《课程讲解》-1 供热系统的设计热负荷
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Ø 研。究表明：人体着衣适宜，保暖充分且处于安静
状态时，室温20℃较舒适，18℃时无冷感，15℃ 时产生明显冷感。
Ø 规范规定：
民用建筑的主要房间 16-24℃； 公共建筑和工业建筑值班温度 5℃; 采用地板辐射供暖时 18-19℃
值班供暖温度------5 ℃保证室内工艺设备不冻结
➢ 对层高超过4 m的房间，地面、天棚、外墙和
冬季 t
－ 9℃
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22时 间24
二、围护结构基本耗热量计算
q/ kF (tntw / )a
Q1/,j q/
a——围护结构温差修正系数
注意：
• 不同材料（K不同），分开计算； • 不同朝向，分开计算，按逆时针或顺时针顺序计算； • 对一侧不与室外气温直接接触的围护结构（如楼板、
5. F
原则：按散热面积丈量
心屋 门 表外
线顶 、 面墙
——
—— ——
计、 窗 （
算地
除
。面
底按
外 层本
墙 ）层
外 净 计地
墙 空 高面
内 尺 ，上
表 寸 按表
面
外面
与
廓到
内
尺上
墙
寸层
中
计地
宽面
。上
地下室面积丈量
从与室外地面相平的墙面开始划分四个地带
Notice of K (sup.)
• 手册有常见新型节能建筑的围护结构（窗户、
a tn th tn tw/
见附录1-2。实测统计值。大小取决于不 供暖房间的保温状况、通风情况及周围环
境。
• 封闭阳台温差修正系数：
南向——0.5 北向——0.7 东西向——0.6
4. 围护结构的传热系数k
1）匀质多层材料的k 2）两种以上材料组成、两向非匀质围护结构的k 3）空气间层的k 4）地面的k
各房间的内外隔墙），
• 当内外温差△t<5℃时，可不计算其传热耗热量;
△t<5℃，且通过隔墙和楼板的传热量大于该房 间热负荷的10%时，尚应计算其传热量 。
1．室内计算温度tn
指距地面2m以内人们活动地区的平均空温度,各处 温度不同，随高度而变化 其主要取决于：建筑房间使用功能对舒适性的要求 与地区、冷热源情况、经济条件和节能要求等因素有关
+ Q10 --Q5
--Q2
3.建筑物或房间得失热量的途径：
失热量有：
1) 围护结构传热耗热量Q1； 2) 冷风渗透耗热量Q2； 3) 冷风侵入耗热量Q3； 4) 水分蒸发耗热量Q4； 5) 加热运入冷物料和运输工具的耗热量Q5；
6) 通风耗热量 Q6；
得热量有:
7) 工艺设备散热量(生产车间最小负荷班的) Q7； 8) 非供暖通风系统的其他管道和热表面的散热量Q8； 9) 热物料的散热量Q9； 10)太阳辐射得热量Q10； 11)通过其它途径散失或获得的热量Q11。
很小接近稳态
• 室内温度允许有一定波动
实践证明此法可行。 （讨论：为什么，什么情况下不可以采用稳态计算法）
北京室外气温和室内控制温度比较
温 度(℃)
35 30 25 20 15 10
5 0 -5 -10 -15
0
28.6℃ 18℃
夏季 t
26℃
夏季室内控制温度 冬季室内控制温度
夏季室外气温 冬季室外气温
大纲要求
• 重点：熟练掌握供暖系统负荷计算基本原理、组成、
及各项修正系数的物理意义。
• 理解：围护结构最小热阻与经济热阻的意义。 • 难点：得热量和失热量的热平衡、围护结构热工性能
第一节 供暖系统的设计热负荷
«暖通规范»规定
累年日平均温度稳定低于或 等于5 ℃的日数大于 或等于90天的地区，宜采用集中供暖；
外墙、屋顶）的传热系数，可直接查取。
• 资料中的外墙传热系数是考虑热桥后的平均传
热系数，可直接应用。
• 当房间地面沿外墙有供暖管道地沟时，该房间
可不计算地面耗热量。
