围护结构耗热量室内计算温度
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采暖工程:最详细的冷热负荷计算依据、公式与取值建筑物的热负荷民用建筑供暖设计热负荷一. 房间热负荷的组成:a.围护结构的耗热量b.加热由门、孔洞侵入的冷空气的耗热量c.加热由门窗缝隙渗入室内空气的耗热量围护结构的温差传热量Qj=Kf(tn-tw)aQj---通过供暖房间某一面围护结构的温差传热,WK---该面围护结构的传热系数,W/m2 .℃F---该面维护结构的散热面积,m2tn--室内空气计算温度,℃tw--室外采暖计算温度,℃a---温差修正系数附加耗热量附加耗热量是按基本耗热量的百分比计算,考虑各项附加后的耗热量Q1=Qj(1+βch+βf+ βli+ βm)(1+ βf.g)(1+ βj)βch–朝向修正;βf–风力修正;βli–两面外墙修正;βm –窗墙面积比过大修正;βf.g–房高附加修正;βj –间歇附加修正;通过门窗缝隙的冷风渗透耗热量V=∑( l L m)l---房间某朝向上的门窗缝隙长度,mL---每米门窗缝隙的基准渗风量,m3/h·mm---门窗缝隙的渗风量综合修正系数外门开启冲入的冷风耗热量可按照建筑的形式查表计算工业厂房及辅助房间供暖设计热负荷1.基本耗热量及附加耗热量a. 室内空气温度的确定1)工作地带的设计温度 tg2)室内空气的计算温度 t n当车间高度≤4m时,tn=tg;当车间高度>4m时,对地面 tn=tg,对外墙、外窗和外门 tn=(tn+td)/2;对屋顶tn=td=tg+Δt(H-2)Δt = 0.3~1.5℃/m (温度梯度)b .当 tn分别按照地面、外墙及屋顶取不同值时,房高附加修正率βf .g=0 ,两面外墙修正βli =0 ;窗墙面积比过大修正βm =02.厂房的门窗缝隙冷风渗透耗热量3.厂房的大门开启冲入的冷风耗热量a.每班开启时间≤15min的大门,附加率为200~500%;b.每班开启时间>15min的外门,按照下列经验公式计算:G=A +(a +Nνw ) FG--冲入的冷风量,kg/s; N—常数,0.15~0.25a, A—系数,查表 ;Vw---冬季室外平均风速,m /sF--车间上部可能开启的排气窗或排气孔的面积,m2建筑物热负荷可按建筑体积估算Q N =a q N.VV (t n .p- t w)Q f=a q f. V V (tn .p- t w. f)建筑物热负荷可按建筑面积估算(方案设计)Q N= q N.S S建筑物的冷负荷一. 房间得热量的组成:a.通过围护结构传入室内的热量b.通过外窗进入的辐射热量c.人体散热量d.照明散热量e.设备、器具、管道及其他热源的散热量f.食物或物料散热量g.各种散湿过程产生的潜热量h.渗透空气带入室内得热量二.空调房间的冷负荷建筑围护结构传入室内得热量形成的冷负荷(太阳辐射进入室内的热量和室内外空气温差经围护结构传入的热量)人体散热形成的冷负荷灯光照明散热形成的冷负荷其他设备散热形成的冷负荷三.空调房间的湿负荷房间湿负荷的组成:a.人体的散湿量b.空气渗入带入的湿量c.化学反应过程的散湿量d.潮湿的表面、液面的散湿量e.食品及其他物料的散湿量f.其他设备的散湿量建筑围护结构传入室内得热量形成的冷负荷a.对流形式的得热量立即变成室内冷负荷b.太阳辐射得热量经过围护结构吸热-放热后,有时间的延迟和数量上的衰减所以计算这部分得热量时,应该逐时计算(这与计算热负荷时不同)热负荷计算---稳定传热冷负荷计算---不稳定传热1.围护结构的冷负荷a.外墙、屋面的传热冷负荷计算Qτ=K F ∆tτ-ξτ—计算时刻,点钟τ-ξ—温度波的作用时刻,点钟∆tτ-ξ—作用时刻下,冷负荷的计算温差℃例:延迟时间为5小时的外墙,在确定16时房间的热负荷时,应取时刻τ=16,ξ=5,作用时刻为τ-ξ=16-5=11时,16时外墙内表面。
