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1、第二章 热(冷)、湿负荷,1,学习园地,负荷类型 空调冷负荷特点与形成特征 计算参数、计算方法（） 计算、确定负荷时需要考虑的因素,2 热湿负荷,2,学习园地,2 热湿负荷,冷、热和湿负荷的概念与类型 1、供暖负荷: 一般称为“热负荷” 2、通风负荷：有“通风量”、“通风冷负荷”、“通风热负荷” 3、空调负荷：冷负荷、热负荷、湿负荷 负荷计算的目的？ 它是选择设备、进行系统设计的依据,xe,2.1 HVAC负荷的基本概念,3,学习园地,2.2 室外空气计算参数与室内设计标准 室外空气计算参数（室外气象参数） （1）变化规律：时变、日变、季变、年变 （2）确定原则：按一定的“保证率”，与经济和技
2、术相关 （3）暖通规范规定,2 热湿负荷,2.2 室外空气计算参数与室内设计标准,4,学习园地,2 热湿负荷,a 供暖 ：冬季 b 通风：夏季、冬季、过渡季 c 空调：夏季、冬季（、过渡季） 注意：不同的负荷计算采用不同参数 （4）确定方法 a 计算法：根据气象部门的基础资料和“规范”规定的设计 参数确定 b 查取法：暖通空调气象资料集-清华大学 注意：气象资料的权威性；没有气象资料的地点的处理：纬度相同或相近，地理环境、气候条件相近。,xe,2.2 室外空气计算参数与室内设计标准,5,学习园地,2 热湿负荷,xe,2.2 室外空气计算参数与室内设计标准,6,学习园地,2 热湿负荷,2 室内设
3、计标准 （1）空调区域 （2）空调基数与精度：如：tn=251,505% （3）确定依据：满足人体热舒适要求和生产工艺要求。 有相应“规范”或“标准”规定的，按规定确定。 （4）影响因素:温度、相对湿度、流速、平均辐射温度、衣 着热阻等。 （5）规范规定 a 供暖： b 空调：舒适性空调、工艺性空调 c 通风：,xe,2.2 室外空气计算参数与室内设计标准,7,学习园地,2 热湿负荷,xe,2.2 室外空气计算参数与室内设计标准,8,学习园地,总体计算方法： （1）稳态（静态）计算方法 （2）动态计算方法 一般地，夏季冷负荷按动态方法计算 冬季热负荷按稳态方法计算 为什么？,2 热湿负荷,9,
4、学习园地,2 热湿负荷,10,学习园地,2 热湿负荷,供暖热负荷 一、 供暖负荷组成 1、得热量(Qd)：太阳辐射，人体、照明、设备散热。 2、失热量(Qs)：围护结构传热量、冷风渗透耗热量、冷风侵入耗热量等 3、热负荷组成：Q=Qs-Qd 注意：得热量不大的民用建筑可以忽略，作为安全余量，则：QQs；民用建筑计算热负荷时，主要计算围护结构传热量、冷风渗透耗热量。,xe,2.3 供暖负荷计算,11,学习园地,2 热湿负荷,二、 热负荷计算 （一）、围护结构传热量计算 围护结构传热量由：基本耗热量+附加（或修正）耗热量组成,即： Q1=Q1J+Q1X 1、基本耗热量计算 （1）计算方法：稳定传热
5、 （2）计算公式：Q1J=KF( tn-tw )a 式中: tn:供暖室内设计（或计算）温度；tw：供暖室外计算温度；F：传热面积，丈量方法如下：,xe,2.3 供暖负荷计算,12,学习园地,2 热湿负荷,墙：高取建筑层高，宽见图； 门、窗：取建筑门窗孔洞尺寸； 地、顶：见图。,xe,2.3 供暖负荷计算,13,学习园地,2 热湿负荷,：温差修正系数，=(tn-tl)/(tn-tw)，tl：邻室温度。 K：围护结构传热系数 注意：a、应考虑冷（热）桥作用，取加权平均值；b、应满足节能设计标准限值要求或建筑节能权衡计算要求;c、获取：一般由建筑节能计算给出；d、关于建筑节能与设计标准的有关概念。
