9.4供热工程_热负荷计算

采用热惰性原理
• 规定供暖室外计算温度要按 50 年中最冷的 八个冬季最冷的连续5天的日平均温度的平 均值确定 • 根据热惰性原理确定供暖室外计算温度，
规定值比较低
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。
P213
《暖通规范》附录
《暖通规范》附录
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。
• 1—供暖房间 2—非供暖房间
三、温差修正系数a值
q KF（t n t ） KF（t n t h）
• 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。
第一节 供暖系统的设计热负荷 小结
/ / / / / ' Q/ Qsh Qd Q1/ Q2 Q3 Q10 Q1' j Q1'x Q2 Q '3
第一节
供暖系统设计热负荷
有何区别？ tw tw' 有何影响？
第一节
供暖系统设计热负荷
• 供暖系统的 热负荷 是 • 供暖系统的 设计热负荷 指某一室外温度tw下, 是指在设计室外温度 tw' 为了达到要求的室内 下，为达到要求的室内 温度 tn ，供暖系统在 温度tn',系统在单位时间 单位时间内向建筑物 内向建筑物供给的热量 Q ＇ 。它是设计供暖系 供给的热量。它随着 统的最基本依据。 建筑物得失热量的变 化而变化。 热负荷：变化的值
注：
• (3)对于集中供暖分户热计量供暖系统，在确定 户内采暖设备容量和计算户内管道时，还应考虑 间歇供暖和分室调节引起的隔墙或楼板间的传热， 也称户间传热负荷。户间传热负荷不统计在供暖 系统的总热负荷内。 • (4)对户内供暖系统，其供暖系统的设计热负荷， 应为围护结构传热耗热量、冷风侵入耗热量与户 间传热负荷之和。
围护结构的传热系数 围护结构的面积 冬季室内计算温度
W/m2 o C
m2
0
C
C 供暖室外计算温度 围护结构的温差修正系数
0
围护结构基本耗热量计算公式
Q q ' KF （tn t ）
/ ' w
整个建筑物或房间的基本耗热量
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。
设计热负荷：定值
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Q2 （加热由门、窗缝隙渗入室内的冷空气的耗热量）； • 3．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） • 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 （通风系统将空气从室内排到室外所需要带走的热量)
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。
温差修正系数α值
四、围护结构的传热系数K值
一般建筑物 的外企和屋 顶都属于均 质多层材料 的平壁结构， 其传热过程 如图
四、围护结构的传热系数K值
围护结构表面换热过程是对 流和辐射的总和过程。围护 结构内表面换热是壁面与临 近空气和其他壁面由于温差 引起的自然对流和辐射换热 作用，而在围护结构外表面 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。
/ 10
Q Q Q Q Q '3
' ' 1 j ' 1 x ' 2
计算围护结构附加（修正）耗热量时，太阳辐射得 热量可用减去一部分基本耗热量的方法列入。 风力和高度影响用增加一部分基本耗热量的方法进 行附加。 前两项表示通过围护结构的计算耗热量，后两项表 示室内通风换气所耗的热量。
供 暖 室 外 计 算 温 度 目前国内外选定供暖 的确定，对供暖系 室外计算温度的方法， 统设计有很关键性 可以归纳为两种： 的影响。 • 如采用过低的 tw’ 值， • — 是 根 据 围 护 结 构 的热惰性原理； 使供暖系统的造价 增加； • 二是根据不保证天数 的原则来确定。 • 如采用值过高，则 不能保证供暖效果。
/ / sh / d / 1 / 2 / 3
/ 10
Q Q Q Q Q '3
' ' 1 j ' 1 x ' 2
Q
Q
/ 1 j
围护结构的基本耗热量
/ 1 x
围护结构的附加（修正耗热量）
供暖系统的设计热负荷
Q Q Q Q Q Q Q
/ / sh / d / 1 / 2 / 3
《采暖通风与空气调节设计规范》 规定 屋顶下的空气温度td确定公式
tt (H 2) t ttd + (H —2) △ d＝ gg
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。
二、供暖室外计算温度tw'
四、围护结构的传热系数K值
1．匀质多层材料(平壁)的传热系数K值
1 K 1 R0 1
i n i w
1 1 Rn R j R w
围护结构 传热阻 内表面换 热系数 各层材料 导热系数
外表面换 热系数
各层的厚度
附录2-2 P215
附录2-3 P215
2．两向非匀质围护结构的传热系数值
/ / w
tn th ' tn t w
• 传热达到热平衡时， 非供暖房间或空间 的温度。
