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第1章供暖系统的设计热负荷1. 某建筑物位于北京市区；室温要求维持18℃；试计算某建筑物一个房间的供暖设计热负荷，并校核外墙最小传热阻，见下图。
房间平面图建筑物构造：外墙为370mm砖墙（内抹灰20mm）；地面-水泥（不保温）；外门、窗--双层玻璃塑钢；屋顶-带有天花板和油毡的瓦屋面，其天花板的构造如下图所示。
1防腐锯末δ=0.18m λ= 0.11kcal/（m·h·℃）；2木板δ＝0.05m λ=0.15 kcal/（m·h·℃）；3板条抹灰δ=0.02m λ= 0.45kcal/（m·h·℃）。
房间立面图第2章供暖系统的散热设备1.某房间设计热负荷Q=2000 W，t n=18℃，散热器进水温度为95℃，回水温度为70℃。
拟选用M-132型散热器，安装于窗台下的壁龛内。
试计算散热器面积和片数。
2.某平房有三个外窗，房间总热负荷Q=6400 W，t n=18℃，热媒为热水，供回水温度为95℃/70℃，选用四柱813型散热器，明装于外窗下。
试计算散热器面积和片数。
第3章热水供暖系统1.试分别求出下图中，自然循环单、双管供暖系统的作用压头，并说明其特点（不考虑热水的沿途冷却）。
第3-1题图示第4章室内热水供暖系统的水力计算1.下图为自然循环单管热水供暖系统，供、回水温度为95℃/70℃。
试确定系统的作用压力，并确定最远环路的管径、阻力损失。
注：散热器支管长均为1米；管段5长度分别为3米。
第4-1题图示2.机械循环热水供暖系统如下图所示，供、回水温度为95℃/70℃，用户入口处压力为10kPa。
试确定最不利环路的管径，（不计算自然作用压头）。
第4-2题图示3.若将前题改为同程式（散热器负荷同上题），试进行水力计算。
第4-3题图示第5章室内蒸汽供暖系统1.某蒸汽网路系统如图所示，锅炉房蒸汽出口压力为7kpa，管道每100米装置一个方形补偿器，试确定各管段的管径及各用户的实际压力。
采暖热负荷计算实例采暖热负荷计算是指对建筑物进行能量平衡计算，以确定在特定的气候条件下所需的供暖能量。
这个过程包括考虑建筑物外墙、屋顶、地板、门窗等的传热，以及人员、照明、机械设备等产生的内部热量。
下面以办公楼为例，介绍采暖热负荷计算的步骤和方法。
首先，我们需要收集建筑物的一些基本信息，比如建筑物的功能和用途、建筑面积、朝向、墙壁和屋顶的材料以及厚度等。
假设该办公楼位于北京，建筑面积为1000平方米，是一个四层楼的建筑物。
第一步是计算外墙、屋顶、地板的传热量。
传热量的计算可以用传热公式Q=k*A*(T1-T2)/L来计算，其中Q为传热量，k为材料的导热系数，A为传热面积，T1和T2分别是两侧的温度，L为材料的厚度。
假设外墙使用保温材料，导热系数为0.2W/m·K，屋顶和地板使用混凝土，导热系数为1.5W/m·K，墙壁和屋顶的厚度为0.2米，地板的厚度为0.1米。
外墙的传热量Q1=k1*A1*(Tin-Tout)/L1，其中Tin为室内温度，Tout为室外温度，A1为外墙的面积，L1为外墙的厚度。
假设室内温度为20°C，室外温度为-10°C，外墙的面积为400平方米，计算得到Q1=0.2*400*(20-(-10))/0.2=4800W。
第二步是计算建筑内部产生的热量。
建筑物内部的热量主要来自于人员、照明、机械设备等。
根据经验数据，每平方米办公区域的照明和插座负荷为80W，人员负荷为100W/人。
假设办公楼一天工作8小时，人数为50人，计算得到照明和插座负荷为80*1000+50*100=8500W。