• 封闭阳台内窗户及阳台门上部可按双层窗考虑。
第三节 围护结构附加耗热量
一、朝向修正耗热量 Qch
• 影响因素：
室内设计温度tn 、室外设计温度t’w 、围护结构 它是设计供暖系统的最基本依据。 计算目的：
▪ 设计散热器 ▪ 设计输送管道 ▪ 设计热源
Ø Next:如何确定设计热负荷（计算原理）
？
热负荷的确定
Q/ Qs/hQd/ Q1/ Q2/ Q3/ Q1/ 0
--Q6 --Q1
--Q4 --Q3
门窗分别采用不同的室内温度。
地面耗热量 屋顶、天窗耗热量 门、窗、墙耗热量
工作地点空气温度 tg； 屋顶下空气温度 td=tg+△t(H-2); 室内平均温度 tp,j=(tg+td)/2
△t——温度梯度。一般由实验测定或按同类厂房已有资料确定无资 料时取0.3-1.5℃/m
源自文库H——屋顶距地面高度
2. 供暖室外计算温度tw/
• 确定原则：
1）围护结构热惰性原理。 2）不保证天数法。
规范规定:采用历年(20年)平均每年不保证5天的 日平均温度,一般取整值。
• 新版手册tw/有所提高。
3. 温差修正系数a
Ø 何时进行温差修正？
Ø 如何修正？
室 外
tw
非 供 暖
th
房
间
供 暖 房
tn
间
q/ kF(tn th) akF(tn tw/ )
1.供暖系统的热负荷 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。
❖ 它随着建筑物得失热量的变化而变化。
Q 随tw变化。如何确定设计依据？
• 供暖系统的设计热负荷——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Q’。
Q / Q 1 /,j Q 1 /,xQ 2 / Q 3 /
围护结构 基本耗热量
围护结构 冷风渗透 冷风侵入 附加耗热量 耗热量 耗热量
• 一、围护结构的传热过程
1、目前普遍采用的方法——稳态计算方法
Q = K F (tn - tw)a
实际过程为非稳态传热过程
按稳态传热计算围护结构耗热量的原因
•由于不稳定传热计算比较复杂 •冬季室内外平均温差比室外温度日波动值大 • 连续供暖，室外温度波动时，引起内表面温度波动
第一节 供暖系统的设计热负荷
4. 采暖系统热负荷的建立基础—保持室内温度下的 热平衡
在任一时刻，在室内温度恒定的情况下， 房间失热量=房间得热量
Q补充=Q失―Q得
tR=20℃
Q失
Q得
供暖设计热负荷的基本公式
Q / Q 1 /Q 2 /Q 3 /Q 1 / 0
基本耗热量
Q
/ 1,
j
Q
/ 1,x
附加耗热量
状态时，室温20℃较舒适，18℃时无冷感，15℃ 时产生明显冷感。
Ø 规范规定：
民用建筑的主要房间 16-24℃； 公共建筑和工业建筑值班温度 5℃; 采用地板辐射供暖时 18-19℃
值班供暖温度------5 ℃保证室内工艺设备不冻结
➢ 对层高超过4 m的房间，地面、天棚、外墙和
冬季 t
－ 9℃
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22时 间24
二、围护结构基本耗热量计算
q/ kF (tntw / )a
Q1/,j q/
a——围护结构温差修正系数
注意：
• 不同材料（K不同），分开计算； • 不同朝向，分开计算，按逆时针或顺时针顺序计算； • 对一侧不与室外气温直接接触的围护结构（如楼板、
5. F
原则：按散热面积丈量
心屋 门 表外
线顶 、 面墙
——
—— ——
计、 窗 （
算地
除
。面
底按
外 层本
墙 ）层
外 净 计地
墙 空 高面
内 尺 ，上
表 寸 按表
面
外面
与
廓到
内
尺上
墙
寸层
中
计地
宽面
。上
地下室面积丈量
从与室外地面相平的墙面开始划分四个地带
Notice of K (sup.)