6、 2、附加耗热量计算 （1）朝向修正 （对基本耗热量的修正） 北、东北、西北：0%10%；东、西：-5% 东南、西南、：-10-15%； 南：-15-30%,xe,2.3 供暖负荷计算,14,学习园地,2 热湿负荷,注：冬季日照率35%时，东南、西南和南向宜取-100%，东西不修正；日照被遮挡时，南向可按东西向、其它方向按北向修正；偏角15度时，按主朝向修正。 （2）风力附加：建筑物位于不避风的高低、河边、湖滨、海岸、旷野时，其垂直的外围护结构传热耗热量应附加5%。 （3）高度附加：房间高度大于4m时，应在基本耗热量与附加耗热量之和基础上计算高度附加率，每高出1m，附加2%，最大不应大于20%
7、。 注：住宅一般情况这2项都可以不考虑。,xe,2.3 供暖负荷计算,15,学习园地,2 热湿负荷,（4）外门开启附加（冷风侵入耗热量，对外门基本耗热量修正） 开启一般外门（如住宅、宿舍、幼儿园等） 一道门：65n% 二道门（有门斗）：80n% 三道门（二道门斗：60n% 开启频繁外门（如办公、学校、门诊部、商店等） 一道门：98130n% 二道门（有门斗）：120160n% 三道门（二道门斗）：90120n%,xe,2.3 供暖负荷计算,16,学习园地,2 热湿负荷,注：a、n为楼层数；外门是指建筑底层入口的门，不是各层入户的门，阳台门不应计算； b、外门最大附加不应大于500%。； c、外
8、门开启附加率仅适用短时间开启的、无热幕的外门； d、仅计算冬季经常开启的外门。 （5）技术措施-2009提出的附加：窗墙比过大的附加、两面外墙附加、间歇使用建筑附加,xe,2.3 供暖负荷计算,17,学习园地,2 热湿负荷,（二）、冷风渗透耗热量 计算公式：Q2=0.278 Cp L w(tn-tw) (W) Cp：空气定压质量比热,KJ/kg.,一般取1.01 w：空气密度,kg/m3 L：渗入室内的冷空气体积流量m3/h L的确定 1、多层建筑 （1）缝隙法（忽略热压作用和风速沿高度变化） L=(lL1n) l：房间某朝向可开启门窗缝隙长度,m,xe,2.3 供暖负荷计算,18,学习园地,
9、2 热湿负荷,L1：每m缝隙渗透的冷空气量m3/h.m,查表获取 n：朝向修正系数，查表获取。 （2）换气次数法：L=NV N：换气次数，V：房间体积m3 居住建筑房间换气次数如下：,xe,2.3 供暖负荷计算,19,学习园地,2 热湿负荷,2、高层建筑：考虑热压风压联合作用，以及室外风速沿高度变化，渗的冷空气量计算： L=(lL0mb) （ l:缝隙长度） L0:单位长度门窗缝隙深入的理论空气量,m3/h.m m：朝向综合修正系数，m=CrCf(n1/b+C)Ch Cr：热压系数； Cf：风压差系数 n：纯风压下朝向修正系数 C:门窗缝两侧有效热压差与风压差之比 Ch：高度修正系数 b：渗风
10、指数,b=0.56-0.78，无数据时，可取0.67,xe,2.3 供暖负荷计算,20,学习园地,2 热湿负荷,技术措施规定： 阳台门的冷风渗透量：按相应朝向和级别门窗冷风渗透2倍计算； 住宅防盗门：按2级窗计算； 普通外门：按1级窗计算； 住宅户门：楼梯间不供暖时，按2m3/h计算。 3、负荷概算：面积指标法 Q=qsF qs：面积指标,w/；F；建筑面积或供暖面积 注意：建筑面积真对整个建筑，供暖面积针对供暖房间。,xe,2.3 供暖负荷计算,21,学习园地,2 热湿负荷,技术措施规定： 阳台门的冷风渗透量：按相应朝向和级别门窗冷风渗透2倍计算； 住宅防盗门：按2级窗计算； 普通外门：按1
11、级窗计算； 住宅户门：楼梯间不供暖时，按2m3/h计算。,xe,2.3 供暖负荷计算,22,学习园地,2 热湿负荷,空调负荷 一、冷负荷 1、得热量与冷负荷 （1）得热量 外扰：室外空气温度；太阳辐射热 内绕：人体、照明、设备（电热、电动、电子）散热 （2）得热分类 a、得热：对流、辐射 b、得热：显热（与温度变化有关），潜热（与温度变化无关，与含湿量变化有关）。,xe,2.4 空调冷（热）湿负荷,23,学习园地,2 热湿负荷,（3）夏季空调区得热量包括,xe,2.4 空调冷（热）湿负荷,24,学习园地,2 热湿负荷,xe,2.4 空调冷（热）湿负荷,（3）得热形成冷负荷过程与特征：,25,学
