01《供热工程》第一章_热负荷计算(二)详解
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选 取。
每米门窗缝隙渗入的空气量L（m3/m.h）
渗透空气量的朝向修正系数n
门、窗缝隙的计算长度
当房间仅有一面或相邻两面外墙全部计入其门、
窗可开启部分的缝隙长度；
当房间有相对两面外墙时，仅计入风量较大一面
的缝隙；
当房间有三面外墙时，仅计入风量较大的两面的
缝隙；
当房间有四面外墙时，则计入较多风向的1/2外围
已知条件
地面：不保温地面。K值按划分地带计算。
北京市室外气象资料：
供 暖 室 外 计 算 温 度 tw′ ＝ -9℃ ；
累 年 (1951 年 一 1980 年 ) 最 低 日 平 均 温 度 为 -
17.1℃
；
冬 季 室 外 平 均 风 速 vp.j ＝ 2.8m ／ s 。
计算步骤
一、校核围护结构传热阻是否满足最小传热阻的要
1.075m2 c / W
R0＞R0.min ,满足要求。
供暖设计热负荷
（1）围护结构传热耗热量Q1′计算全部计算列于表中。
围护结构总传热耗热量Q1′＝25268W。
（2）冷风渗透耗热量Q2′的计算。北京市的冷风朝向修
正系数：东向n＝0.15，西向n＝0.40 。对有相对两面
外墙的房间，按最不利的一面外墙（西向）计算冷风渗 透耗热量。
作业
将例题1-2中的北京市改为兰州市，计算此
题。（可到图书馆借阅《暖通设计规范》查 找有关参数）
Rom in
18 (12)1 0.115
6
0.575m 2
c /W
外墙实际传热阻：
R0＝1/K＝1/1.57＝0.637m2·℃/W
R0＞R0.min ,满足要求。
校核顶棚传热阻
该围护结构属于Ⅲ型，围护结构冬季室外计算温
度应采用：
t we
0.3t
w
0.7t pmin
0.3 (9) 0.7 (17.1)
i 1
i 1
上式中 Ri—各层材料的传热阻， m2·℃ / W ； si—各层材料的蓄热系数，W/（m3·℃）。
例题1-1
哈尔滨市—住宅建筑，外墙为二砖墙，内抹
灰(20m m)。试计算其传热系数值，并与应采 用的最小传热阻相对比。
解 ：
例题1-1
1．哈尔滨市供暖室外计算温度： tw′=-26℃。由附录 1-2查出，砖墙的导热系数λ＝0.81W／m·℃，内表面
计算冷风渗ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ耗热量的常用方法
缝隙法
常用方法
换气次数法 百分数法
一、按缝隙法计算多层建筑的冷风渗透耗热量
❖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。
冷风渗透耗热量Q2′
Q2 0.278Vwc（p tn t'w ）
在冬季室外平均风速vpj＝2.8m/s下，单层木窗的每米
缝隙的冷风渗透量 L＝2.88m3/(m·h)。西向六个窗的 缝隙总长度为6×13＝78m。总的冷风渗透量V等于：
冷风渗透耗热量Q2′等于：
Q2 0.278Vcp 0.27889.86
w (tn
t
w
11.34
)
18
(9)
904W
(3)外门冷风侵入耗热量Q3′的计算
上式中 V—冷风渗透空气量； ρw—供暖室外计算温度下的空气密度，kg/m3； cp—冷空气的定压比热， cp=1kJ/(kg·℃）。
经门、窗缝隙渗入室内的总空气量
V＝Lln （ m3／h）
上式中 V—冷风渗透空气量； L—每米门、窗缝隙渗入室内的空气量，按当 地冬季室外平均风速选取相应的值，kg/m3； ι—门、窗缝隙的计算长度，m； n—渗透空气量的朝向修正系数，按附录1-5
结构型式。
第七节 供暖设计热负荷计算例题
[例题1—2] 图1—8所示为北京市一民用办公
建筑的平面图和剖面图。试校核其外围结构的 最小传热阻，并计算其中会议室(101号房间)的 供暖设计热负荷。
已知条件
已知围护结构条件： 外墙：一砖半厚(370mm)，内面抹灰砖墙。K＝1.57W
／㎡·℃，D=5.06
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
Q3
0.278Vwc p （w tn
t
）
w
冷风侵入耗热量的经验计算法
冷风侵入耗热量可采用外门基本耗热量乘以表1-
9的百分数的简便方法进行计算。亦即
Q3 NQ1’ jm
注意事项
表1—10的外门附加率，只适用于短时间开启的、
求
该外墙属于Ⅱ 型围护结构（表1-6），围护结构冬季
室外计算温度tw.e等于
t we
0.6t
w
0.4t pmin
0.6 (9) 0.4 (17.1)
12
℃
•
式1-15有：R0min
（tn
t y
t
we）Rn
计算步骤
根据已知条件即查得数据，以tn＝18℃ , tw.e＝–
12 ℃ , Δty ＝6℃ , R0＝0.115代入得 ：
t‘w
抹灰砂浆的导热系数λ＝0.87W／m·℃。
