供热工程中的设计热负荷计算
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采暖负荷计算书一、工程信息项目名称0采暖形式传统形式地理位置0建筑层数5建筑高度18二、基本计算公式计算原理参照《实用供热空调设计手册》陆耀庆,中国建筑工业出版社1.通过围护结构的基本耗热量计算公式—基本耗热量 K —传热系数 F —传热面积—室内空气计算温度—室外供暖计算温度α —温差修正系数2.附加耗热量计算公式—考虑各项附加后,某围护的耗热量—某围护的基本耗热量—朝向修正—风力修正—两面外墙修正—窗墙面积比过大—房高附加—间歇附加α)(w n j t t KF Q -=j Q n t w t )1)(1)(1(.1j g f m li f ch j Q Q ββββββ++++++=1Q j Q ch βf βli βm βfg βj β2若C<=-1或m<=0,可不计算冷空气渗透耗热量3对于大于六层的高层建筑,计算中,若h<10m 时,h=10m ,当无以上及门窗构造相关数据时,可采用换气次数法计算门窗隙缝的冷风渗透耗热量房间类型一面外墙有窗房间二面外墙有窗房间三面外墙有窗房间门厅换气次数k0.50.5-1.01.0-1.52门窗隙缝的冷风渗透耗热量:Q 2=0.28*1*1.4*(t n-tw)*k*V4.外门开启冲入冷风耗热量计算公式—通过外门冷风侵入耗热量—某围护的基本耗热量—外门开启外门开启冲入冷风耗热量附加率,参见[2]p128表4.1-12三、气象参数室外采暖计算温度℃-22风力附加系数0热压系数0.25风压系数0.25东/西[朝向修正]0北/东北/西北[朝向修正]0.1南[朝向修正]-0.23东南/西南[朝向修正]-0.13kqj Q Q β⨯=33Q j Q kq β。
热负荷计算方法发布时间:2016-02-24城市集中供热系统的用户在单位时间内所需的热量。
它是制订城市供热规划和设计供热系统的重要依据,也是对供热系统设计进行技术经济分析的重要原始资料。
集中供热系统的热负荷主要有采暖、通风、热水供应和生产工艺等热负荷。
其中采暖和通风用热是季节性热负荷,而热水供应和生产工艺用热则多是常年性热负荷。
季节性热负荷随气候条件而变化,在一年中变化很大,但在一天内波动较小。
常年性热负荷受气候条件影响较小,在一年中变化不大,但在一天内波动大,特别是对非全天需热的用户。
采暖热负荷在冬季某一室外温度下,为达到要求的室内温度,供热系统在单位时间内向建筑物供给的热量。
采暖设计热负荷是指当室外温度为采暖室外计算温度时,为了达到上述所要求的室内温度,供热系统在单位时间内向建筑物供给的热量。
在制订城市或区域供热规划或设计其供热系统时,往往缺乏确切的原始资料,一般只能用热指标法估算,即用单位建筑面积的热指标乘以建筑面积,得出采暖的设计热负荷Q(瓦)。
用公式表示为:Q=qfFqf--单位建筑面积热指标(W/㎡);F--建筑面积(㎡)如已知房屋体积,也可采用每立方米建筑体积在室内外温差为1°C时的热指标qv 【W/(m3·°C)】Q=qvV(tn-tw)V--建筑体积(m3);tn--室内计算温度(°C);tw--采暖室外计算温度(°C)。
采暖热指标qv和qf的大小与建筑物围护结构的传热系数、外围体积、密闭性或通风条件、建筑物的类型和外形以及墙窗面积比等许多因素有关,通常是依据实际工程统计分析而得,设计时可参考有关部门提供的资料,结合具体情况选用。