12、习园地,2 热湿负荷,xe,2.4 空调冷（热）湿负荷,26,学习园地,2 热湿负荷,xe,2.4 空调冷（热）湿负荷,27,学习园地,2 热湿负荷,（1）材料蓄热能力 越强，冷负荷衰减越 大，滞后时间越长。 （2）蓄热能力与材 料容量有关，热容越 大，蓄热能力越强。 （3）热容量=材料 重量乘比热（建筑 比热差距不大）。 波动、延迟、衰减,xe,2.4 空调冷（热）湿负荷,28,学习园地,2 热湿负荷,2、冷负荷计算方法 （1）稳定传热与不稳定传热 （2）得热量与冷负荷是否区分 当量温差法（1946年，美国）:逐时计算，得热=冷负荷 谐波分解法 (50年代，前苏联) :逐时计算，得热=冷负荷
13、 反应系数法(1968年，加拿大) :逐时计算，得热冷负荷 -改进：传递函数法（1978年) （3）谐波反应法（我国，82年，基础-谐波分解法） （4）冷负荷系数法（我国，82年，基础传递函数法） （5）其它方法,xe,2.4 空调冷（热）湿负荷,29,学习园地,2 热湿负荷,xe,2.4 空调冷（热）湿负荷,谐波反应法 （1）把室外综合温度分解成稳定部分（日平均值）和波动部分（波动值）； （2）分别计算稳定部分和波动部分引起的传热得热量； （3）分别计算得热量形成的冷负荷，再相加得到各时刻总的冷负荷； （4）对总冷计算式进行处理，得到,某时刻通过围护结构传热形成的冷负荷CLQ=围护结构传热系
14、数K围护结构面积F围护结构的冷负荷温差t-,30,学习园地, = + = = t ,31,学习园地,2 热湿负荷,xe,2.4 空调冷（热）湿负荷,反应系数法 （1）把室外综合温度分解成多个简单温度扰动在时间上叠加； （2）建立室外扰动与室内冷负荷之间的对应关系（反应系数）； （3）对组成室外扰动的一系列简单扰动下的室内冷负荷进行叠加，求得总的传热冷负荷； （4）对总冷计算式进行处理，得到,某时刻通过围护结构传热形成的冷负荷CLQ=围护结构传热系数K围护结构面积F围护结构的逐时冷负荷温度差(tl.t-tn),CLQ=KF(tl.t-tn),32,学习园地, 1 (S), 2 (S), (s),
15、Q(s),CLQ(s), =( ), ：冷负荷温度逐时值,33,学习园地,2 热湿负荷,3、冷负荷系数法计算空调冷负荷 （1）围护结构冷负荷 外墙、屋顶温差传热形成的冷负荷 a、计算公式：CL=KF(tl.t-tn) K:传热系数，一般由建筑节能计算给出 F：传热面积 tn：空调室内设计（计算）温度 tl.t:逐时冷负荷计算温度 b、热作用（室外空气温差和太阳辐射热，即综合温度 （tz=tw+J/w）；,xe,2.4 空调冷（热）湿负荷,34,学习园地,2 热湿负荷,c、冷负荷计算温度的定义及来源 tl.t-tn=CL/K d、地点、外表面放热系数、吸收系数不同时的修正； e、对于非轻型外墙，
16、可采用平均综合温度代替 （tzp=twp+J/w） 玻璃窗温差传热形成冷负荷 a、计算公式：CL=KF(tl.t-tn) K:传热系数，一般由建筑节能计算给出 F：传热面积； tn：空调室内设计（计算）温度 tl.t:玻璃窗逐时冷负荷计算温度,xe,2.4 空调冷（热）湿负荷,35,学习园地,2 热湿负荷,b、热作用（室外空气温度）； c、冷负荷计算温度的定义及来源： tl.t-tn=CL/K d、地点不同时的修正。 日射得热形成冷负荷 a、透过玻璃窗的得热量：q=qt+q qt：透过玻璃窗直接进入室内的太阳辐射热 q：玻璃吸收太阳辐射热传入室内的热量,xe,2.4 空调冷（热）湿负荷,36,
