热负荷、冷负荷与湿负荷计算

热负荷、冷负荷与湿负荷计算
基本概念： 冷负荷：为了保持建筑物的热湿环境，在单位 时间内需向房间供应的冷量； 热负荷：为了补偿房间失热在单位时间内需向 房间供应的热量； 湿负荷：为了维持房间相对湿度，在单位时间 内需从房间除去的湿量。
1室内空气计算参数 2冬季建筑的热负荷 3夏季建筑围护结构的冷负荷 4室内热源散热引起的冷负荷 5湿负荷 6新风负荷 7空调室内冷负荷与制冷系统的冷负荷

Qc Ai Ki tom ta t R
式中 Ai－内围护结构的面积，m2；
(2 8)
o Ki－内围护结构的传热系数，W/m2·C；
to· －夏季空调室外计算日平均温度 ， oC； m Δta－附加温升， oC，可查表确定(表2－10)。
3、外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷
（3）外门开启附加率：
外门开启附加率 5 建筑性质 公共建筑或生产厂房 民用建筑或工厂的辅助建筑，当其楼层为n时 无门斗的双层外门 有门斗的双层外门 无门斗的单层外门 附加率 (%) 500 100n 80n 65n 表2－
注意： 外门是指建筑物底层入口的门，而非各层每户的外门； 外门附加率，只适用于短时间开启的、无热空气幕的外门； 阳台门不应计入外门附加。
以修正系值Kα， Kα 的取值见表2－8； (3)当内表面换热系数变化时，冷负荷计算温度tc(τ)＋td可不进行修正； (4)如考虑大气污染及外墙和屋面颜色的影响，冷负荷计算温度tc(τ)＋td应乘以 修正系值Kρ， K ρ 的取值见表2－9。 因此，对于不同的设计地区，外墙、屋面瞬变传热引起的冷负荷应为：
（4）高度附加： 为考虑室内竖向温度梯度的影响，可采用下述处理方法：
对房间各部分围护结构均采用同一室内温度计算耗热量，当房间高于4m时
计入高度附加。 《规范》第3.2.7条：民用建筑和工业建筑（楼梯间除外）的高度附加率，
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%。
该方法简单，对于某一具体房高只有一个高度附加系数；但不能根据建筑物 的不同性质区别对待，只适用于室内散热量较小，上部空间温度增高不显著的
t to.m t d
式中to.m－夏季空调室外计算日平均温度，《规范》规定取历年
平均不保证5天的日平均温度(˚C)；
β－室外空气温度逐时变化系数，按表2－1确定； ∆td－夏季空调室外计算平均日较差(˚C)，可查表或按下式
确定：
t o. s t o.m t d 0.52
to.s －夏季空调室外计算干球温度。
Βιβλιοθήκη Baidu 一、围护结构瞬变传热形成冷负荷的计算方法
1、外墙和屋面瞬变传热引起的冷负荷