根据计算结果，该办公楼的采暖热负荷为140.8kW，表示在北京的冬季，需要提供至少140.8kW的供暖能量才能保持室内的舒适温度。
这个结果可以用来选择合适的采暖设备和设计供暖系统，以确保建筑物的供暖需求得到满足。
作业（一）——供暖设计热负荷计算题
下图1为哈尔滨市某三层教学楼的平面图。
试计算一层101图书馆、102门厅的供暖设计热负荷。
已知围护结构条件：
外墙：二砖墙，外表面水泥砂浆抹面，内表面水泥砂浆抹面，厚度均为20㎜，白灰粉刷；外窗：双层木框玻璃窗C—1（图2），尺寸为2000㎜×2000㎜（冬季用密封条封窗）；外门：双层木框玻璃门M—1（图3），尺寸为4000㎜×3000㎜；
层高：4m(从本层地面上表面算到上层地面上表面)；
地面：不保温地面。
说明：除外墙外，其他围护结构的传热系数均由表格查取。
窗的缝隙长包括气窗。
门厅
102
图2
图1
1。
1 采暖期内的热负荷计算以济南地区某办公楼为例，根据规范规定,民用建筑供热指标取45~70W/ m2,取建筑热负荷指标50W/m2。
采用地板辐射采暖其热负荷等于常规负荷值乘以系数0.9~0.95[1]。
则采暖设计热指标：q¹=W/ m2由于上述设计热指标是按采暖室外计算温度条件下计算出来的，计算采暖期的耗热量时，应该将其折算成面积平均热指标（即建筑耗热量指标）。
可以采用下式进行计算[1]：(1)式中，——面积平均热指标（W/ m2）；——室内计算温度（℃），这里按18℃计；——月平均温度（℃）；——采暖室外计算温度（℃），济南地区为-7℃。
根据平均热指标，按照各个月的平均温度可以得出采暖期内各月的月平均面积热指标，进而算出每个月的采暖热负荷及采暖期内的总负荷,如表1所示。
根据详细热工计算，可将热负荷换算成水量,列于表1。
g/s (2)式中:——采暖系统热负荷指标, W/m2；——水的平均定压比热容,4.18KJ/(kg·K)；——采暖供回水温度差（℃）,低温地板采暖供回水温差为8~15℃,这里暂取10℃。
表1 采暖期内各月的采暖热负荷说明:假定太阳能集热器每天运行9小时。
2 太阳能集热器的集热量全玻璃真空太阳集热器的热量平衡方程式,其总集热量等于有效太阳得热量减去热量损失,数学表达式为:(3)式中，——闷晒水量（kg）；——T1~T2范围内水的平均定压比热容，=4.18 KJ/(kg·K)；——水的初始温度（℃）；——水的终止温度（℃）；——玻璃管的太阳透射率；——吸收涂层的太阳吸收率；——累积太阳辐照量（KJ/m2）；——集热管采光面积（m2）；——T1~T2范围内水的平均热损系数（W/m·K）；——累积辐照时间（h）；——散热面积（m2）。
则一根全玻璃真空太阳能集热管日产热水量的计算式为：(4)式中取采暖期日平均累积太阳辐照量（KJ/m2·d）根据太阳能厂家提供的样本及其他资料，以上公式中的性能参数取以下值：=0.88, =0.9, =0.062 m2, =0.9 W/m2, =0.137 m2。
采暖负荷计算与案例供暖系统的设计热负荷是指在设计室外温度tw'下，为达到要求的室内温度tn',系统在单位时间内向建筑物供给的热量Q＇。
它是设计供暖系统的最基本依据。
冬季采暖通风系统的热负荷,应根据建筑物下列散失和获得的热量确定：失热量：围护结构传热耗热量Q1；冷风渗透耗热量Q2 （加热由门、窗缝隙渗入室内的冷空气的耗热量）；冷风侵入耗热量Q3（加热由门、孔洞及相邻房间侵入的冷空气的耗热量）; 水分蒸发的耗热量Q4；加热由外部运入的冷物料和运输工具的耗热量Q5 ；通风耗热量Q6 （通风系统将空气从室内排到室外所需要带走的热量)。
