精品工程类本科大三课件《建筑环境学》03第三章第5 节 典型负荷计算方法原理介绍III

第三章 负荷计算答 案3-1 什么叫日负荷曲线和年负荷曲线？可分别从上面得到哪些参数？各参数之间的关系是什么？答：负荷曲线是指用于表达负荷功率随时间变化的函数曲线 P=f （t ）或Q=f （t ）。

在直角坐标系中，用纵坐标表示功率值，横坐标表示时间值。

日负荷曲线是以一昼夜24h 为时间范围绘制的负荷曲线。

通过日负荷曲线，我们可以得到以下一些参数以及它们之间的相互关系：（1）日电能耗量Wd （kw ·h ）：表示一天中所消耗的电能，即日负荷曲线所包含的面积：Wd=240dt t P ）（式中 P ——目负荷曲线上的瞬时功率，单位为kw ；t ——时间单位为h 。

（2）最大功率Pmax （kw ）：表示负荷曲线上功率最大的一点的功率值。

（3）平均功率Pav （kw ）：表示日负荷曲线上日电能耗量与时间（24h ）的比值，即： Pav=24Wd （4）有功负荷系数a 为：a=Pmax Pav 通常 a ＝0.7～0.75。

（5）无功负荷系数β为：β=maxQ Q av 通常β=0．76～0．82。

年负荷曲线的绘制年负荷曲线有两种。

（1）运行年负荷曲线，即根据每天最大负荷变动情况，按一年12个月365天逐天绘制， 绘制方法与日负荷曲线相同。

（2）电力负荷全年持续曲线，它的绘制方法是不分日月的时间界限，而是以全年8760h 为直角坐标系的横轴，以负荷为纵轴技大小依次排列绘成。

通过年负荷曲线，我们可以得到以下一些参数以及它们之间的相互关系：（1）年电能耗量Wa （kw ·h ）：表示年负荷曲线所包含的面积：Wd=⎰8760dt t P ）（（2）最大负荷Pmax （kw ）：表示年负荷曲线上出现的最大的负荷值。

也即典型日负荷曲线上的最大负荷。

（3）年平均负荷Pav （kw ）：即全年消耗电能与全年时间8760h 的比值：Pav=Wa ／8760（4）年最大负荷利用小时数Tmax （h ）：若用户以年最大负荷Pmax 持续运行Tmax 小时即可消耗掉全年实际消耗的电能，则Tmax 称为年最大负荷利用小时数。

建筑环境学Built Environment课程代码：02410010学分：2学时：32 （其中：课堂教学学时：28实验学时：4上机学时：0课程实践学时：0 ）先修课程：《传热学》适用专业：建筑环境与能源应用工程教材：朱颖心.建筑环境学.北京：中国建筑工业出版社，2016一、课程性质与课程目标.（-）课程性质（需说明课程对人才培养方面的贡献）本课程是高等学校建筑环境与能源应用工程专业的一门重要的必修课和专业基础课，是一门跨学科的边缘科学，是建筑环境与能源应用工程专业的研究对象由单纯的机械设备系统向综合的建筑环境系统转化的产物。

本课程是研究建筑的基本规律、建筑技术的原理和方法，使学生掌握建筑环境的基本理论、基本知识、基本技能，讲求经济效益，培养学生具有初步的科学管理能力。

（二）课程目标（根据课程特点和对毕业要求的贡献，确定课程目标。

应包括知识目标和能力目标。

）课程目标1:使学生了解和掌握人和生产过程需要的室内物理环境；课程目标2：使学生了解和掌握各种外部和内部的因素如何影响建筑环境；课程目标3：使学生了解和掌握改变或控制建筑环境的基本方法及原理；课程目标4：通过本课程的学习，为今后学习各门专业课程以及研究生课程打下理论基础。

注：工程类专业通识课程的课程目标应覆盖相应的工程教育认证毕业要求通用标准；（三）课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系（认证专业必修课程填写）本课程支撑专业培养计划中毕业要求指标点『1……m-n1.毕业要求1-1:2.毕业要求……注：课程目标与毕业要求指标点对接的单元格中可输入“「'，也可标注“H、M、L”。

第一章绪论（一）课程内容1.建筑与环境的关系（1）建筑的演变历史（2）营造法式（适合自己需要），图式理论（追求艺术），建筑空间理论（功能），建筑环境学（舒适性）（3）建筑与环境关系的发展中存在的问题（4）如何协调室内环境舒适性要求与节能、环保之间的矛盾（5）空调系统的使用使得在室内空气品质方面比较差，易造成病态建筑综合症SBS2.建筑环境学的主要内容与研究方法（1）建筑环境学的主要研究内容（2）建筑外环境，建筑热湿环境，人体对热湿环境的反应，室内空气品质，通风与气流组织，建筑声环境，建筑光环境（3）建筑环境学的主要研究方法（二）教学要求让学生从宏观上了解建筑与环境的关系，了解建筑环境学的主要内容与研究方法。