根据公式(1-8)、表(1-1)和表(1-2)，得
R。=0.786 m2 · ℃／W
K=1/R。=1.27 W／(m2·℃)
2．确定围护结构的最小传热阻 首先确定围护结构的热惰性指标D值。
n
n
D Di Ri si =6.383+0.244=6.627〉6
15C
R0m in
（tn
t y
t
） we Rn
根据已知条件及查得数据值：tn＝18℃, t w.e ＝
–15 ℃ , α＝0.9, Δty＝4.5 ℃ , R0＝0.115 得 ：
Rom in
18
(15) 0.9 0.115
4.5
0.76m2
c /W
• 顶棚实际传热阻为：
R0
1 K
1 0.93
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τn是一个最主要的约束条件。
❖使用要求：除了浴室等相对湿度很高的
房间以外，应满足内表面不结露的要求。
❖内表面结露可能会导致耗热量增大和使
围护结构易于损坏。
❖卫生要求：内空气温度与围护结构内
表面温度的温度差还要满足卫生要求。
R0min
（tn
t y
t
we）Rn
围护结构的最小传热阻的确定
R0
aRn
tn tn
tw
n
R0min
（tn
t y
t
） we Rn
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(见表l—6)。
匀质多层材料组成的平壁围护结构的D值计算
n
n
D Di Ri si
❖当内表面温度过低，人体向外辐射热
过多，会产生不舒适感。
围护结构的最小传热阻的确定
在稳定传热条件下，围护结构传热阻、内
表面传热阻、室内外空气温度、围护结构内 表面温度之间关系如下
R0
aRn
tn tn
tw
n
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。
i 1
i 1
根据表1—6规定，该围护结构属重型结构(类型I)。
冬季室外计算温度tw.e＝tw′＝-26℃。
根据公式(1-20)，并查附录(1-6)，△ty＝6℃ R0·min=α (tn-tw.e)/ △ty ·Rn =0.843 m2 · ℃／W
通过计算可见，该外墙围护结构的实际传热阻R。
小于最小传热阻R0·min 值。不满足《暖通规范》规定， 故外墙应加厚到两砖半(620mm)，或采用保温墙体
可按开启时间不长的一道门考虑。外门冷风 侵入耗热量为外门基本耗热量乘 65％，即
101房间供暖设计热负荷总计为
Q Q1 Q2 Q3 25268 904 245 26420W
本章小结
1．本章主要论述了供暖设计热负荷的计算。
2．供暖设计热负荷的计算依据是房间得热量的平衡。 供暖设计热负荷包括：围护结构耗热量（基本耗热量+ 附加耗热量）、冷风渗透耗热量、冷风侵入耗热量。 3．最小传热阻的计算 。
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，被加热后逸出。 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。
无热风幕的外门。
对于开启时间长的外门，冷风侵入量Vw可根据《工
业通风》等原理进行计算，或根据经验公式或图表 确定冷风侵入耗热量。
Q3 (1.5 ~ 2)NQ1’ jm
此外，对建筑物的阳台门不必考虑冷风侵入耗热量。
第六节 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，
把这部分冷空气从室外温度加热到室内温度所消耗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建筑物内部通道状筑物高低以及建筑物内部通道状况等
第四节 冷风渗透耗热量（Q2′）
Q2
0.278nkVnc p （w tn
t
’）
w
三、用百分数法计算冷风渗透耗热量 ——用于工业建筑的概算法
由于工业建筑房屋较高，室内外温差产生的热压
较大，冷风渗透量可根据建筑物的高度及玻璃窗 的层数，按表1—9列出的百分数进行估算。
渗透耗热量占围护结构总耗热量的百分率
第五节 冷风侵入耗热量
定义：在冬季受风压和热压作用下，冷空气从开启的
外窗：单层木框玻璃窗。尺寸(宽x高)为1.5*2.0m。
窗型为带上亮(高0.5m)，三扇两开窗。可开启部分的
缝隙总长为13.0m。
外门：单层木门。尺寸(宽x高)为1.5x2.0m。门型为
无上亮的双扇门。可开启部分的缝隙总长度为9.0m。
顶棚：厚25mm的木屑板，上铺50mm防腐木屑。K=0.93
W／㎡·℃,D=1.53。
护结构范围内的外门窗缝隙。
二、用换气次数法计算冷风渗透耗热量 ——用于民用建筑的概算法
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。
Q2 0.278nkVnc p （w tn t’w）
概算换气次数
缝隙法与换气次数法的比较