得热量：生产车间最小负荷班的工艺设备散热量Q7 ；非供暖通风系统的其它管道和热表面的散热量Q8 ; 热物料散热量Q9 ；太阳辐射热量Q10 ；通过其它途径散失或获得的热量Q11 。
注：不经常的散热量，可不计入；经常而不稳定的散热量，应采用小时平均值。
对于民用建筑以及产热量很少的工业建筑，热负荷主要考虑围护结构传热耗热量，冷风渗透耗热量，冷风侵入耗热量，太阳辐射得热量。
在工程设计中，对于没有设置通风系统、不考虑太阳辐射、人体散热量、照明散热量等，设计热负荷可表示为:Q=Q1+Q2+Q3-Q10 围护结构传热耗热量Q1；冷风渗透耗热量Q2 （加热由门、窗缝隙渗入室内的冷空气的耗热量）；冷风侵入耗热量Q3 （加热由门、孔洞及相邻房间侵入的冷空气的耗热量）；太阳辐射热量Q10。
围护结构耗热量Q1：Q1=基本耗热量Q1j+附加(修正)耗热量Q1x 基本耗热量：在设计条件下，通过房间各部分围护结构（门、窗、墙、地板、窗顶）从室内传到室外的稳定传热量的总和。
附加（修正）耗热量包括风力附加、高度附加和朝向修正等耗热量。
基本耗热量Q1j围护结构基本耗热量计算公式：K:围护结构的传热系数[W/(m2.℃)]F:围护结构的面积( m2 ) tn:冬季室内计算温度( ℃) t’w:供暖室外计算温度( ℃ ) α:围护结构的温差修正系数。
热负荷计算例题热负荷是指一定时间内，人们需要满足热能需求的能量数量。
热负荷计算需要考虑房屋室温、外界空气温度、房屋室内外热量流量、空调制冷量、热量增加减少等因素，最终确定空调制冷量，以及冷、热水的热水量。
热负荷计算实例一：一栋24层的建筑，每层面积为100m2，每层高为3m，室内室外温差大于5℃，每层嵌入式吊顶夹层面积占20%，每层夹层高2m，内部空气密度为1.2kg/m3。
首先，我们需要确定房屋室内室外温度，设室内温度为28℃，室外温度为23℃。
接着，我们需要计算出每层的室内外热量交换量，可以借助ASHRAE Handbook的计算方法进行计算，其根据室内室外的温度差以及空气密度的大小，公式为：q = 1.2 * (T1-T2) *A *h / 24位为kW/h，其中，T1,T2分别表示室内室外温度，A表示面积，h表示空气密度。
通过上述计算，我们可以得出每层室内外热量交换量，计算后为每层0.36kW.h/h，累加计算，24层楼全部房间的室内外热量交换量为8.64 kW/h 。
接下来，我们根据室内外热量交换量计算制冷量，可以借助ASHRAE Handbook的计算方法进行计算，其计算公式为： E = q/4.5 + q/30，单位为ton/h，其中，q表示每层室内外热量交换量。
通过计算，得出24层楼的制冷量为8.64/4.5 + 8.64/30 = 0.8 ton/h。
最后，计算冷热水的热负荷，其计算根据楼层的面积、室内温度、人数等因素进行计算，可以借助ASHRAE的计算公式进行计算：Q = P * 1.2 * (T1 - T2) * A * 24位为kW/h，其中，P表示每平米人数，T1,T2分别表示室内室外温度，A表示面积，24表示小时数。
通过上述计算，得出24层楼的冷热水热负荷为4.32 kW/h，累计计算后为104.8 kW/h。
综上所述，24层楼的热负荷总和为8.64+0.8+104.8=114.24kW/h.热负荷计算实例二：一栋50层建筑，每层面积为200m2，每层高4m，室内室外温差大于10℃，每层嵌入式吊顶夹层面积占20%，每层夹层高2m，内部空气密度为1.2kg/m3。