第二节围护结构的基本耗热量在工程设计中,围护结构的基本耗热量是按一维稳定传热过程进行计算的,实际上,室内散热设备散热不稳定,室外空气温度随季节和昼夜变化不断波动,这是一个不稳定传热过程。
但不稳定传热计算复杂,所以对室内温度容许有一定波动幅度的一般建筑物来说,采用稳定传热计算可以简化计算方法并能基本满足要求。
但对于室内温度要求严格,温度波动幅度要求很小的建筑物或房间,就需采用不稳定传热原理进行围护结构耗热量计算,具体计算参考有关资料。
围护结构基本耗热量,可按下式计算:α)(''w n t t FK q -=W (1--3)式中K ——围护结构的传热系数,W/m2·℃;F ——围护结构的面积,㎡;n t ——冬季室内计算温度,℃;'wt ——供暖室外计算温度,℃;α——温度修正系数。
整个建筑物或房间围护结构的基本耗热量等于它的围护结构各部分基本耗热量的总和。
应该注意,在进行计算时一定要注意单位的统一。
α)('''1w n j t t FK q Q -∑=∑=⋅W (1--4)一、室内计算温度nt 室内计算温度是指距地面2m 以内人们活动地区的平均空气温度。
室内空气温度的选择,应满足人们生活和生产工艺的要求。
生产工艺要求的室温,一般由工艺设计人员提出。
生活用房间的温度,主要决定于人体的生理热平衡,它和许多因素有关,如与房间的用途、室内的潮湿状况和散热强度、劳动强度以及生活习惯、生活水平等有关。
许多国家所规定的冬季室内温度标准,大致在16~22℃范围内。
根据国内有关卫生部门的研究结果认为:当人体衣着适宜,保暖量充分且处于安静状况时,室内温度20℃比较舒适,18℃无冷感,15℃是产生明显冷感的温度界限。
《暖通规范》规定,设计采暖系统时,冬季室内计算温度应根据建筑物用途,按下列规定采用:1.民用建筑的主要房间,宜采用16~24℃;2.工业建筑的工作地点,宜采用轻作业18~21℃;中作业16~18℃;重作业14~16℃;过重作业12~14℃。
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。
(三)建筑物耗热量指标(1)建筑物耗热量指标应按下式计算:(1-35)式中q H——建筑物耗热量指标,W/m2;q H·T——单位建筑面积通过围护结构的传热耗热量,W/m2;q INF——单位建筑面积的空气渗透耗热量,W/m2;q I·H——单位建筑面积的建筑物内部得热(包括炊事、照明、家电和人体散热),对于住宅建筑,取3.80W/m2。
(2)单位建筑面积通过围护结构的传热耗热量应按下式计算:(1-36)式中t i——全部房间平均室内计算温度,一般住宅建筑,取16o C;t e——采暖期室外平均温度,℃;εi——围护结构传热系数的修正系数;K i——围护结构的传热系数,W/(m2·K),对于外墙应取其平均传热系数;F i——围护结构的面积,m2;A0——建筑面积,m2。
(3)单位建筑面积的空气渗透耗热量应按下式计算:(1-37)式中C p——空气比热容,取0.28W.h/(kg·K);ρ——空气密度,kg/m3,取t e条件下的值;N——换气次数,住宅建筑取0.5次/h;V——换气体积,m3。