缝隙法：
Q2 0.278Vwc（p tn t'w ）
换气次数法：
每米门窗缝隙渗入的空气量L（m3/m.h）
渗透空气量的朝向修正系数n
门、窗缝隙的计算长度
当房间仅有一面或相邻两面外墙全部计入其门、
窗可开启部分的缝隙长度；
当房间有相对两面外墙时，仅计入风量较大一面
的缝隙；
当房间有三面外墙时，仅计入风量较大的两面的
缝隙；
当房间有四面外墙时，则计入较多风向的1/2外围
已知条件
地面：不保温地面。K值按划分地带计算。
北京市室外气象资料：
供 暖 室 外 计 算 温 度 tw′ ＝ -9℃ ；
累 年 (1951 年 一 1980 年 ) 最 低 日 平 均 温 度 为 -
17.1℃
；
冬 季 室 外 平 均 风 速 vp.j ＝ 2.8m ／ s 。
计算步骤
一、校核围护结构传热阻是否满足最小传热阻的要
1.075m2 c / W
R0＞R0.min ,满足要求。
供暖设计热负荷
（1）围护结构传热耗热量Q1′计算全部计算列于表中。
围护结构总传热耗热量Q1′＝25268W。
（2）冷风渗透耗热量Q2′的计算。北京市的冷风朝向修
正系数：东向n＝0.15，西向n＝0.40 。对有相对两面
外墙的房间，按最不利的一面外墙（西向）计算冷风渗 透耗热量。
作业
将例题1-2中的北京市改为兰州市，计算此
题。（可到图书馆借阅《暖通设计规范》查 找有关参数）
Rom in
18 (12)1 0.115
6
0.575m 2
c /W
外墙实际传热阻：
R0＝1/K＝1/1.57＝0.637m2·℃/W
R0＞R0.min ,满足要求。
校核顶棚传热阻
该围护结构属于Ⅲ型，围护结构冬季室外计算温
度应采用：
t we
0.3t
w
0.7t pmin
0.3 (9) 0.7 (17.1)
i 1
i 1
上式中 Ri—各层材料的传热阻， m2·℃ / W ； si—各层材料的蓄热系数，W/（m3·℃）。
例题1-1
哈尔滨市—住宅建筑，外墙为二砖墙，内抹
灰(20m m)。试计算其传热系数值，并与应采 用的最小传热阻相对比。
解 ：
例题1-1
1．哈尔滨市供暖室外计算温度： tw′=-26℃。由附录 1-2查出，砖墙的导热系数λ＝0.81W／m·℃，内表面
计算冷风渗ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ耗热量的常用方法
缝隙法
常用方法
换气次数法 百分数法
一、按缝隙法计算多层建筑的冷风渗透耗热量
❖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。
冷风渗透耗热量Q2′
Q2 0.278Vwc（p tn t'w ）
在冬季室外平均风速vpj＝2.8m/s下，单层木窗的每米
缝隙的冷风渗透量 L＝2.88m3/(m·h)。西向六个窗的 缝隙总长度为6×13＝78m。总的冷风渗透量V等于：
冷风渗透耗热量Q2′等于：
Q2 0.278Vcp 0.27889.86
w (tn
t
w
11.34
)
18
(9)
904W
(3)外门冷风侵入耗热量Q3′的计算
上式中 V—冷风渗透空气量； ρw—供暖室外计算温度下的空气密度，kg/m3； cp—冷空气的定压比热， cp=1kJ/(kg·℃）。
经门、窗缝隙渗入室内的总空气量
V＝Lln （ m3／h）
上式中 V—冷风渗透空气量； L—每米门、窗缝隙渗入室内的空气量，按当 地冬季室外平均风速选取相应的值，kg/m3； ι—门、窗缝隙的计算长度，m； n—渗透空气量的朝向修正系数，按附录1-5
结构型式。
第七节 供暖设计热负荷计算例题
[例题1—2] 图1—8所示为北京市一民用办公
建筑的平面图和剖面图。试校核其外围结构的 最小传热阻，并计算其中会议室(101号房间)的 供暖设计热负荷。
已知条件
已知围护结构条件： 外墙：一砖半厚(370mm)，内面抹灰砖墙。K＝1.57W
／㎡·℃，D=5.06
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
Q3
0.278Vwc p （w tn
t
）
w
冷风侵入耗热量的经验计算法
冷风侵入耗热量可采用外门基本耗热量乘以表1-
9的百分数的简便方法进行计算。亦即
Q3 NQ1’ jm
注意事项
表1—10的外门附加率，只适用于短时间开启的、
求
该外墙属于Ⅱ 型围护结构（表1-6），围护结构冬季
室外计算温度tw.e等于
t we
0.6t
w
0.4t pmin
0.6 (9) 0.4 (17.1)
12
℃
•
式1-15有：R0min
（tn
t y
t
we）Rn
计算步骤
根据已知条件即查得数据，以tn＝18℃ , tw.e＝–
12 ℃ , Δty ＝6℃ , R0＝0.115代入得 ：
t‘w
抹灰砂浆的导热系数λ＝0.87W／m·℃。
根据公式(1-8)、表(1-1)和表(1-2)，得
R。=0.786 m2 · ℃／W