一、维护结构的耗热量1.维护结构的基本耗热量Qj--j部分围护结构的基本耗热量,W;Aj--j部分围护结构的表面积,m2;Kj--j部分围护结构的传热系数,W/(m2*℃);tR--冬季室内计算温度,℃;tow-- 采暖室外计算温度,℃;α--围护结构的温差修正系数2.维护结构附加耗热量(1)朝向修正率不同朝向的围护结构,收到的太阳辐射热量是不同的;同时,不同的朝向,风的速度和频率也不同。
二、建筑供暖热负荷计算(一)热负荷的确定(掌握)GB50736GB50736GB50736GB50736GB50736累计运行时间不足2h,可不计算《民规宣贯》:对于民用建筑,当由外门、窗缝隙渗入室内的冷空气和外门开启时经外门进入室内冷空气之和不足以使房间换气次数达到0.5次/h时(门、窗气密性过高),可按0.5次/h换气次数计算通风耗热量。
50736、5.2.2说明:居住建筑中,炊事、照明、家电等散热是间歇性的,这部分自由热可作为安全量,在确定负荷时不予考虑。
公共建筑内较大且放热恒定的物体的散热量,在确定系统负荷时应予考虑。
GB50736、5.2.1(强条):集中供暖系统的施工图设计,必须对每个房间进行热负荷计算。
GB50736、GB50019 围护结构的耗热量,应包括基本耗热量和附加耗热量。
二、建筑供暖热负荷计算(二)围护结构的耗热量计算 (精通) A 、围护结构的基本耗热量二、建筑供暖热负荷计算(二)围护结构的耗热量计算(精通)A、围护结构的基本耗热量GB50736、5.2.4说明:凸阳台是包含正面和左右侧面三个接触室外空气的外立面,而凹阳台是只有正面一个接触室外空气的外立面。
《供热工程》:围护结构的面积:外墙面积的丈量,高度从本层地面算到上层地面(底层除外,底层应加地面厚度)。
对平屋顶的建筑,最顶层的丈量是从最顶层的地平面到平顶层外表面的高度;而对有闷顶的斜屋面,算到闷顶内的保温层表面。
外墙的平面尺寸,应按建筑物外廓尺寸计算。
相邻房间以内墙中心线为分界线。
门窗面积按外墙外面的净空尺寸计算。
闷顶和地面的面积,应按建筑物外墙的内廓尺寸计算。
对于平屋顶,顶棚面积按建筑物外廓尺寸计算。
二、建筑供暖热负荷计算(二)围护结构的耗热量计算 (精通)A 、围护结构的基本耗热量GB50736GB50096、8.3.6(强条):设置采暖系统的普通住宅室内采暖计算温度, 不应低于表8.3.6。
GB50096、8.3.7:设有洗浴器并有热水供应的卫生间宜按沐浴时室温25℃设计。
教学楼供暖热负荷计算公式一、引言。
教学楼供暖热负荷计算是建筑工程中的重要内容之一。
供暖热负荷计算的准确性直接关系到供暖系统的设计和运行效果,因此对于教学楼供暖热负荷计算公式的掌握和应用是非常重要的。
二、供暖热负荷计算的基本原理。
供暖热负荷计算是指在室内设计温度条件下,为了保持室内温度不低于设计温度所需的热量。
它是根据建筑物的结构、材料、环境条件、室内外温差等因素综合考虑,通过数学模型计算出的一个数值。
供暖热负荷计算的基本原理是根据建筑物的传热特性和室内外温差,计算出建筑物在设计温度条件下的热量损失,从而确定供暖系统的设计热负荷。
三、教学楼供暖热负荷计算公式。
教学楼供暖热负荷计算公式是供暖系统设计的基础。
一般来说,教学楼供暖热负荷计算公式包括两个方面的内容,传热负荷和室内热负荷。
1. 传热负荷计算公式。
传热负荷是指建筑物在室内外温差作用下的热量损失。
传热负荷计算公式一般采用以下公式进行计算:Q = U × A ×ΔT。
其中,Q为传热负荷,单位为W;U为传热系数,单位为W/(m²·K);A为传热面积,单位为m²;ΔT为室内外温差,单位为K。
