(tn-tw) Cp:干空气的定压质量比热容Cp=1.0056kj/(kg*℃) ｐw :室外采暖计算温度下的空气密度,kg/m3 V:室内的冷风渗透体积流量,m3/h 常用方法：缝隙法、换气次数法、百分数法。 缝隙法 缝隙法的概念：对多层建筑，可通过计算不同朝向的门、窗缝隙长度以及从每米长缝隙渗入的冷空气量，确定其冷风渗透耗热量。这种方法称为缝隙法。 每米长缝隙渗入的空气量L 的确定：可采用右表的实验数据。 每米门窗缝隙渗入的空气量L（m3/m.h）  缝隙法：经门、窗缝隙渗入室内的总空气量 V＝L l n (m3／h) 渗透空气量的朝向修正系数n  缝隙法：门、窗缝隙的计算长度 下面以几个实例进行讲解： 第一种，平开窗，窗洞尺寸宽x高：1.5×2.0m 答案:第一种情况缝隙长度9m  第二种，前推窗，开启尺寸宽x高：2.0×1.5m 答案:第一种情况缝隙长度7m  第三种，单扇推拉窗，窗洞尺寸宽x高：2.0×2.0m，其上端固定窗高0.5m 答案:第三种5m。  第四种，双扇推拉窗，窗洞尺寸宽x高：2.0x2.0m，其上端固定窗高0.5m 答案:第四种8.5m 在工程设计中，按房间换气次数来估算该房间的冷风渗透耗热量。 概念：在冬季受风压和热压作用下，冷空气从开启的外门侵入室内。把这部分冷空气加热到室内温度所消耗的热量称为冷风侵入耗热量。 冷风侵入耗热量，可按下式计算： 冷风侵入耗热量可采用外门基本耗热量乘以表l—10的百分数的简便方法进行计算,即： 工业厂房及辅助房屋的供暖设计热负荷计算 围护结构基本耗热量 室内空气计算温度的确定 集中供暖冬季室内计算温度，按下列规定采用： 1．民用建筑的主要房间,宜采用16℃~24℃； 2．生产厂房的工作地点 轻作业：18~21℃，中作业：16~18℃ ,重作业：14~16℃，过重作业：12~14 ℃ ； 围护结构基本耗热量 室内空气计算温度的确定 对于高度较高的生产厂房，通过上部围护结构的传热量增加。 层高超过4m的建筑物或房间，冬季室内计算温度tn，应按下列规定采用： 计算地面的耗热量时，应采用工作地点的温度，tg(℃) 计算屋顶和天窗耗热量时，应采用屋顶下的温度，td(℃) 计算门、窗和墙的耗热量时，应采用室内平均温度tp.j=(tg+td)/2(℃) Tg:工作地带涉及温度； Td:屋顶温度 td=tg+Δt(H-2)(式中Δt是室内空气垂直方向每米的温度升高值,一般Δt=0.3～1.5℃/m). 通过门窗缝隙冷风渗透耗热量Q2(w) 单层工业厂房的门窗缝隙冷风渗透量Q2可按下表估定: 工业厂房的门窗缝隙冷风渗透量占房间围护物耗热量的%数 窗类型 建筑物高度(m) ＜4.5 4.5～10.0 ＞10.0 单层玻璃 25 35 40 单双层玻璃 20 30 35 双层玻璃 15 25 30 单层厂房的大门开启冲入冷风耗热量Q3(w) 每班开启时间等于或小于15min的大门,采用附加率法确定其大门冲入冷风耗热.附加在大门的基本耗热量,附加率为200%～500% 每班开启时间大于15min的大门,按下列经验公式确定大门开启冲入冷风量G( kg/s):G=A+ (a +N*vw)F 供暖设计热负荷计算例题 1.项目概况：武汉市XX制衣车间位于公司办公楼的一楼，总采暖建筑面积1872㎡，车间长72m，宽26m，车间层高4m。 2.已知条件 2.1室内外设计参数： 室外计算温度：-2℃； 室内设计温度： 18℃ 2.2 北面窗距地高1350mm，南面窗距地高850mm 窗尺寸均为2400（长）×1800（高） 2.3 传热系数 外窗传热系数：3.4w/㎡.k 外墙：北：1.4 w/㎡.k 西：1.2 w/㎡.k 东：1.2 w/㎡.k 南：1.3 w/㎡.k 外门：2.0w/㎡.k 楼板：1.48 w/㎡.k 地面为接触土壤保温地板 计算步骤： 供暖设计热负荷 围护结构传热耗热量Q1j 基本耗热量:q=Kf(tn-tw)a 分别计算得出: 值得注意的是,地面的传热系数需要根据地带划分不同的传热系数,计算过程如下:传热地带的划分: 此车间南北两面为外墙,故需考虑传热系数修正 第一地带面积:(72*2)*2=288m2 第二地带面积:288m2 第三地带面积:288m2 第四地带面积:1008m2 围护结构附加耗热量Q1x 根据工业厂房及辅助房屋的供暖设计热负荷 冷风渗透耗热量Q2 根据工业厂房及辅助房屋的供暖设计热负荷 冷风侵入耗热量Q3 根据工业厂房及辅助房屋的供暖设计热负荷 最后得出： 基本耗热量 74331w 附加耗热量 15240w 冷风渗透耗热量 3525w 冷风侵入耗热量 6720w 面积 1872m2 总负荷 99816w 热指标 53w/m2 |
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