K=1/R。=1.27 W／(m2·℃)
2．确定围护结构的最小传热阻 首先确定围护结构的热惰性指标D值。
n
n
D Di Ri si =6.383+0.244=6.627〉6
15C
R0m in
（tn
t y
t
） we Rn
根据已知条件及查得数据值：tn＝18℃, t w.e ＝
–15 ℃ , α＝0.9, Δty＝4.5 ℃ , R0＝0.115 得 ：
Rom in
18
(15) 0.9 0.115
4.5
0.76m2
c /W
• 顶棚实际传热阻为：
R0
1 K
1 0.93
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τn是一个最主要的约束条件。
❖使用要求：除了浴室等相对湿度很高的
房间以外，应满足内表面不结露的要求。
❖内表面结露可能会导致耗热量增大和使
围护结构易于损坏。
❖卫生要求：内空气温度与围护结构内
表面温度的温度差还要满足卫生要求。
R0min
（tn
t y
t
we）Rn
围护结构的最小传热阻的确定
R0
aRn
tn tn
tw
n
R0min
（tn
t y
t
） we Rn
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(见表l—6)。
匀质多层材料组成的平壁围护结构的D值计算
n
n
D Di Ri si
❖当内表面温度过低，人体向外辐射热
过多，会产生不舒适感。
围护结构的最小传热阻的确定
在稳定传热条件下，围护结构传热阻、内
表面传热阻、室内外空气温度、围护结构内 表面温度之间关系如下
R0
aRn
tn tn
tw
n
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。
i 1
i 1
根据表1—6规定，该围护结构属重型结构(类型I)。
冬季室外计算温度tw.e＝tw′＝-26℃。
根据公式(1-20)，并查附录(1-6)，△ty＝6℃ R0·min=α (tn-tw.e)/ △ty ·Rn =0.843 m2 · ℃／W
通过计算可见，该外墙围护结构的实际传热阻R。
小于最小传热阻R0·min 值。不满足《暖通规范》规定， 故外墙应加厚到两砖半(620mm)，或采用保温墙体
可按开启时间不长的一道门考虑。外门冷风 侵入耗热量为外门基本耗热量乘 65％，即
101房间供暖设计热负荷总计为
Q Q1 Q2 Q3 25268 904 245 26420W
本章小结
1．本章主要论述了供暖设计热负荷的计算。
2．供暖设计热负荷的计算依据是房间得热量的平衡。 供暖设计热负荷包括：围护结构耗热量（基本耗热量+ 附加耗热量）、冷风渗透耗热量、冷风侵入耗热量。 3．最小传热阻的计算 。
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，被加热后逸出。 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。
无热风幕的外门。
对于开启时间长的外门，冷风侵入量Vw可根据《工
业通风》等原理进行计算，或根据经验公式或图表 确定冷风侵入耗热量。
Q3 (1.5 ~ 2)NQ1’ jm
此外，对建筑物的阳台门不必考虑冷风侵入耗热量。
第六节 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，
把这部分冷空气从室外温度加热到室内温度所消耗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建筑物内部通道状筑物高低以及建筑物内部通道状况等
第四节 冷风渗透耗热量（Q2′）
Q2
0.278nkVnc p （w tn
t
’）
w
三、用百分数法计算冷风渗透耗热量 ——用于工业建筑的概算法
由于工业建筑房屋较高，室内外温差产生的热压
较大，冷风渗透量可根据建筑物的高度及玻璃窗 的层数，按表1—9列出的百分数进行估算。
渗透耗热量占围护结构总耗热量的百分率
第五节 冷风侵入耗热量
定义：在冬季受风压和热压作用下，冷空气从开启的
外窗：单层木框玻璃窗。尺寸(宽x高)为1.5*2.0m。
窗型为带上亮(高0.5m)，三扇两开窗。可开启部分的
缝隙总长为13.0m。
外门：单层木门。尺寸(宽x高)为1.5x2.0m。门型为
无上亮的双扇门。可开启部分的缝隙总长度为9.0m。
顶棚：厚25mm的木屑板，上铺50mm防腐木屑。K=0.93
W／㎡·℃,D=1.53。
护结构范围内的外门窗缝隙。
二、用换气次数法计算冷风渗透耗热量 ——用于民用建筑的概算法
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。
Q2 0.278nkVnc p （w tn t’w）
概算换气次数
缝隙法与换气次数法的比较
缝隙法：
Q2 0.278Vwc（p tn t'w ）
换气次数法：