建筑环境与设备工程负荷计算负荷计算方法及公式1外墙和屋面传热冷负荷计算公式外墙或屋面传热形成的计算时刻冷负荷Qτ(W)，按下式计算：Qτ=KFΔtτ-ξ (1.1)式中 F—计算面积，㎡；τ—计算时刻，点钟；τ-ξ—温度波的作用时刻，即温度波作用于外墙或屋面外侧的时刻，点钟；Δtτ-ξ—作用时刻下，通过外墙或屋面的冷负荷计算温差，简称负荷温差，℃。

注：例如对于延迟时间为5小时的外墙,在确定16点房间的传热冷负荷时,应取计算时刻τ=16,时间延迟为ξ=5,作用时刻为τξ=16-5=11。

这是因为计算16点钟外墙内表面由于温度波动形成的房间冷负荷是5小时之前作用于外墙外表面温度波动产生的结果。

当外墙或屋顶的衰减系数β<0.2时，可用日平均冷负荷Qpj代替各计算时刻的冷负荷Qτ：Qpj=KFΔtpj (1.2)式中Δtpj—负荷温差的日平均值，℃。

2外窗的温差传热冷负荷通过外窗温差传热形成的计算时刻冷负荷Qτ按下式计算：Qτ=KFΔtτ (2.1)式中Δtτ—计算时刻下的负荷温差，℃；K—传热系数。

3外窗太阳辐射冷负荷透过外窗的太阳辐射形成的计算时刻冷负荷Qτ，应根据不同情况分别按下列各式计算：1.当外窗无任何遮阳设施时Qτ=FCsCaJwτ (3.1)式中 Jwτ—计算时刻下太阳总辐射负荷强度,W/㎡；2.当外窗只有内遮阳设施时Qτ=FCsCaCnJwτ (3.2)式中 Jwτ—计算时刻下太阳总辐射负荷强度,W/㎡；3.当外窗只有外遮阳板时Qτ=[F1Jnτ+FJnnτ]CsCa (3.3)注：对于北纬27度以南地区的南窗，可不考虑外遮阳板的作用，直接按式(3.1)计算。

4.当窗口既有内遮阳设施又有外遮阳板时Qτ=[F1Jnτ+FJnnτ]CsCnCa (3.4)式中 Jnτ—计算时刻下，标准玻璃窗的直射辐射照度，W/㎡；Jnnτ—计算时刻下，标准玻璃窗的散热辐射照度，W/㎡；F1—窗上收太阳直射照射的面积；F—外窗面积（包括窗框、即窗的墙洞面积）㎡Ccl、CclN—冷负荷系数（CclN为北向冷负荷系数），无因次，按纬度取值；Ca—窗的有效面积系数；Cs—窗玻璃的遮挡系数；Cn—窗内遮阳设施的遮阳系数；注：对于北纬27度以南地区的南窗，可不考虑外遮阳板的作用，直接按式(3.2)计算。

负荷计算方法供电设计常采用的电力负荷计算方法有：需用系数法、二项系数法、利用系数法和单位产品电耗法等。

需用系数法计算简便，对于任何性质的企业负荷均适用，且计算结果基本上符合实际，尤其对各用电设备容量相差较小，且用电设备数量较多的用电设备组，因此，这种计算方法采用最广泛。

二项系数法主要适用于各用电设备容量相差大的场合，如机械加工企业、煤矿井下综合机械化采煤工作面等。

利用系数法以平均负荷作为计算的依据，利用概率论分析出最大负荷与平均负荷的关系，这种计算方法目前积累的实用数据不多，且计算步骤较繁琐，故工程应用较少。

单位产品电耗法常用于方案设计。

一、设备容量的确定用电设备铭牌上标出的功率（或称容量）称为用电设备的额定功率P N ，该功率是指用电设备（如电动机）额定的输出功率。

各用电设备，按其工作制分，有长期连续工作制、短时工作制和断续周期工作制三类。

因而，在计算负荷时，不能将其额定功率简单地直接相加，而需将不同工作制的用电设备额定功率换算成统一规定的工作制条件下的功率，称之为用电设备功率P N μ。

（一）长期连续工作制这类工作制的用电设备长期连续运行，负荷比较稳定，如通风机、空气压缩机、水泵、电动发电机等。

机床电动机，虽一般变动较大，但多数也是长期连续运行的。

对长期工作制的用电设备有P N μ=P N （2－9）（二）短时工作制这类工作制的用电设备工作时间很短，而停歇时间相当长。

如煤矿井下的排水泵等。

对这类用电设备也同样有P N μ=P N （2－10）（三）短时连续工作制用电设备这类工作制的用电设备周期性地时而工作，时而停歇。

如此反复运行，而工作周期一般不超过10分钟。

如电焊机、吊车电动机等。

断续周期工作制设备，可用“负荷持续率”来表征其工作性质。

负荷持续率为一个工作周期内工作时间与工作周期的百分比值，用ε表示100%100%t t T t t ε=⨯=⨯+ （2－11）式中 T ——工作周期，s ；t ——工作周期内的工作时间，s ；t 0——工作周期内的停歇时间，s 。