第1章-供热系统设计热负荷

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说明: 当两个相邻房间的温差大于或等于5℃时,应
计算通过隔墙或楼板等的传热量。与相邻房间的温 差小于5℃时,且通过隔墙或楼板等的传热量大于 该房间热负荷的10%时,也应计算其传热量。
对于两个已知设计温度的相邻房间,传热量的 计算应该采用公式:
Q 1 ,j K(F tn1 tn2)
不采用温差修正系数计算。
内表面换热系数与热阻:
围护结构内表面特征
墙、地面、表面平整或有肋状突出 物的顶棚,当h/s≤0.3时
有肋状突出物的顶棚, 当h/s>0.3时
αn, W/(m2·℃) 8.7 7.6
Rn,m2·℃/W 0.115
0.132
注:表中h—肋高(m);s—肋间净距(m)。
第1章 供热系统的设计热负荷
1-2 围护结构的基本耗热量Q1j ’
按外墙外表面上的净空尺寸计算。 (3)屋顶和地面面积的丈量: 地面:按建筑物外墙的内廓尺寸计算 屋顶:
对平屋顶,顶棚面积按建筑物外廓尺寸计算; 对有闷顶的斜屋面,按建筑物的内廓尺寸计算。
(4)地下室面积的丈量: 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。
其耗热量计算方法与地面的计算相同。
Q 1 ,j aK (tnF tw ) a值称为围护结构温差修正系数。 2、围护结构温差修正系数a值的大小,取决于非采暖房间或空 间的保温性能和透气状况。对于保温性能差和易于室外空气流 通的情况,不采暖房间或空间的空气温度更接近于室外空气温 度,则a值更接近于1。围护结构的温差修正系数见下表。
第1章 供热系统的设计热负荷
风力修正:是考虑室外风速变化而对围护结构基本 耗热量的修正。
修正方法:在计算围护结构基本耗热量时,外表面 换热系数是对应风速约为4m/s的计算值。我国大部 分地区冬季平均风速一般为2~3m/s。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 高出的建筑物。xf=5%~10%。 需要修正的部分:垂直的外围护结构。
R01.18R0
铺设在地垄墙上的地面
第1章 供热系统的设计热负荷
1-2 围护结构的基本耗热量Q1j ’
五、围护结构传热面积的丈量 (1)外墙面积的丈量: 高度:从本层地面算到上层的地面(底层除外)。
对平屋顶的建筑物,高度算到平屋顶的外表面的高度; 对有闷顶的斜屋面,高度算到闷顶内的保温层表面。 宽度: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。 (2)门、窗面积的丈量:
第1章 供热系统的设计热负荷
1-3 围护结构的修正耗热量Q1x’
三、高度修正 高度修正: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。 修正方法:民用建筑和工业辅助建筑物,当房间高度大于4m时, 每高出1m应附加2%,但总的附加率不应大于15%。
xg (h4)2%
计算时应注意: (1)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。 (2)对于多层建筑物的楼梯间,不考虑高度附加。
第1章 供热系统的设计热负荷
1-2 围护结构的基本耗热量Q1j ’
图1-5 围护结构传热面积的尺寸丈量规则
第1章 供热系统的设计热负荷
1-3 围护结构的修正耗热量Q1x’
一、朝向修正
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。
0%~10%
N
0%~10%
0%~10%
需要修正的部分:垂直的 外围护结构(门、窗、外墙 及屋顶的垂直部分)
2、两向非匀质围护结构的传热系数K值 从节能角度出发,采用各种形式的空心砌块或填充保温材
料的墙体等日益增多。这种墙体属于由两种以上材料组成的、 非匀质围护结构,属于两维传热过程。 计算它的传热系数K值时,通常采用经验公式近似计算方 法或实验数据。
第1章 供热系统的设计热负荷
1-2 围护结构的基本耗热量Q1j ’
第1章 供热系统的设计热负荷
1-2 围护结构的基本耗热量Q1j ’