2. 室内热负荷计算公式。
室内热负荷是指在室内设计温度条件下,为了保持室内温度不低于设计温度所需的热量。
室内热负荷计算公式一般采用以下公式进行计算:Q = U × A ×ΔT + Qv + Qs。
其中,Q为室内热负荷,单位为W;U为传热系数,单位为W/(m²·K);A为传热面积,单位为m²;ΔT为室内外温差,单位为K;Qv为通风换气热负荷,单位为W;Qs为日射热负荷,单位为W。
四、教学楼供暖热负荷计算实例。
以某教学楼为例,假设该教学楼的传热系数为2.5W/(m²·K),传热面积为1000m²,室内外温差为20K,通风换气热负荷为5000W,日射热负荷为3000W。
六、城市供热工程规划(一)城市热负荷计算1.计算法①采暖热负荷计算Q=q·A·10-3(6-11)式中,Q为采暖热负荷(MW),q为采暖热指标(W/m2,取60~67W/m2),A为采暖建筑面积(m2)。
②通风热负荷计算Q T=KQn (6-12)式中,Q T为通风热负荷(MW),K为加热系数(一般取0.3~0.5),Qn为采暖热负荷(MW)。
③生活热水热负荷计算Qw=Kq w F (6-13)式中,Qw为生活热水热负荷(W),K为小时变化系数,q w为平均热水热负荷指标(W/m2),F为总用地面积(m2)。
当住宅无热水供应、仅向公建供应热水时,q w取2.5~3W/m2;当住宅供应洗浴用热水时,q w取15~20W/m2。
④空调冷负荷计算Qc=βq c A10-3 (6-14) 式中,Qc为空调冷负荷(MW),β为修正系数,q c为冷负荷指标(一般为70~90W/m2),A为建筑面积(m2)。
对不同建筑而言,β的值不同,详见表6-6。
表6-50 城市建筑冷负荷指标注:当建筑面积<5000m2时,取上限;建筑面积>10000m2时,取下限。
⑤生产工艺热负荷计算对规划的工厂可采用设计热负荷资料或根据相同企业的实际热负荷资料进行估算。
该项热负荷通常应由工艺设计人员提供。
⑥供热总负荷计算将上述各类负荷的计算结果相加,进行适当的校核处理后即得供热总负荷,但总负荷中的采暖、通风热负荷与空调冷负荷实际上是同一类负荷,在相加时应取两者中较大的一个进行计算。
2.概算指标法对民用热负荷,亦可采用综合热指标进行概算。
①民用建筑供热面积热指标概算值详见表6-51。
表6-51 城市民用建筑供暖面积热指标概算值注:1.总建筑面积大,外围护结构热工性能好,离户面积小,可采用表中较小的数值;反之,则采用表中较大的数值。
2.上表推荐值中,已包括了热网损失在内(约6%)。
②对居住小区而言,包括住宅与公建在内,其采暖热指标建议取值为60~67W/m2。
六、城市供热工程规划(一)城市热负荷计算1.计算法①采暖热负荷计算Q=q·A·10-3(6-11)式中,Q为采暖热负荷(MW),q为采暖热指标(W/m2,取60~67W/m2),A为采暖建筑面积(m2)。
②通风热负荷计算Q T=KQn (6-12)式中,Q T为通风热负荷(MW),K为加热系数(一般取0.3~0.5),Qn为采暖热负荷(MW)。
③生活热水热负荷计算Qw=Kq w F (6-13)式中,Qw为生活热水热负荷(W),K为小时变化系数,q w为平均热水热负荷指标(W/m2),F为总用地面积(m2)。
当住宅无热水供应、仅向公建供应热水时,q w取2.5~3W/m2;当住宅供应洗浴用热水时,q w取15~20W/m2。
④空调冷负荷计算Qc=βq c A10-3 (6-14) 式中,Qc为空调冷负荷(MW),β为修正系数,q c为冷负荷指标(一般为70~90W/m2),A为建筑面积(m2)。