17、学习园地,2 热湿负荷,b、日射得热因素 由于窗的类型、遮阳设施、太阳入射角及强度等因素组合太多，无法用数学函数表达，工程上采用所谓对比的计算方法，即采用计算简化、固定条件下的日射得热量。 条件： 标准玻璃：3mm，普通平板玻璃 外侧放热系数：18.6 内侧放热系数：8.7,xe,2.4 空调冷（热）湿负荷,37,学习园地,2 热湿负荷,以夏季7月为代表 日射得热因素：Dj=qt+q 经过大量统计、计算、相似分析给出了适合全国各地区（纬度带，带宽5度）的Djmax。 对非标准玻璃、不同窗框、遮阳设施，引入综合遮挡系数修正 Cz=CsC i Cs：窗玻璃遮阳系数, Cs=实际玻璃的日射得热量/标
18、准玻璃日射得热量 Ci：窗内遮阳系数,xe,2.4 空调冷（热）湿负荷,38,学习园地,2 热湿负荷,c、冷负荷计算 CL=CaFCzDjmaxCLQ F：窗口面积；Ca：窗有效面积系数 CLQ:冷负荷系数，注意 定义：CLQ=CL/Djmax 数据给出以北纬27.5度分南北区。 内围护结构冷负荷 按稳定传热计算 CL=KF( tl - tn ) tl：邻室计算温度，tl=twp+tl,xe,2.4 空调冷（热）湿负荷,39,学习园地,2 热湿负荷,twp：夏季空调室外日平均温度。 tl：邻室计算温度与夏季空调室外日平均温度差，可按下表取值： 邻室发热量 (w) tl 很少（如办公，走廊） 0
19、-2 23 3 23-116 5 关于地面冷负荷：一般情况地面温度低于室内温度，可 以不计算。,xe,2.4 空调冷（热）湿负荷,40,学习园地,2 热湿负荷,（2）设备散热形成的冷负荷 电动设备 a 电机工艺设备均在空调区 CL=（1000n1n2n3N/）CLQ b 电机在空调区，工艺设备不在空调区 CL=(1000n1n2n3N(1-/)CLQ c 电机不在空调区，工艺设备在空调区 CL=1000n1n2n3NCLQ N：电动设备安装功率，KW； ：电机效率 ，一般产品样本给出。,xe,2.4 空调冷（热）湿负荷,41,学习园地,2 热湿负荷,n1：利用系数 ,电机最大实耗功率与安装功率
20、之比，一般 可取0.7-0.9。 n2：电动机负荷系数，电机每小时平均实耗功率与最大功 率之比，一般可取0.4-0.5。 n3：同时使用系：电机同时使用的功率与安装功率之比， 一般可取0.5-0.9。 CLQ：冷负荷系数。 注：当空调系统间歇运行时，则，CLQ=1.0。,xe,2.4 空调冷（热）湿负荷,42,学习园地,2 热湿负荷, 电热设备 对于无保温密闭罩的电热设备： CL=1000n1n2n3n4NCLQ n1、n2、n3：含义同前。 n4：考虑排风带走热量的系数，一般取0.5。 电子设备 CL=（1000n1n2n3N/）CLQ n1、n2、n3：含义同前，其中n3根据情况而定，一般
21、： 计算机取1.0，仪表取0.5-0.9 注：公共建筑电器设备散热量可参照节标 表B.0.7-1。,xe,2.4 空调冷（热）湿负荷,43,学习园地,2 热湿负荷,（3）照明设备散热形成的冷负荷 白炽灯（热光源） CL=1000NCLQ N：照明设备功率，KW； CLQ：冷负荷系数 。 荧光灯（冷光源） CL=1000Nn1n2CLQ N：照明设备功率，KW； CLQ：冷负荷系数 ,见附录。 n1:镇流器消耗功率系数，在空调房间内取1.2，在吊 顶内取1.0。 n2：灯罩隔热系数，有通风孔取0.5-0.6，反之取0.6-0.8。,xe,2.4 空调冷（热）湿负荷,44,学习园地,2 热湿负荷,
22、（4）人体散热形成的冷负荷 人体显热冷负荷 CLx=qsnCLQ qs：不同室温、活动强度成年男子显热散热量，w。 n：室内人数 ：群集系数，以成年男子为计算基础，对不同功能的 建筑不同人群（成年男子、女子、儿童）引入的修 正系数，见表2-12 CLQ：冷负荷系数 ,见附录2-23，注意计算时刻为人员进 入房间时刻算起。,xe,2.4 空调冷（热）湿负荷,45,学习园地,2 热湿负荷, 人体潜热冷负荷 CLq=qln ql:不同室温、活动强度成年男子潜热散热量，w，见 表2-13。 人体散热冷负荷 CL=CLx+CLq （5）食物散热冷负荷，食物包括显热和潜热，可按下列数值 采用： 食物全热取