• 此值大小取决于非供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，不供暖房间或空间的空气温度更接近于 室外空气温度，则此值接近于1.具体见附录1-2
温差修正系数α值
工业企业设计卫生标准（ GBZ1 ）
《采暖通风与空气调节设计规范》 (GB 50019-2003) 规定
3. 辅助建筑物及辅助用室，不应低于下列数值： 浴室25℃，更衣室25℃，办公室、休息室 18℃，食堂18℃，盥洗室、厕所12℃
《采暖通风与空气调节设计规范》 (GB50019-2003) 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4m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(℃)
供暖系统的设计热负荷 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 Q Q Q Q Q Q
/ / sh / d / 1 / 2 / 3
/ 10
带有“ /” 上标符号都是表示 在设计工况下的各种参数
建筑物或房间的得、失热量的确定
得热量：
• 7．生产车间最小负荷班的工艺设备散热量Q7； • 8 ．非供暖通风系统的其它管道和热表面的散热 量Q 8 ， • 9．热物料散热量Q9； • 10．太阳辐射热量Q10
• 通过其它途径散失或获得的热量Q11。
注：
• (1)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。 • (2)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。
• 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 • 二维传热
2．两向非匀质围护结构的传热系数值
R p j
A n Rn Rw Ai R i 1 0i
供暖系统热负荷的意义
• 1.物理意义 是指冬季供暖房间所需要的热量，即供暖房间的 散热器在一定时间内散出的热量。 • 2.实际意义 是供暖设计的主要依据，它决定着供暖系统的 规模和散热设备的多少。
第一节
供暖系统设计热负荷
• 供暖系统的 热负荷 是 • 供暖系统的 设计热负荷 指某一室外温度tw下, 是指在设计室外温度 tw' 为了达到要求的室内 下，为达到要求的室内 温度 tn ，供暖系统在 温度tn',系统在单位时间 单位时间内向建筑物 内向建筑物供给的热量 Q ＇ 。它是设计供暖系 供给的热量。它随着 统的最基本依据。 建筑物得失热量的变 化而变化。 有何区别？ tw' tw 有何影响？
围护结构传热耗热量Q1 冷风渗ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ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
供暖系统的设计热负荷 当室内温度高于室外温度时，通过围护结构 向外传递的热量。 基本耗热量Q1j
围护结构耗热量Q1
附加(修正)耗热量Q1x
供暖系统的设计热负荷
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。
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。
Q Q Q Q Q Q Q
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。
《采暖通风与空气调节设计规范》 (GB 50019-2003) 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℃~24℃； 2．生产厂房的工作地点 轻作业：18~21℃， 中作业：16~18℃ , 室内空气质量标准 重作业：14~16℃, （GB/T18883） 过重作业：12~14 ℃ ；
第二节
围护结构的基本耗热量
• 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
• 在工程设计中， 围护结构的基本 耗热量是按一维 稳定传热过程进 行计算的 。
程
围护结构基本耗热量计算公式
q KF （tn t ）
/ ' w
K F tn ' tw
第二章
供暖系统设计热负荷
本章重点及难点
1．供暖设计热负荷的计算，主要是围护结构 基本耗热量的计算及修正耗热量的计算。 2．供暖设计热负荷与热负荷的区别。
第一节
供暖系统设计热负荷
• 人们为了生产和生活，要求室内保证一定的温 度。一个建筑物或者房间可能有各种得热和散 失热量的途径。当建筑物或者房间的失热量大 于得热量时，为了保持室内在要求温度下的热 平衡，需要由供暖通风系统补进热量，以保证 室内要求的温度。 • 供暖系统通常利用散热器向房间散热，通风系 统送入高于室内要求温度的空气，一方面向房 间不断地补充新鲜空气，另一方面也为房间提 供热量。
• （1）a值仅适用于不与室外直接相连的围护结构, 且tn-th≥5℃时； • （2）计算外墙时，a＝1； • （3) a值的取法与围护结构的特征有关；根据经 验得出的各种不同情况的a值见附录1-2。 • ⑷ 与相邻房间的温差大于或等于5℃时，应计算 通过隔墙或楼板的传热量。与相邻房间的温差小 于5℃时，且通过隔墙或楼板的传热量大于该房间 热负荷的10%时，应计算其传热量。