外墙和屋面瞬变传热引起的冷负荷 Q c 可按下式计算：
Qc AK tc t R
式中



(2 5)
A－外墙和屋面的面积，m2； tR－室内计算温度，oC ；
o K－外墙和屋面传热系数，W/m2·C，根据外墙和屋面结构查表确定；
tc(τ)－外墙和屋面冷负荷计算温度， oC，根据附录查表确定；
注意： (1) 附录中外墙和屋面冷负荷计算温度是以北京地区气象参数计算确定的，
对于不同设计地区，冷负荷计算温度应为tc(τ)＋td， td可查表确定；
注意：
o (2) 当外表面换热系数不等于18.6W/(m2·C)时，冷负荷计算温度tc(τ)＋td应乘
单、双层 均有
双层
20
15
30
25
35
30
夏季建筑围护结构的冷负荷
1、冷负荷计算方法：冷负荷系数法，基础是传递函数法.将 围护结构或空调房间连同空气视为热力系数将外扰或室内得 热作为系统的输入，当计算某建筑物空调冷负荷时，按条件 查出相应的冷负荷温度与冷负荷系数，用稳定传热方法，便 于手算。 2、冷负荷产生原因：室内外温差，太阳辐射，人体、照明、 设备散热。
—为加热渗入冷空气耗热量,w 0.278—单位换算系数 1KJ/h=0.278w
L—经门窗缝隙渗入室内的冷空气量
对多层建筑可按换气次数法计算,查表2-6
ao
to ,h
—室外空气密度kg/m3 Cp —空气压比热 1kJ/kg. ℃ —采暖室外计算温度, ℃
渗透冷空气量，按下式计算：
L=kV
式中V—房间体积，m3
通过外玻璃窗瞬变传热而产生的冷负荷，按下式计算：
Qc cw Aw K w tc td t R
建筑物，如民用建筑及辅助建筑物等。
注意： 高度附加率应加在基本耗热量和其他附加耗热量的总和上。
二、门窗缝隙渗入室内的冷空气的耗热量
由于缝隙宽度不一，风向、风速和频率不一，因此渗入冷 空气量很难准确计算。《规范》推荐，可按下式计算：
Qi 0.278 LaoC p (t R tOh )
.
.
Qi
k—换气次数，次/h。当无实测数据时，按下表2-6采
用：
房间类型 一面有外窗 两面有外窗 三面有外窗
k
0.5 0.5～1 1.0～1.5
门厅
2
百分数法 对于工业建筑，门、窗缝隙渗入室内的冷空气的渗透耗热 量占围护结构总耗热量的百分率（%）可按下表估算：
门、窗缝隙渗入冷空气的渗透耗热量占围护结构总耗热量的百分率（%） 建筑物高度 玻 璃 窗 层 数 单层 <4.5 （m） 25 4.5-10.0 （m） 35 >10.0 （m） 40
3、冬季空调室外空气计算温度、相对湿度
①冬季空调室外空气计算温度的用途：在冬季利用空调 供暖时，计算围护结构的热负荷和新风负荷均用此温 度。 ②确定原则：规范规定历年平均不保证1天的日平均温 度作为冬季空调室外空气计算温度。 ③相对湿度：《规范》规定，采用历年最冷月（一月份） 相对湿度的平均值作为冬季空调室外空气计算相对湿度。
室内外空气计算参数
一 、室外空气计算参数
• （1）室外空气计算参数：指在负荷计算中所采用的室外空 气参数。 • （2）确定室外空气计算参数：按现行的《采暖通风与空气 调节设计规范》（GB50019-2003）中规定的计算参数。 • （3）我国确定室外空气计算参数的基本原则：按不保证天 数法，即全年允许有少数时间不保证室内温湿度标准，若 必须全年保证时，参数需另行确定。 • （4）室外空气计算参数的分类：
二、室内空气计算参数
确定原则： (1)建筑房间使用功能对舒适性的要求； (2)地区、冷热源情况、经济条件及节能要求。 选取的依据： 《采暖通风与空气调节设计规范》（GBJ 19-87）中的 规定。(2005版)
基本参数
1、设计集中采暖时，冬季室内计算温度 (1)民用建筑房间：宜采用16-20℃； 丹麦的Fanger教授依据人体热平衡建立起热舒适方程，进 而确定预期平均价（PMV）指标。 研究表明：室温20℃比较舒 适，18℃无冷感，15℃有明显冷感。 (2)生产厂房室内温度： 轻作业 中作业 不应低于15 ℃ (通常取15～18 ℃) 不应低于12 ℃ (通常取12～15 ℃)
Qc AKk k tc td t R

