第3章公共建筑供暖设计

第3章 公共建筑供暖工程设计 3.1公共建筑供暖工程设计的基本内容

公共建筑供暖系统的设计与住宅室内供暖系统基本相同，供暖设计热负荷的计算以及供暖系统形式有所不同。设计思路包括收集气象资料、土建资料、热源资料，并根据当地热源情况（集中供热或其他热源）选定适宜的供暖方式和供暖系统。然后根据建筑物的围护结构情况进行供暖热负荷计算、选取散热器、进行散热器及管道的平面布置、绘制管道系统图并进行水力计算（管径选择及阻力计算）、选择附属部件、绘制相应的安装大样，完成采暖工程设计的施工图，撰写课程设计文件。

公共建筑供暖工程设计与住宅的相同点，散热器的计算方法相同。不同点主要一是供暖设计热负荷稍有不同，公共建筑不计户间传热耗热量；二是供暖系统的形式不同，住宅建筑的供暖系统多为双管系统，公共建筑多为单管顺流式系统；三是水力计算方法基本相同，由于供暖系统的形式有别，所以水力计算特点稍有不同。

本章主要介绍公共建筑供暖工程设计与住宅的不同点，主要论述热负荷计算，供暖系统的形式及供暖系统的水力计算。 相关补充资料主要有：

公共建筑节能设计标准（GB50189—2005）；

办公建筑设计规范（JGJ 67—89）中有关暖通空调部分；

3.2 公共建筑供暖设计负荷的计算

供暖系统的设计热负荷主要包括：围护结构传热耗热量（围护结构的基本耗热量和附加耗热量）、冷风渗透耗热量、冷风侵入耗热量。

1．围护结构的基本耗热量由下式计算：

''()n w q KF t t α=- W （3-1） 式中符号同前。修正耗热量的计算同前。 2．围护结构附加（修正）耗热量

围护结构的修正耗热量通常按基本耗热量的百分率进行修正，主要包括朝向

修正、风力附加、外门附加和高度附加耗热量。公共建筑围护结构的附加耗热量和住宅的计算相同，故不再赘述。

3． 冷风渗透耗热量

影响冷风渗透耗热量的因素很多，如门窗构造、门窗朝向、室外风速与风向、室内外空气温差、建筑高度以及建筑内部通道状况等。对于多层建筑，由于房屋建筑不高，在工程设计中，冷风渗透耗热量主要考虑风压的作用。对于高层建筑，则应考虑风压和热压综合作用的结果。

计算冷风渗透耗热量的常用方法有缝隙法、换气次数法和百分数法。 高层建筑的冷风渗透耗热量一般采用缝隙法计算。.缝隙法，通过计算不同朝向的门、窗缝隙的长度以及风压与热压综合作用下，每米长度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。

对于多层和高层民用建筑，加热由门窗缝隙渗入室内的冷空气的耗热量，可按下式计算

()2

0.278L p w n w Q c t t ρ''=- W （3-2）

式中

2

Q '——冷风渗透耗热量，W ；

p

c ——冷空气的定压比热容，p

c =1.005kJ/(kg ·K)；

w ρ——供暖室外计算温度下的空气密度，

（ kg/m3）； L ——渗透冷空气量，m 3/h ；

n

t 、

w

t '——室内、外供暖计算温度，℃；

0.278——单位换算系数，1kJ/h ＝0.278W 。

由式（3-2）可知，在室内外温差一定时，冷风渗透耗热量主要取决于渗透冷空气量L 。渗透冷空气量L （m 3/h ）可根据不同的朝向，并按下式确定

0=b

L lL m （3-3a ）

式中 L 0——在基准高度单纯风压作用下，不考虑朝向修正和建筑物内部隔断情况时，通过每米门窗缝隙进入室内的理论渗透冷空气量 [m 3/(m ·h)]；，按式3-3b 确定。

l ——外门窗缝隙的计算长度（m ），应分别按各朝向可开启的门窗缝隙长度计算；

m ——风压和热压共同作用下，考虑建筑体形、内部隔断和空气流通等因素，不同朝向、不同高度的门窗冷风渗透压差综合修正系数，按式3-3c 确定； b ——门窗缝隙的渗风指数，0.56~0.78b =，当无实测数据时，可取0.67b =；

其中，0b

m L 表示通过每米门、窗缝隙进入室内的实际渗透冷空气量。 1）通过每米门、窗缝隙进入室内的理论渗透空气量L 0

通过每米门窗缝隙进入室内的理论渗透冷空气量L 0，是指在基准高度时单独风压作用下，不考虑朝向修正和建筑隔断情况时，通过每米门窗缝隙进入室内的理论渗透冷空气量按下式计算：

2

010(/2)b w L a v ρ= （3-3b ） 式中1a ——外门窗缝隙的渗风系数，()

3/b m m h Pa ⋅⋅，当无实测数据时，

可根据建筑外窗空气渗透性能分级的相关标准，按表3-1采用

0 ——基准高度（我国气象部门规定，风速观测的基准高度是010h m

=）冬季室外最多风向下的平均风速，/m s ； 2）冷风渗透压差综合修正系数m 。

实际上通过每米缝隙冷风渗透量影响因素很多，因此，根据理论渗透空气量计算实际渗透冷空气量时，m 是综合考虑在风压和热压共同作用下，不同建筑物体型、内部隔断和空气流通等因素后，不同朝向、不同高度门、窗的冷风渗透压差综合修正系数。

实际的冷风渗透现象，是风压和热压共同作用的结果，处于迎风面的外门窗，由于受风压作用，将使单独靠热压形成的中和面向上移，即渗入空气的楼层数会有所增加。而处于背风面的外门窗，由于室外是负压，将使单独靠热压星形成的中和面下移，则渗入空气的楼层数就会有所减少，如此，就有可能在同一间房内，因朝向不同而渗透风量不等，甚至有的朝向的房间渗入空气，而另一朝向的房间则渗出空气。

《暖通规范》推荐，冷风渗透压差综合修正系数m 值按下式计算：

()1/b r f h m C C n C C =∆+ （3-3c ）

式中r C ——热压系数。当无法精确计算时，可按表3-2采用