供暖系统的设计热负荷

1. 供暖系统的设计热负荷 GONG NUAN XI TONG DE SHE JI RE FU HE GONG NUAN XI TONG DE SHE JI RE FU HE

2. 供暖系统的热负荷是指某一室外温度tw下,为了达到要求的室内温度tn，供暖系统在单位时间内向建筑物供给的热量。它随着建筑物得失热量的变化而变化。供暖系统的热负荷是指某一室外温度tw下,为了达到要求的室内温度tn，供暖系统在单位时间内向建筑物供给的热量。它随着建筑物得失热量的变化而变化。 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。 第一节 供暖系统设计热负荷

3. 第一节 供暖系统设计热负荷 建筑物或房间的得、失热量的确定 • 失热量： • 1．围护结构传热耗热量Q1； • 2．冷风渗透耗热量； • 3．冷风侵入耗热量； • 4．水分蒸发的耗热量Q4； • 5．加热由外部运入的冷物料和运输工具的耗热量Q5 ； • 6．通风耗热量；

4. 第一节 供暖系统设计热负荷 得热量： • 7．生产车间最小负荷班的工艺设备散热量Q 7； • 8．非供暖通风系统的其它管道和热表面的散热量Q8， • 9．热物料散热量Q 9； • 10．太阳辐射热量Q10 • 通过其它途径散失或获得的热量Q11。

5. 第一节 供暖系统设计热负荷 供暖系统的设计热负荷 • 在工程设计中，供暖系统的设计热负荷，一般可分为几部分进行计算。

6. 第一节 供暖系统设计热负荷 注： • 对具有供暖及通风系统的建筑，供暖及通风系统的设计热负荷，需要根据生产工艺设备或建筑物的使用情况，通过得失热量的热平衡和通风的空气量平衡综合考虑才能确定。

7. 在工程设计中，围护结构的基本耗热量是按一维稳定传热过程(点击看动画）进行计算的 。 实际上，室内散热设备散热不稳定，室外空气温度随季节和昼夜变化不断波动，这是一个不稳定传热过程 第二节 围护结构的基本耗热量

8. 第二节 围护结构的基本耗热量 围护结构基本耗热量计算公式

9. 第二节 围护结构的基本耗热量 整个建筑物或房间的基本耗热量

10. 第二节 围护结构的基本耗热量 一、室内计算温度tn • 室内计算温度是指距地面2米以内人们活动地区的平均空气温度。 • 室内空气温度的选定，应满足人们生活和生产工艺的要求。 • 生产要求的室温,一般由工艺设计人员提出。 • 生活用房间的温度，主要决定于人体的生理热平衡。

11. 第二节 围护结构的基本耗热量 冬季室内温度标准 • 根据国内有关卫生部门的研究结果认为：当人体衣着适宜，保暖量充分且处于安静状况时，室内温度20℃比较舒适。18℃无冷感，15℃是产生明显冷感的温度界限。

12. 第二节 围护结构的基本耗热量 《采暖通风与空气调节设计规范》(GBJl 9-87) 规定 • 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℃~20℃； 2．生产厂房的工作地点 轻作业不应低于15℃， 中作业不应低于12℃ , 重作业不应低于10℃；

13. 第二节 围护结构的基本耗热量 《采暖通风与空气调节设计规范》(GBJl 9-87) 规定 • 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4 m的建筑物或房间，冬季室内计算温度t n，应按下列规定采用： • (1)计算地面的耗热量时，应采用工作地点的温度，tg(℃) • (2)计算屋顶和天窗耗热量时，应采用屋顶下的温度，td(℃) • (3)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(℃)

14. 第二节 围护结构的基本耗热量 《采暖通风与空气调节设计规范》(GBJl 9-87) 规定 • 屋顶下的空气温度td确定公式 td＝tg+ (H—2) △t 对于散热量小于23w／m2的生产厂房，其温度梯度值不能确定时，可用工作地点温度计算围护结构耗热量，但应按高度附加的方法进行修正。

15. 供暖室外计算温度的确定，对供暖系统设计有很关键性的影响。供暖室外计算温度的确定，对供暖系统设计有很关键性的影响。 如采用过低的tw’值，使供暖系统的造价增加； 如采用值过高，则不能保证供暖效果。 目前国内外选定供暖室外计算温度的方法，可以归纳为两种： —是根据围护结构的热惰性原理； 二是根据不保证天数的原则来确定。 第二节 围护结构的基本耗热量 二、供暖室外计算温度tw'

16. 第二节 围护结构的基本耗热量 我国供暖室外计算温度值的确定原则 • 《暖通规范》规定； “供暖室外计算温度，应采用历年平均不保证5天的日平均温度”。 • 对大多数城市来说，是指1951一1980年共30年的气象统计资料里。不得有多于150天的实际日平均温度低于所选定的室外计算温度值 • 我国北方一些城市的供暖室外计算温度值，详见《暖通规范》附录。

17. 第二节 围护结构的基本耗热量 采用不保证天数方法的原则 • 人为允许有几天时间可以低于规定的供暖室外计算温度值，亦即容许这几天室内温度可能稍低于室内计算温度值。 • 不保证天数根据各国规定而有所不同，有规定1天、3天、5天等。

18. 第二节 围护结构的基本耗热量 三、温差修正系数a值 • 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。

19. 第二节 围护结构的基本耗热量 三、温差修正系数a值

20. 第二节 围护结构的基本耗热量 图1-1 计算温差修正系数的示意图 1—供暖房间 2—非供暖房间

21. 第二节 围护结构的基本耗热量 1．匀质多层材料(平壁)的传热系数K值 四、围护结构的传热系数K值

22. 第二节 围护结构的基本耗热量

23. 第二节 围护结构的基本耗热量 内表面换热系数An与换热阻Rn 表1-1 注:表中h—肋高(m), s—肋间净距(m).