(4)集体宿舍、招待所、旅馆、托幼建筑等居住建筑围护结构的保温应达到当地采暖住宅建筑相同的水平。
四、夏热冬冷地区居住建筑节能标准(一)适用范围适用于夏热冬冷地区新建、改建和扩建居住建筑的建筑节能设计。
夏热冬冷地区居住建筑的建筑热工和暖通空调设计必须采取节能措施,在保证室内热环境的前提下,将采暖和空调能耗控制在规定的范围内。
(二)术语(1)采暖度日数(HDDl8):一年中,当某天室外日平均温度低于18o C时,将低18℃的度数乘以1天,并将此乘积累加。
(2)空调度日数(CDD26):一年中,当某天室外日平均温度高于26o C时,将高于26℃的度数乘以1天,并将此乘积累加。
(3)典型气象年(TMY):以近30年的月平均值为依据,从近10年的资料中选取一年各月接近30年的平均值作为典型气象年。
济南市某多层住宅室内采暖系统的设计1 热负荷计算各采暖房间编号的说明见平面图计算方法分别计算各采暖房间的热负荷,最后得到建筑物的总热负荷,并求取采暖面积热指标。
1.1.1围护结构基本耗热量和附加耗热量的计算1.1.1.1 围护结构耗热量(1)室内设计温度查阅《简明供热设计手册》表2-1,根据不同房间不同用途,得各类房间室内温度:卧室22℃、餐厅和客厅20℃、门厅20℃、卫生间和盥洗室24℃、厨房16℃、小卫生间20℃。
(2)室外设计温度由《暖通空调规范实施手册》附表查得济南室外计算温度t w为-7℃。
(3)围护结构传热系数济南地区采暖居住建筑的各部分围护结构(屋顶、外墙、窗户、外门、地面等)的传热系数限值由《民用建筑节能设计标准》(采暖居住建筑部分)表4.2.1查阅,且传热系数的值按照表中规定限值的90%来确定。
2注意建筑物体形系数在以下。
(4)户间传热因相邻采暖房间设计温差为0,不考虑户间传热量的计算。
(5)附加耗热量的计算i冷风渗透耗热量采用缝隙法计算采暖房间冷风渗透耗热量ii冷风侵入耗热量阳台外门不经常开启,其冷风侵入耗热量不予计算。
查《暖通空调规范实施手册》,济南室外冬季平均风为s,小于4m/s,所以风力βf=0因房屋净高小于4m,顾房高附加耗热量忽略不计,βg=0。
(表1)一层建筑101室房间总热量计算表101室冷风渗透耗热量计算Q2’:按缝隙法,并不考虑热压以及室外风速随高度的影响:取C r=1,C=0,C h=1,b=, △C f=,根据《采暖通风与空气调节设计规范》附录α1=v0=3.2 m/swρ=1.2kgh=3.9m由《实用供热空调设计手册》表得n=m=C r×△C f×(n1/b+C)C h=1××()= (1)L0=α1×bw V⎪⎭⎫⎝⎛22ρ=×(22.1×=1.687 m/(h·m) (2)l=(+)×2=6.2 mL=L0lm b=h (3)×C p×(t n-t w’)=××1×= WQ2’=×L×w101室冷风侵入耗热量由《实用供热空调设计手册》表查得Q3’等于外门基本耗热量乘以65N%N——外门所在层以上的楼层数Q’3=0101室总耗热量Q=Q’+Q2’+Q3’=717.9++0= W各层供暖房间热负荷汇总表见附录1.2采暖系统布置采暖系统布置2.1.1采暖系统形式考虑到本工程的实际规模和施工的方便性,本系统采用机械循环、单管水平串联式的下供下回式系统。
采暖设计说明书一、负荷计算:1.围护结构的基本耗热量按稳态传热计算:q′=F×K×(t n−t w′)×α (W) (1-1)式中:α——温差修正系数,F——计算传热面积(m2);K——计算传热系数[w/(m2·℃)];t n——冬季室内计算温度(℃);t w′——供暖室外计算温度(℃)。