• 手册有常见新型节能建筑的围护结构（窗户、
a tn th tn tw/
见附录1-2。实测统计值。大小取决于不 供暖房间的保温状况、通风情况及周围环
境。
• 封闭阳台温差修正系数：
南向——0.5 北向——0.7 东西向——0.6
4. 围护结构的传热系数k
1）匀质多层材料的k 2）两种以上材料组成、两向非匀质围护结构的k 3）空气间层的k 4）地面的k
各房间的内外隔墙），
• 当内外温差△t<5℃时，可不计算其传热耗热量;
△t<5℃，且通过隔墙和楼板的传热量大于该房 间热负荷的10%时，尚应计算其传热量 。
1．室内计算温度tn
指距地面2m以内人们活动地区的平均空温度,各处 温度不同，随高度而变化 其主要取决于：建筑房间使用功能对舒适性的要求 与地区、冷热源情况、经济条件和节能要求等因素有关
+ Q10 --Q5
--Q2
3.建筑物或房间得失热量的途径：
失热量有：
1) 围护结构传热耗热量Q1； 2) 冷风渗透耗热量Q2； 3) 冷风侵入耗热量Q3； 4) 水分蒸发耗热量Q4； 5) 加热运入冷物料和运输工具的耗热量Q5；
6) 通风耗热量 Q6；
得热量有:
7) 工艺设备散热量(生产车间最小负荷班的) Q7； 8) 非供暖通风系统的其他管道和热表面的散热量Q8； 9) 热物料的散热量Q9； 10)太阳辐射得热量Q10； 11)通过其它途径散失或获得的热量Q11。
很小接近稳态
• 室内温度允许有一定波动
实践证明此法可行。 （讨论：为什么，什么情况下不可以采用稳态计算法）
北京室外气温和室内控制温度比较
温 度(℃)
35 30 25 20 15 10
5 0 -5 -10 -15
0
28.6℃ 18℃
夏季 t
26℃
夏季室内控制温度 冬季室内控制温度
夏季室外气温 冬季室外气温
大纲要求
• 重点：熟练掌握供暖系统负荷计算基本原理、组成、
及各项修正系数的物理意义。
• 理解：围护结构最小热阻与经济热阻的意义。 • 难点：得热量和失热量的热平衡、围护结构热工性能
第一节 供暖系统的设计热负荷
«暖通规范»规定
累年日平均温度稳定低于或 等于5 ℃的日数大于 或等于90天的地区，宜采用集中供暖；
外墙、屋顶）的传热系数，可直接查取。
• 资料中的外墙传热系数是考虑热桥后的平均传
热系数，可直接应用。
• 当房间地面沿外墙有供暖管道地沟时，该房间
可不计算地面耗热量。
• 封闭阳台内窗户及阳台门上部可按双层窗考虑。
第三节 围护结构附加耗热量
一、朝向修正耗热量 Qch
• 影响因素：
室内设计温度tn 、室外设计温度t’w 、围护结构 它是设计供暖系统的最基本依据。 计算目的：
▪ 设计散热器 ▪ 设计输送管道 ▪ 设计热源
Ø Next:如何确定设计热负荷（计算原理）
？
热负荷的确定
Q/ Qs/hQd/ Q1/ Q2/ Q3/ Q1/ 0
--Q6 --Q1
--Q4 --Q3
门窗分别采用不同的室内温度。
地面耗热量 屋顶、天窗耗热量 门、窗、墙耗热量
工作地点空气温度 tg； 屋顶下空气温度 td=tg+△t(H-2); 室内平均温度 tp,j=(tg+td)/2
△t——温度梯度。一般由实验测定或按同类厂房已有资料确定无资 料时取0.3-1.5℃/m
源自文库H——屋顶距地面高度
2. 供暖室外计算温度tw/
• 确定原则：
1）围护结构热惰性原理。 2）不保证天数法。
规范规定:采用历年(20年)平均每年不保证5天的 日平均温度,一般取整值。
• 新版手册tw/有所提高。
3. 温差修正系数a
Ø 何时进行温差修正？
Ø 如何修正？
室 外
tw
非 供 暖
th
房
间
供 暖 房
tn
间
q/ kF(tn th) akF(tn tw/ )
1.供暖系统的热负荷 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。
❖ 它随着建筑物得失热量的变化而变化。
Q 随tw变化。如何确定设计依据？
• 供暖系统的设计热负荷——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Q’。
Q / Q 1 /,j Q 1 /,xQ 2 / Q 3 /
围护结构 基本耗热量
围护结构 冷风渗透 冷风侵入 附加耗热量 耗热量 耗热量
• 一、围护结构的传热过程
1、目前普遍采用的方法——稳态计算方法
Q = K F (tn - tw)a
实际过程为非稳态传热过程
按稳态传热计算围护结构耗热量的原因
•由于不稳定传热计算比较复杂 •冬季室内外平均温差比室外温度日波动值大 • 连续供暖，室外温度波动时，引起内表面温度波动
第一节 供暖系统的设计热负荷
4. 采暖系统热负荷的建立基础—保持室内温度下的 热平衡
在任一时刻，在室内温度恒定的情况下， 房间失热量=房间得热量
Q补充=Q失―Q得
tR=20℃
Q失
Q得
供暖设计热负荷的基本公式
Q / Q 1 /Q 2 /Q 3 /Q 1 / 0
基本耗热量
Q
/ 1,
j
Q
/ 1,x
附加耗热量