24. 第二节 围护结构的基本耗热量

25. 第二节 围护结构的基本耗热量 2．两向非匀质围护结构的传热系数值 • 传统的实心砖墙：传热系数值较高； • 从节能角度出发，采用各种形式的空心砌块，或填充保温材料的墙体

26. 第二节 围护结构的基本耗热量 3．空气间层传热系数K值 • 应用场合 严寒地区； 一些高级民用建筑 。 • 常用的形式： 双层玻璃、复合墙体的空气间层等。

27. 第二节 围护结构的基本耗热量 4．地面的传热系数 • 室内地面的传热系数随着离外墙的远近的变化

28. 第二节 围护结构的基本耗热量 4．地面的传热系数的近似计算方法 (1)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／m．℃）。 (2)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／m．℃的保温层） 。 (3)铺设在地垄墙上的保温地面

29. 第二节 围护结构的基本耗热量 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（点击看动画）。 • 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》

30. 第二节 围护结构的基本耗热量 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

31. 第二节 围护结构的基本耗热量

32. 第二节 围护结构的基本耗热量

33. 第二节 围护结构的基本耗热量 铺设在地垄墙上的保温地面 • 铺设在地垄墙上的保温地面各地带的换热阻值可按下式计算

34. 第二节 围护结构的基本耗热量 图1-6地下室面积的丈量

35. 第二节 围护结构的基本耗热量 五、围护结构传热面积的丈量 • 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。

36. 第二节 围护结构的基本耗热量 图1-5维护结构传热面积的尺寸丈量规则

37. 第二节 围护结构的基本耗热量 五、围护结构传热面积的丈量 • 门、窗的面积按外墙外面上的净空尺寸计算。 • 闷顶和地面的面积，应按建筑物外墙以内的内廓尺寸计算。对平屋顶，顶棚面积按建筑物轮廓尺寸计算。

38. 第二节 围护结构的基本耗热量 五、围护结构传热面积的丈量 • 地下室面积的丈量，位于室外地面以下的外墙，其耗热量计算方法与地面的计算相同，但传热地带的划分，应从室外地面相平的墙面算起，以及把地下室外墙在室外地面以下的部分，看作是地下室地面的延伸。

39. 第三节 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

40. 第三节 围护结构的附加（修正）耗热量 一、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、外墙及用顶的垂直部分)的基本耗热量乘以相应的朝向修正率。

41. 第三节 围护结构的附加（修正）耗热量 一、朝向修正耗热量 • 《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％一-15％； 东、西-5% ； 南-15％一-30％。

42. 第三节 围护结构的附加（修正）耗热量 一、朝向修正耗热量 • 选用上面朝向修正率时，应考虑当地冬季日照率、建筑物使用和被遮挡等情况。 对于冬季日照率小于35％的地区，东南、西南和南向修正率，宜采用—10％一0％，东、西向可不修正。

43. 第三节 围护结构的附加（修正）耗热量 二、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％一10％。

44. 第三节 围护结构的附加（修正）耗热量 三、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。

45. 通过围护结构的总耗热量 • 建筑物或房间在室外供暖计算温度下，通过围护结构的总耗热量，可用下式综合表示 ：

46. 第四节 围护结构的最小传热阻与经济传热阻 • 在供暖期间，围护结构应满足使用要求、卫生要求和经济要求，需要利用“围护结构最小传热阻”或“经济传热阻”的概念。 • 确定围护结构传热阻时，围护结构内表面温度是一个最主要的约束条件。 当内表面温度过低，人体向外辐射热过多，会产生不舒适感。根据上述要求而确定的外围护结构传热阻，称为最小传热阻。

47. 第四节 围护结构的最小传热阻与经济传热阻 围护结构的最小传热阻的确定 • 工程设计中，规定了在不同类型建筑物内，冬季室内计算温度与外围护结构内表面的允许温度差值。

48. 第四节 围护结构的最小传热阻与经济传热阻 • 冬季围护结构室外计算温度tw.e，按围护结构热惰性指标D值分成四个等级来确定。

49. 第四节 围护结构的最小传热阻与经济传热阻 • 当采用D＞6的围护结构(所谓重质墙)时，采用供暖室外计算温度tw’作为校验围护结构最小传热阻的冬季室外计算温度。 • 当采用D＜6的中型和轻型围护结构时，为了能保证与重质墙围护结构相当的内表面温度波动幅度，就得采用比供暖室外计算温度更低的温度，作为检验轻型或中型围护结构最小传热阻的冬季室外计算温度。

50. 第四节 围护结构的最小传热阻与经济传热阻 匀质多层材料组成的平壁围护结构的D值计算