四、围护结构的传热系数K值 1、匀质多层材料的传热系数
一般建筑物的外墙和屋顶都属于匀质多层材料的平壁结构,其 传热过程如所示。传热系数可用下式计算:
KR101ni n11ii a1wRnR1j Rw
式中,αn,αw—围护结构内表面、外表面的换热系数; Rn,Rw—围护结构内表面、外表面的换热阻; δi —围护结构各层材料的厚度; λi—围护结构各层材料的导热系数; Rj—围护结构本体的热阻。
-5%W
E -5%
采用的修正方法是按围护 结构的不同朝向,采用不同 的修正率xch。
-10%~-15%
-10%~-15%
S
-15%~-30%
(选用上述朝向修正率时,应考虑当地冬季日照率、辐射照度、建 筑物使用和被遮档等情况。)
第1章 供热系统的设计热负荷
1-3 围护结构的修正耗热量Q1x’
二、风力修正
垂直空气间层
0.5 0.103 0.103 0.103
1 0.138 0.138 0.138
间 层 厚 度 δ (cm)
2 0.172 0.155 0.163
3 0.181 0.163 0.172
4 0.189 0.172 0.181
5 0.198 0.172 0.181
6以上 0.198 0.172 0.181
2、室内空气温度的确定 应根据房间用途确定:
(1)生活用房间的温度,主要决定于人体的生理热平衡。民用建筑主 要房间,在16~22℃(参考设计手册确定); (2)生产厂房,根据劳动强度确定,10~15℃ ; (3)生产工艺要求的室温,一般由工艺设计人员提出。
有关研究结果认为:当人体衣着适宜时,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。
注意:第一地带靠近 墙角的地面面积需要 重复计算。
第 四 地 带 第 三 地 带 第 二 地 带 第 一 地 带
图 2-6 地 面 传 热 地 带 的 划 分
第1章 供热系统的设计热负荷
1-2 围护结构的基本耗热量Q1j ’
2)贴土保温地面
各地带的热阻值,可按下式计算
R0
R0
n i1
i i
3) 地垄墙上的保温地面各地带换热阻值,可按下式计算
三、温差修正系数a 1、与大气直接接触的外围护结构的基本耗热量:
Q 1,j K(F tntw )
采暖房间外侧不与室外大气直接接触,中间隔着不采暖的 房间或空间。此时通过该围护结构的传热量应为:
Q 1 ,j K(F tnth)
式中,th-不采暖房间温度。由于非采暖房间的温度较难确定, 为了计算方便,工程中可用进行计算:
1-2 围护结构的基本耗热量Q1j ’
温差修正系数(a)
表1-1
围护结构特征
a
外墙、屋顶、地面以及与室外相通的楼板等
1.00
闷顶和与室外空气相通的非采暖地下室上面的楼板等
0.90
与有外门窗的不采暖楼梯间相邻的隔墙(1~6层建筑)
0.60
与有外门窗的不采暖楼梯间相邻的隔墙(7~30层建筑)
0.50
非采暖地下室上面的楼板,外墙上有窗时
3、空气间层传热系数K值
严寒地区民用建筑,常用双层玻璃、复合墙体的空气间层等。空气间层 传热同样是辐射与对流换热的综合过程。
对流换热强度与间层的厚度、间层设置的方向和形状、以及密封性等因 素有关。在工程设计中,可按下表的数值。
空气间层热阻R(m2·℃/W)
位置、热流状况
热流向下(水平、倾斜) 热流向上(水平、倾斜)
第1章 供热系统的设计热负荷
1-2 围护结构的基本耗热量Q1j ’
围护结构表面换热系数: (1)围护结构内表面换热是壁面与邻近空气及其它壁面由于温差引
起的自然对流和辐射换热的共同作用; (2)围护结构外表面换热主要是由于风力作用产生的强迫对流换热,
辐射换热占的比例较小。 工程计算中采用的换热系数和热阻值见下表:
采用不保证天数方法的原则是:允许1年内有几天室外温度低于选 定的采暖室外计算温度tw’。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。 3、《采暖通风与空气调节设计规范》:“采暖室外计算温度,应采 用历年平均不保证5天的日平均温度”。
第1章 供热系统的设计热负荷
1-2 围护结构的基本耗热量Q1j ’
1-1 供热系统设计热负荷
二、采暖建筑物的热平衡
1、建筑物失热量Qsh
2、建筑物得热量Qd