对不同建筑而言,β的值不同,详见表6-6。
表6-50 城市建筑冷负荷指标建筑类型旅馆住宅办公楼商店体育馆影剧院医院冷负荷指标βq c 1.0q c 1.0q c 1.2q c0.5q c 1.5q c 1.2~1.6q c0.8~1.0q c 注:当建筑面积<5000m2时,取上限;建筑面积>10000m2时,取下限。
⑤生产工艺热负荷计算对规划的工厂可采用设计热负荷资料或根据相同企业的实际热负荷资料进行估算。
该项热负荷通常应由工艺设计人员提供。
⑥供热总负荷计算将上述各类负荷的计算结果相加,进行适当的校核处理后即得供热总负荷,但总负荷中的采暖、通风热负荷与空调冷负荷实际上是同一类负荷,在相加时应取两者中较大的一个进行计算。
2.概算指标法对民用热负荷,亦可采用综合热指标进行概算。
①民用建筑供热面积热指标概算值详见表6-51。
表6-51 城市民用建筑供暖面积热指标概算值建筑物类型单位面积热指标(W/m2)建筑物类型单位面积热指标(W/m2)住宅58~64商店64~87办公楼、学校58~87单层住宅81~105医院、幼儿园64~81食堂餐厅116~140旅馆58~70影剧院93~116图书馆47~76大礼堂、体育馆116~163注:1.总建筑面积大,外围护结构热工性能好,离户面积小,可采用表中较小的数值;反之,则采用表中较大的数值。
供暖系统的设计热负荷
房间的失热量包括:
1. 维护结构的传热耗热量 Q i
2. 加热由门、窗缝隙渗入室内的冷空气的耗热量 Q 2
3. 加热由门、孔洞和其它生产跨间流入室内的冷空气的耗热量
Q 3
4. 加热由外部运入的冷物料和运输工具的耗热量 Q 4
5. 水分蒸发的耗热量 Q 5
6. 加热由于通风进入室内的冷空气的耗热量 Q 6
7. 通过其他途径散失的热量 Q 7 房间的的热量包括: 1. 工艺设备的散热量 Q 8 2. 热物料的散热量Q 9
3. 热管道及其他热表面的散热量 Q io
4. 太阳辐射进入室内的热量 Q ii
5. 人体散热量Q i2
6. 通过其他途径获得的热量 Q i3
围护结构的传热耗热量是指当室内温度高于室外温度时,通过围护结构向外传递的热量损 失,在计算中又把它分成为围护结构传热的基本耗热量和附加
(修正)耗热量两部分。
基本
耗热量是指在一定条件下,通过房间各部分围护结构(门、窗、地板、屋顶等) ,从室内传
到室外的稳定传热量的总和。
附加(修正)耗热量是由于围护结构的传热条件发生变化而对 基本耗热
量的修正。
修正耗热量包括朝向修正、风力修正和高度修正等
围护结构传热耗热量:
Q j KF (t n t w )
式中:Q j ——基本耗热量 W ; K ——传热系数 W/m 2;F ------------------ 传热面积 m 2;
t n ――冬季室内计算温度 C ; t w ――供暖室外计算温度 °C ;
—— 围护结构的温差修正系数。
(地面传热计算:当围护结构是贴土的非保温地面时,其温差传热量为
2
Q j?d
k pj?d F d (t n
t w )
式中:k pj?d ――非保温地面的平均传热系数
2
W/m •C
F d——房间地面面积m
V ――房间的冷风渗透体积流量, m 3/h
1•计算地面的耗热量时,用工作地点的空气温度
t 0
当房间仅有一面外墙时的
pj?d W/m 2「表一) 当房间有两面外墙时的 pj?d W/m 2「表二)
注:1•当房间长或宽度超过 6.0m 时,超出部分可按表一查询