(2 7)
2、内围护结构冷负荷
（1）当邻室为通风良好的非空调房间时：
通过内墙和楼板温差传热而产生的冷负荷按式(2－5)计算； （2）当邻室有一定发热量时：
通过空调房间的隔墙、楼板、内窗、内门等内围护结构的温差
传热而产生的冷负荷，可处理为稳定传热，按下式计算：
注意：应根据当地日照率、辐射照度、建筑物使用和被遮挡情况选用 修正率。冬季日照率小于35%的地区，东南、西南和南向围护结构的修正率， 宜采用－10%～0%，东、西向可不修正。
（2）风力附加率： 建筑在不避风的高地、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，垂直的外围护结构附加5%～10%。
注：当工艺或使用条件有特殊要求时，各类建筑物的室内温度， 可参照有关专业标准、规范的规定执行。
2、冬季空气调节室内计算参数 《规范》第2.1.3条： (1)、舒适性空气调节室内计算参数： 温 风 度 速 应采用18～22 ℃ 应采用40%～60% 不应大于0.2m/s 相对湿度
(2)、工艺性空气调节室内计算参数：
温湿度基数及其允许波动范围，应根据工艺要求确定，工作
区的风速，不宜大于0.3m/s。
3、夏季空气调节室内计算参数 《规范》第2.1.6条： (1)舒适性空气调节室内计算参数： 温 度 应采用24-28 ℃ 应采用40%-65% 不应大于0.3m/s
相对湿度 风 速
(2)工艺性空气调节室内计算参数：
Aj
② K j 的确定。
2、围护结构附加耗热量
《规范》第3.2.6条：围护结构的附加耗热量，应按其占基本耗热量的 百分率确定。各项附加（或修正）百分率，宜按下列规定的数值选用： （1）朝向修正率： 北、东北、西北 东、西 东南、西南 南 0%～10% －5% －10%～－15% －15%～－30%
.
.
Q j —j部分围护结构的基本耗热量，W
A j —j部分围护结构的基本传热面积，㎡ K j —j部分围护结构的基本传热系数, W/㎡〃℃ t R —冬季室内计算温度，℃； to.w —冬季室内计算温度，℃； —围护结构的温差修正系数，无量纲，见表2-4
① 的确定： a、外墙高度，本层地面到上层地面（中间层）。 底层：由地面下表面到上层地面。 顶层：平屋顶到屋顶外表面。 斜屋面：到门顶的保温层表面。 长：外表面到外表面，外表面到中心线，中心线到中 心线。 b、门、窗按净空尺寸。 c、地面、屋顶面积，地面和门顶按内廓尺寸，平屋顶， 按外廓。 d、地下室，位于室外地面以下的外墙，按地面
5、夏季通风室外计算温度和夏季通风室外计算相对湿度：
①通风室外计算温度的确定：《规范》规定取历年最热月14 时的月平均温度的平均值。 ②通风室外计算相对湿度的确定：取历年最热月14时的月 平均相对湿度的平均值。 ③温度及湿度用途：计算消除余热余湿的通风及自然通风。 进风需冷却时，进风冷负荷也采用。
4.冬季采暖室外计算温度和冬季通风设计温度
①采暖室外计算温度的确定：《规范》规定取历年平均不 保证5天的日平均温度。 ②通风室外计算温度的确定：取累年最冷月平均温度。 ③采暖室外计算温度的用途：用于计算建筑物围护结构的 热负荷及消除有害物通风的进风热负荷（也即供暖系统设 计热负荷）， ④通风室外计算温度的用途：计算全面通风的进风热负荷。
一、围护结构的耗热量
围护结构耗热量包含内容： ①围护结构温差传热量。 ②缝隙渗入冷空气。 ③外门开启侵入的冷空气。 ④太阳辐射。 为简化计算，规范规定，围护结构的耗热量分为基本 耗热量和附加耗热量两部分。太阳辐射计及到附加耗热量中 去。
1、围护结构的基本耗热量
Q j A j K j (t R t o.w )
温湿度基数及其允许波动范围，应根据工艺需要并考虑必
要的卫生条件确定，工作区的风速，宜采用0.2-0.5m/s，当室
内温度高于30℃时，可大于0.5m/s。
冬季建筑的热负荷
采暖设计热负荷的确定依据：按平衡原理，即 热负荷=失热量-得热量 民用建筑： 失热量：围护结构耗热量、由门窗缝隙渗入冷空气、外门开启 侵入冷空气。 得热量：太阳辐射 工业建筑： 失热量：除上述民用建筑失热量项目，还有冷物料运输工 具、水分蒸发。 得热量：设备散热，热物料，太阳辐射
重作业
不应低于10 ℃ (通常取10～12 ℃)
注：该温度下限是根据《工业企业设计卫生标准》制定的。
(3) 辅助建筑物及辅助用房室温：
浴室 办公室 食堂 (25℃) (16～18℃) (14～16℃) 更衣室 技术资料室 （23℃） (16 ℃) 盥洗室(14～16 ℃) 托儿所、幼儿园、医务室 ( 20℃)
• 1、夏季空调室外计算干、湿球温度 • 确定原则：《规范》确定，夏季空调室外计算干球温度取室 外空气历年平均不保证50h的干球温度；湿球温度也同样。 • 历年平均：指1950～1980三十年平均。 • 用途：用于计算夏季新风冷负荷。 • 2、夏季空调室外计算日平均温度和逐时温度： • ①空调因围护结构传热的负荷计算原理：按不稳定传热过程 计算，因此，须知夏季空调室外计算日平均温度和逐时温度 • ②夏季空调室外逐时温度 (tτ)按下式计算：