采暖负荷计算

a(tn t w ) 2 Rmin m· ℃/Ｗ t y an
二、围护结构的修正耗热量
1.朝向修正耗热量
• 朝向修正耗热量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。**
2.风力修正耗热量 • 风力修正耗热量是考虑室外风速变化而对 围护结构耗热量的修正。 • 对建在不避风的高地、河边、海岸、旷野 上的建筑物以及营区内特别突出的建筑物 ，应考虑垂直外围护结构附加5％～10％ 。
2.重力循环热水供暖系统的主要形式
i=0.5%～1%
8
2
双管 单管
4 5 1 3
6 7
i=0.5%～1% i=0.5%～1%
11
9 (b)
重力循环供暖系统
(a)
10
• 为了使系统内的空气能顺利地排除， 对于上供下回式自然循环热水供暖系 统，其供水干管必须有向膨胀水箱方 向上升的坡向，其坡度宜采用0.5％ ～1.0 %；散热器支管的坡度一般取 1%。为保证系统中的水能通过回水干 管顺利地排出，回水干管应有向锅炉 方向向下坡向，其坡度一般为0.5％ ～1%。
Q aKF(t n t w ) W
α ——围护结构的温差修正系数，主 要用于计算与大气不直接接触的外围 护结构基本耗热量 。
Байду номын сангаас号
1 2
α 值 外墙，平屋顶及其直接接触室外空气的楼板等 1.00 带通风间层的平屋顶，坡屋顶闷顶及与室外空 0.90 气相通的不供暖地下室上面的楼板等 与有外门窗的不供暖楼梯间相邻的隔墙： 多层建筑 0.70 高层建筑 0.60 不供暖地下室上面的楼板： 当外墙上有窗户时 当外墙上无窗户且位于室外地坪以上时 外墙上无窗户且位于室外地坪以下时 与有外门窗的不供暖房间相邻的隔墙 0.75 0.60 0.40 0.70
4.要考虑建筑物的热稳定性，即由于室外温 度或室内产生的热量发生变化而使经过围 护结构的热流发生变化时，室内保持原有 温度的能力。对于不同的建筑物，若在相 同的热流变化下，室温波动越小则建筑物 的热稳定性越好； 5.建筑物围护结构的厚度，应根据技术经济 比较确定。但其传热热阻不得小于按下式 确定的数值：
3.膨胀水箱的作用
• 容纳膨胀体积； • 排气； • 定压。
二、机械循环热水供暖系统 • 系统中设置了循环水泵，靠水泵的 机械能使水在系统中强制循环。 （一）主要形式 1.机械循环上供下回式热水供暖系统
立管
I
3 II
4
III
IV
V
3
1
2
机械循环上供下回式热水供暖系统
• 机械循环系统除膨胀水箱的连接位置与自然 循环系统不同外，还增加了循环水泵和排气 装置。 • 在机械循环系统中，水流速度往往超过自水 中分离出来的空气气泡的浮升速度。为了使 气泡不致被带入立管， 供水干管应按水流方 向设上升坡度 ，使气泡随水流方向流动汇集 到系统的最高点，通过设在最高点的排气装 置，将空气排出系统外。供回水干管的坡度 宜采用0.3％，不得小于0.2％。回水干管的 坡向与自然循环系统相同，应使系统水能顺 利排出。
第二节
室内热水供暖系统
• 以热水为热媒的供暖系统，称为热水供暖 系统。热水供暖系统是目前广泛使用的一 种供暖系统。居住和公共建筑常采用热水 供暖系统。
分类
• 1.按系统循环动力不同，可分为重力（自然）循 环系统和机械循环系统。靠水的密度差进行循环 的系统，称为重力循环系统；靠机械（水泵）力 进行循环的系统，称为机械循环系统。 • 2.按系统供、回水方式不同，可分为单管系统和 双管系统。热水经立管或水平供水管顺序流过多 组散热器，并顺序地在各散热器中冷却的系统， 称为单管系统。热水经供水立管或水平供水管平 行地分配给多组散热器，冷却后的回水自每个散 热器直接沿回水立管或水平回水管流回热源的系 统，称为双管系统。
温 差 修 正 系 数α 维护结构及其所处情况
3
4
5
1.室内计算温度tn
• 距地面2米以内人们活动区域的空气平均 温度。民用建筑的主要房间宜采用16～
20℃ 。**
2.供暖室外计算温度tw
• 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。 3.围护结构的传热系数K