2•当房间有三面外墙时,需将房间先划分为两个相等的部分,每部分包含一个冷拐角。
然后 根据分割后的长与宽使用本表。
3•当房间有四面外墙时,需将房间先划分为四个相等的部分,做法同
2。
附加耗热量:
% W 15% ( H:房间的净高,不适用于楼梯间)
间歇附加(仅白天使用-20%,不经常使用-30%)
通过门窗隙缝的冷风渗透耗热量
Q 2 0.278C p w (t n t w )V
式中:C p ――干空气的低压质量比热容 C p =1.0056kJ/(kg •C )
w ――室外采暖计算温度下的空气密度,
kg/m 3
t n , t w ――室内外供暖计算温度
C
Q ,
Q j (1
ch Lang m
)(1
f.g
)(
1
jan )
ch
朝向修正(北,东北,西北0~10% 东,西-5% 东南,西南-10~-15% 南-15~-30%) f ――风力修正(5~10%仅限于高地、海边、旷野)
<高层建筑物外窗的风力修正,查表
>
Lang 一一两面外墙修正 5% (仅用于外墙,外门,窗)
m ――窗墙面积比过大修正
10% (窗墙面积比大于 1:1,仅修正外窗)
f.g 房咼修正 2 ( H-4 )
jan
注:对于不考虑房间内所设人工通风作用的建筑物的渗风量V的确定
1) 缝隙法
(A)忽略热压及室外风速沿房高的递增,只计入风压作用时的V的计算方法:
V=E( I • L • n)
式中I ――房间某朝向上的可开启门、窗缝隙的长度,m;
L ---- 每米门窗缝隙的渗风量,m i/(m • h);
n ---- 渗风量的朝向修正系数
(B)考虑热压与风压联合作用,且室外风速随高度递增时的计算方法(暖通与空调设计规范规定之方法):
V=E( I • L o • vm)
式中L o 理论渗风量,m i/(m • h);
I ――房间某朝向上的可开启门窗缝隙的长度,m;
m渗风压差的综合修正系数;
b――外窗、门缝隙的渗风指数,根据实测得值,一般钢窗可取为0.67 (0.56 ~0.78 )
注意,根据《使用供热空调设计手册》来确定L0 , m的值。
2) 换气次数法:多层建筑的渗风量也可用换气次数来估算:
L=K・ V f
式中:L ------- 房间冷风渗透量,m i/(m • h)
K――换气次数,1/h
7 ――房间净体积,R1
外门开启冲入冷风耗热量Q i (W)的计算
(根据使用供热空调设计手册上表格参数计算)
室内计算温度t n
室内计算温度一般是指距地面2m以内人们活动地区的平均空气温度。
甲等高级民用建筑:20~22C
乙等中级民用建筑:18~20C
丙等普通民用建筑:16~18C
对于工业企业的生产厂房,规定的是其工作地点的空气温度,一般宜按下列规定采用:
轻作业:15~18 C 中作业:12~15C 重作业:10~12 C
工厂中在非工作时间内为了保证车间内设备的润滑油和各种管路不冻结,温度要求维持在5C的水平,这个温度叫做值班供暖温度。
工业厂房的冬季室内计算温度t n 一般应按下列规定采用:)
V ――房间的冷风渗透体积流量,
m 3/h
1•计算地面的耗热量时,用工作地点的空气温度
t 0
3•计算墙、门和窗的耗热量时,用室内平均温度
t av 在一些散热比较均匀的车间,可按温度梯度法确定。
即:
t d = t o +△ t(H-2)c
式中H ――屋顶距地面的高度,m
△ t ――温度梯度,C /m
2•计算屋顶和天窗的耗热量时,采用屋顶下的温度
t d
t av = (t o +t d"2
C。