23、17.4W/人；食物显热取 8.7W/人； 食物潜热取8.7W人；食物散湿量取11.5g/h。,xe,2.4 空调冷（热）湿负荷,46,学习园地,2 热湿负荷,xe,2.4 空调冷（热）湿负荷,47,学习园地,2 热湿负荷,xe,2.4 空调冷（热）湿负荷,48,学习园地,2 热湿负荷,xe,2.4 空调冷（热）湿负荷,49,学习园地,2 热湿负荷,xe,2.4 空调冷（热）湿负荷,50,学习园地,2 热湿负荷,xe,2.4 空调冷（热）湿负荷,51,学习园地,2 热湿负荷,xe,2.4 空调冷（热）湿负荷,52,学习园地,2 热湿负荷,xe,2.4 空调冷（热）湿负荷,53,学习园地,2 热
24、湿负荷,二、空调热负荷 1、计算方法：稳定传热 2、注意区别冬季空调与供暖室外计算温度 3、一般空调房间为正压，可不计算冷风渗透耗热量 三、湿负荷 1、人体散湿量：W=0.278ng10-6 (kg/s) g:人体小时散湿量kg/h，见表2-13，其它参数同前。 2、敞开水面散湿量 3、围护结构透湿量,xe,2.4 空调冷（热）湿负荷,54,学习园地,2 热湿负荷,四 、新风负荷 Qw=Gw(iw-in ) (kw) Gw:新风量(kg/s)； in、iw：室内、外空气焓值(KJ/kg干） 五、室内冷负荷与制冷系统冷负荷 1、室内冷负荷 （1）围护结构传热冷负荷 （2）人员、照明、设备散热冷负
25、荷 逐时最大值：各空调区（房间）逐时相加得到的逐时 最大值。 最大值累计：各空调区（房间）最大值的累计。,xe,2.4 空调冷（热）湿负荷,55,学习园地,2 热湿负荷,2、制冷系统冷负荷 （1）室内冷负荷：空调系统有自动温控时取逐时最大值；没有温控时取最大值累计。 （2）新风冷负荷 （3）空气处理附加冷负荷（如再热） （4）水泵、水管温升附加，计算参见措施2009。 （5）风机、风道温升附加，计算参见措施2009。 （6）送风管道漏风附加，计算参见措施2009。 （7）制冷系统冷负荷：选择冷源设备的依据， 制冷系统冷负荷=（1）+（2）+（3）+（4）+（5）+（6）,xe,2.4 空调冷（
26、热）湿负荷,56,学习园地,2 热湿负荷,六、负荷概算 1、面积指标法：CL=qsF qs：空调冷负荷概算面积指标，w/m2。 F：建筑面积或空调面积，m2。 2、面积指标 （1）建筑面积指标（w/m2）：总冷负荷/建筑面积 （2）空调面积指标（w/m2）：总冷负荷/空调面积 注： 建筑面积指空调区域面积与非空调区域面之和； 空调面积指空调区域建筑面积； 面积指标一般包含新风负荷 在内。,xe,2.4 空调冷（热）湿负荷,57,学习园地,2 热湿负荷,七、负荷计算参考步骤 1、熟悉建筑条件图纸及项目地点（地理纬度） 2、明确供暖或空调房间 3、查阅室外计算参数 4、确定室内设计参数 5、热工参数确定 实际工程K值由建筑节能计算提供，课程设计按以下方法确定： （1）外墙、外窗、屋顶：主要根据气象区域划分，参照节标限值要求确定。 （2）内围护结构：计算确定。,xe,2.4 空调冷（热）湿负荷,58,学习园地,2 热湿负荷,6、人员、照明指标 可参照节标权衡计算指标确定 7、阅读规范、节标、措施负荷计算相关规定 8、计算房间编号 如204，2-楼层，04计算房间序号 9、简化相同房间 10、编制负荷计算表 11、负荷计算：供暖热负荷、空调（冷）热湿负荷。 12、负荷汇总 （1）房间负荷汇总；（2）建筑总负荷汇总； （3）面积指标。,xe,2.4 空调冷（热）湿负荷,59,学习园地,