• 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。
• 供暖系统的设计热负荷一般包括 ：围护结构的基本耗热量，围护 结构的附加耗热量，冷风渗透及 侵入耗热量，有时还需考虑建筑 物内部散热以抵消若干耗热量， 如人员较多的公共建筑应适当考 虑人体的散热量等。
一、围护结构的基本耗热量
• 围护结构基本耗热量指经过墙、窗、门、 地面和屋顶等，由于室内外的空气温差而 造成的从室内传向室外的热量。
一、重力（自然）循环热水供暖系统
1. 系统工作原理及其作用压力
• 当水在锅炉内加热后，水的密度减小；在 散热器内被冷却后，水的密度增加。整个 系统将因供回水密度差的不同而维持循环 流动。维持该系统循环流动的压力称为自 然作用压力。 • 重力循环热水供暖系统的循环作用压力的 大小取决于水温（水的密度）在循环环路 的变化。
供暖系统的分类（集中供暖）
• 热媒： 热水供暖系统；热风供暖系统。 • 散热方式： 对流供暖－散热器供暖系统； 辐射供暖－金属板辐射或顶棚、地板 辐射。
第一节
供暖系统的设计热负荷
• 供暖系统的热负荷，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。 • 供暖系统的设计热负荷，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Q。 • 供暖系统的热负荷与供暖系统的设计热负荷 并不相同。
• 建筑围护结构既要满足结构方面的要求， 也要满足建筑热工方面的要求。在技术上 主要的要求如下： 1.要满足建筑结构上的强度要求； 2.要保证在建筑结构内表面不结露，即外墙 及顶棚内表面温度不应低于室内空气的露 点温度； 3.围护结构内表面温度不应过份低于室内空 气温度，否则人体将因辐射散热过大而感 到不舒适；
• • • • •
北、东北、西北 0％ ～10％ 东、西 －5％ 东南、西南 －10％～－15％ 南 －15％～－25％ 选用朝向修正时，应考虑当地冬季日 照率，建筑物使用和被遮挡情况。对于冬 季日照率小于35％的地区，东南、西南和 南向修正率，宜采用-10％～0％，东、西 向可不加以修正。
综合上述，建筑物或房间在室外供暖 计算温度下，通过维护结构的总耗热量 Q1,可用下式表示
• Q1＝Q1.j +Q1.x W
3.高度修正耗热量
• 高度修正耗热量是考虑房间的高度对围护结 构耗热量的影响而附加的耗热量。 • 当房间高度在4m以下时，可以不考虑高度附 加。高度超过4m时，每高出1m附加2％，但 总的附加率不应大于15％。
综合上述，建筑物或房间在室外供暖 计算温度下，通过维护结构的总耗热 量Q1,可用下式表示
• 在双管系统中，由于各层散热器与锅炉的 高差不同，虽然进入和流出各层散热器的 供、回水温度相同（不考虑管路沿途冷却 的影响），但仍将形成上层作用压力大， 下层压力小的现象。如选用不同管径仍不 能使各层阻力达到平衡，由于流量分配不 均，必然要出现上冷下热的现象；而且楼 层数越多，上下层的作用压力差值越大， 这种现象就会越严重。在建筑物内，同一 竖向的各层房间的室温不符合设计要求的 温度，而出现上、下层冷热不均的现象， 通常称作系统垂直失调。
3.按系统的管道敷设方式不同，可分为垂直 式系统和水平式系统。 4.按热媒温度不同，可分为低温热水供暖系 统（热水温度低于 100 ℃）和高温热水供 暖系统（热水温度高于100℃）。 • 室内热水供暖系统大多采用低温水作为热 媒。设计供、回水温度多采用 75 ℃ /50 ℃ （也有采用 85 ℃ /60 ℃）。高温水供暖系 统一般宜在生产厂房中应用。设计供、回 水温度大多采用120～130℃/70～80℃。
采暖设计
1
供暖是指用人工方法向室内供给热量， 以创造适宜的生活或工作条件的技术。
• 供暖的主要目的就是不断地向房间供 给相应的热量，维持房间必须的温度 ，以改善工作和生活条件。
供暖系统的组成
• 热媒制备设施/热源； • 热媒输送管道； • 热媒利用设施/散热设备。