(1)围护结构传热耗热量Q1;(1)采暖系统供热量Q;
(2)冷风渗透耗热量Q2; (3)冷风侵入耗热量Q3 ;
(2)太阳辐射得热量Q10;
其他(车间等):
其他(车间等):
(4)水分蒸发的耗热量; (3)工艺设备散热量;
第1章 供热系统的设计热负荷
1-2 围护结构的基本耗热量Q1j ’
4、地面的传热系数
地面传热特点 在冬季,室内靠近外墙的地面把热量传到室外的路程较短,热阻较
小;而远离外墙的地面传热到室外的路程较长,热阻较大。因此,室内 地面的传热系数(热阻)随着离外墙的远近而变化。 工程计算方法
一般采用近似计算方法,把地面分成四个计算地带。
(值班温度:在不采暖期或间断使用的时间内,为了保证室内各种设备及管道不冻结,
室内所要求的最低温度,一般为5℃。)
第1章 供热系统的设计热负荷
1-2 围护结构的基本耗热量Q1j ’
二、采暖室外计算温度tw’ 1、采暖室外计算温度的确定,对采暖系统设计有关键性的影响。如
采用过低的 tw’值,造成浪费;如采用tw’值过高,则在较长时间内不 能保证采暖效果。 2、采暖室外计算温度的确定方法 (1)根据围护结构的热惰性原理 (2)根据不保证天数的原则来确定
0.75
非采暖地下室上面的楼板,外墙上无窗且位于室外地坪以上时
0.60
非采暖地下室上面的楼板,外墙上无窗且位于室外地坪以下时
0.40
与有外门窗的非采暖房间相邻的隔墙
0.70
与无外门窗的非采暖房间相邻的隔墙
0.40
伸缩缝墙、沉降缝墙
0.30
防震缝墙
0.70
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第1章 供热系统的设计热负荷
1-2 围护结构的基本耗热量Q1j ’
Q Q 1 ,jQ 1 ,xQ 2 Q 3
式中,Q1j’-围护结构的基本耗热量;(1-2) Q1x’-围护结构的修正耗热量;(1-3) Q2’-冷风渗透耗热量;(1-4) Q3’-冷风侵入耗热量。(1-5)
第1章 供热系统的设计热负荷
1-2 围护结构的基本耗热量Q1j ’
围护结构的基本耗热量Q1j’:是指在设计传热 条件下,通过外墙、窗门、地面和屋顶等围护结构, 从室内传向室外的热量。围护结构的基本耗热量按 照一维稳定传热公式计算。
Q 1 ,j aK (tnF tw )
式中 , K—传热系数,W/(m2·℃); F—围护结构的传热面积,m2; tn—采暖房间室内计算温度,℃; tw’—采暖室外计算温度,℃; a—围护结构温差修正系数。
第1章 供热系统的设计热负荷
1-2 围护结构的基本耗热量Q1j ’
一、室内计算温度tn
1、室内计算温度 是指距地面2m以内人们活动地区的平均空气温度。
第1章 供热系统的设计热负荷
1 1-1 供热系统设计热负荷 2 1-2 围护结构的基本耗热量 3 1-3 围护结构的附加(修正)耗热量 4 1-4 冷风渗透耗热量 5 1-5 冷风侵入耗热量 6 1-6 围护结构的最小传热阻与经济传热阻
第1章 供热系统的设计热负荷
1-1 供热系统设计热负荷
一、供暖系统设计热负荷 1、供暖系统的热负荷Q
(5)加热冷物料的耗热量; (4)热物料的散热量;
(6)通风耗热量。
(5)管道散热量。
第1章 供热系统的设计热负荷
1-1 供热系统设计热负荷
三、供热系统热负荷的计算 对于一般的民用建筑,采暖Q 1 Q 2 Q 3 Q 1 0
工程设计中,采暖系统的设计热负荷Q’:
第1章 供热系统的设计热负荷
1-3 围护结构的修正耗热量Q1x’
综上所述,围护结构的总耗热量:
Q 1 Q 1 , j Q 1 , x ( 1 x g ) a ( t n K t w ) 1 ( x F c h x f)
第1章 供热系统的设计热负荷
是指在某一室外温度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。它随着室外温度tw的变化而变化。
2、采暖系统的设计热负荷Q’ 是指在设计室外温度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。它是采暖系统设计的最基本依据。
第1章 供热系统的设计热负荷
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