整个建筑物或房间的基本耗热量Q1.j′等于它的围护结构各部分(门、窗、墙、地板、屋顶等)基本耗热量q′的总和:Q1.j′=q′=KF(t n−t w′)α W (1-2)1.1室内计算温度:1)室内计算温度是指距地面2m以内人们活动地区的平均温度,对于一般民用建筑可以用其他房间无冷热源影响的几何中心处的温度来代表。
2)严寒和寒冷地区主要房间应采用18℃~24℃;3)夏热冬冷地区主要房间宜采用16℃~22℃;4)公共卫生间温度取16℃,住宅、公寓卫生间温度取25℃;5)电梯机房、管理用房、设备用房、车库取值班温度,不小于5℃;6)其他房间具体温度可参考《使用供热空调设计手册》。
7)严寒或寒冷地区设置供暖的公共建筑,在非使用的时间内,室内温度必须保持在0℃以上;当利用房间蓄热量不能满足要求是,应按保证室内温度5℃设置值班供暖。
注:值班温度的房间和正常供暖的房间分系统设置,防止夜间整个系统值班供暖时,值班供暖房间因供暖热备散热量减少而产生水管冻结的问题。
1.2围护结构两侧温差大于5℃或通过隔墙或楼板等的传热量大于该房间热负荷的10%时,应计算隔墙或楼板等的传热量或通过温差修正;表1-1温差修正系数α注:由于内墙两侧的温差无法确定,在计算内墙户间传热时,可将内墙当做外墙计算,采用温差系数修正。
1.3 围护结构面积的丈量:1)围墙面积的丈量,高度从本层地面算到上层地面(底层除外)。
对平屋顶的建筑物,最顶层的丈量是从最顶层的地面到平屋顶的外表面的高度;而对有闷屋顶的斜屋面,算到闷顶内的保温层表面。
(三)建筑物耗热量指标(1)建筑物耗热量指标应按下式计算:(1—35)式中q H-—建筑物耗热量指标,W/m2;q H·T-—单位建筑面积通过围护结构的传热耗热量,W/m2;q INF——单位建筑面积的空气渗透耗热量,W/m2;q I·H——单位建筑面积的建筑物内部得热(包括炊事、照明、家电和人体散热),对于住宅建筑,取3.80W/m2。
(2)单位建筑面积通过围护结构的传热耗热量应按下式计算:(1—36)式中t i——全部房间平均室内计算温度,一般住宅建筑,取16o C;t e—-采暖期室外平均温度,℃;εi—-围护结构传热系数的修正系数;K i—-围护结构的传热系数,W/(m2·K),对于外墙应取其平均传热系数;F i——围护结构的面积,m2;A0-—建筑面积,m2。
(3)单位建筑面积的空气渗透耗热量应按下式计算:(1—37)式中C p-—空气比热容,取0.28W.h/(kg·K);ρ——空气密度,kg/m3,取t e条件下的值;N——换气次数,住宅建筑取0.5次/h;V——换气体积,m3。
(4)集体宿舍、招待所、旅馆、托幼建筑等居住建筑围护结构的保温应达到当地采暖住宅建筑相同的水平.四、夏热冬冷地区居住建筑节能标准(一)适用范围适用于夏热冬冷地区新建、改建和扩建居住建筑的建筑节能设计.夏热冬冷地区居住建筑的建筑热工和暖通空调设计必须采取节能措施,在保证室内热环境的前提下,将采暖和空调能耗控制在规定的范围内。
(二)术语(1)采暖度日数(HDDl8):一年中,当某天室外日平均温度低于18o C时,将低18℃的度数乘以1天,并将此乘积累加。
(2)空调度日数(CDD26):一年中,当某天室外日平均温度高于26o C时,将高于26℃的度数乘以1天,并将此乘积累加.(3)典型气象年(TMY):以近30年的月平均值为依据,从近10年的资料中选取一年各月接近30年的平均值作为典型气象年。