供暖方式
• 1.局部供暖：将热源和散热设备合并成一个 整体，分散设置在各个房间里，叫做局部供 暖。如火炉、火墙、火炕、电红外线供暖、 等均属于局部供暖。 • 2.集中供暖：热源和散热设备分别设置，热 源通过热媒管道向各个房间或各个建筑物供 给热量的供暖系统，称为集中式供暖系统。 以热水和蒸汽作为热媒的集中采暖系统可以 较好地满足人们生活、工作以及生产对室内 温度的要求，并且卫生条件好，减少了对环 境的污染。
4
5
6
a b
>h
3 1 2
机械循环下供下回式系统
3.中供式
水平供水干管敷设在系统中部。 • 下部：上供下回； • 上部：下供下回 上供下回
4.机械循环下供上回式（倒流式）供 暖系统
• 系统的供水干管设在下部，而回水干 管设在上部，顶部还设置有顺流式膨 胀水箱。
3 i i
i 1 2
i
机械循环下供上回（倒流式）热水供暖系统
单管水平串联式图
1—冷风阀；2—空气管
单管水平跨越式
1—冷风阀；2—空气管
（二）水平失调与垂直失调
• 在机械循环系统中，由于作用半径较大， 连接立管较多，因而通过各个立管环路的 压力损失较难平衡。有时靠近总立管最近 的立管即使选用了最小的管径DN15，仍有 很多剩余压力。初调节不当时，会出现近 处立管流量超过要求，而远处立管流量不 足。在远近立管处出现流量失调而引起在 水平方向冷热不均的现象，称为系统的水 平失调。
5
h1
1
ρg
3 4
h
ρh
2 A P左 A
h0
P右
断面A-A右侧的水柱压力为
P 1 g (h0 h hh h 1g )
断面A-A左侧的水柱压力为
• 作用压力
P P 1 P 2＝gh( h g )
• 起循环作用的只有散热器中心和锅炉中心之 间这段高度内的水柱密度差。如果取供水温 度95℃，回水70℃；则每m高差可产生的作用 压力为： • 9.81×1×（977.81－961.92）=156 Pa。 • 重力循环热水供暖系统维护管理简单，不需 消耗电能。但由于其作用压力小、管中水流 速度不大，所以管径就相对大一些，作用范 围也受到限制。自然循环热水供暖系统通常 只能在单幢建筑物中使用，作用半径不宜超 过50m。
• Q1＝Q1.j +Q1.x W
三、加热进入室内冷空气所需热量
1.冷风渗透耗热量 • 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 ，被加热后又逸出室外。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 ，称为冷风滲透耗热量。 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。
2.机械循环下供下回式双管系统
• 系统的供水和回水干管都敷设在底层散热器 下面。在设有地下室的建筑物中或在平屋顶 建筑棚下难以布置供水干管的场合，常采用 下供下回式系统。 • 下供下回式系统排除空气的方式主要有两种 ：通过顶层散热器的冷风阀手动分散排气。 或通过专设的空气管手动或自动集中排气。 为避免立管中的水通过空气管串流，集气装 置的连接位置，应比水平空气管低h米以上， 即应大于图中a和b两点在供暖系统运行时的 压差值。
第四节 散热器
• 散热器的功能是将供暖系统热媒所携带的热 量通过散热器壁面传给房间。 • 对散热器的基本要求主要有以下几点： 1. 热工性能方面的要求 散热器的传热系 数 K 值越高，说明其散热性能越好。可以采 用增加外壁散热面积（在外壁上加肋片）， 提高散热器周围空气流动速度和增加散热器 向外辐射散热的比例等措施来提高散热器的 传热系数。
5.异程式系统与同程式系统
• 通过各个立管的循环环路的总长度 不相等。这种布置形式称为异程式 系统。
• 同程式系统的特点是通过各个立管 的循环环路的总长度都相等 。
4
立管 I II III IV
3
1 2
同程式系统
6.水平式系统
• 按供水管与散热器的连接方式可分为 顺流式和跨越式。
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