供热工程中的设计热负荷计算

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。

集中供热工程供热负荷设计规范1.1 供热范围1.1.1 供热范围内蒙古太仆寺旗宝昌镇北区集中供热工程供热范围：西至焦家营子，东至变电站，北至党校，南至锡林大街，整个供热范围约570×104m2。

供热范围图—详见附图—011.2 热指标确定1.2.1 供热最大热指标的确定1、热负荷计算方法：采暖热负荷采用面积热指标估算法进行计算。

2、耗热指标的选取：内蒙古太仆寺旗宝昌镇民用建筑及公共建筑多数为170 砖墙，民用住宅建筑一般以三~六层的砖混结构为主，其中有较多平房，大部分建筑是七十～八十年代建设的。

近年来才有高层建筑物落成。

根据国家行业标准《城市热力网设计规范》（CJJ14-2002）规定，未采取节能措施的现有建筑：学校、办公供热设计热指为60～80w/m2、住宅供热设计热指标为64～75w/m2；采取节能措施的规划建筑：学校、办公供热设计热指标为50～70w/m2、住宅供热设计热指标为40～45w/m2，结合内蒙古太仆寺旗宝昌镇北区集中供热工程供热范围内基本为现有和在建民用及公共建筑，其外墙均为170 厚砖墙，且在本项目供热范围内民用住宅及公共建筑楼房均以1～6 层砖混结构为主，平房占有一定比率的实际情况，经过实地调查和参考其它城市供热指标取值，见“现状建筑构成及分类热指标汇总表：建筑物构成及分类热指标汇总表根据上表计算：本项目现有建筑的采暖热指标（包括5%的管网热损失）取值为：综合性热指标取74.14w/m2。

本项目正建和规划建筑的采暖热指标（包括5%的管网热损失）取值为：综合性热指标取64.5w/m2。

1、供热分区及采暖面积的确定采暖面积是由用地面积乘以建筑容积率，再乘以热化采数而得。

民用建筑热化系数取0.7，工业区热化系数取0.4。

1.2.2 平均及最小热指标内蒙古太仆寺旗宝昌镇北区采暖期室外计算温度为-27℃，室内采暖设计温度为18℃，采暖期≤-8.6℃，的天数为212 天，采暖期室外平均温度为-2.2℃，设最大热指标为Qmax，则：现有城区建筑采暖面积热指标表表1-11.1 供热规模、供热分区及热负荷供热规模：太仆寺旗宝昌镇北区平面为矩形分布，用地相对集中，采用大型的集中供热方式，本次规划建议采用集中供热方式，以地形地貌、街区和道路的及原有分散供热区域分割为依据进行供热分区。

1 室内供暖系统的设计热负荷供暖热负荷的估算对于只设供暖系统的建筑物，在进行方案初选或只做技术方案比较时，其供暖的供热量可采用下面方法之一进行估算。

1）单位面积热指标法当只知道总面积时，其供暖热指标可参考表2-6的数值。

表2-6 供暖指标（单位 W/m2）若建筑物总面积大，外围护结构热工性能好，窗户面积小，采用下限的指标；反之，采用较大的上限指标。

2）窗墙比公式法当已知外墙面积、窗墙比及建筑面积时，供暖指标也可按下式估算：q={(1.163κ(6a+1.5)A)}•(t N-t W)/F (W/m2)式中 q——建筑物供暖热负荷指标，W/m2,按表2-6选取；κ——新风系数，1.3~1.5；a——外窗面积与外墙面积（包括窗）之比；A——外墙总面积（包括窗），m2F——总建筑面积，m2t N——冬季空调室内计算温度，℃；t W——冬季空调室外计算温度，℃。

在冬季，人们为了满足正常活动和生产工艺的需要，要求室内具有一定的温度。

为此就得向房间供给一定的热量，以维持供暖房间在该温度下的热平衡。

所谓供暖系统的设计热负荷，是指在某一室外温度下，为了维持所要求的室内温度，供暖系统在单位时间内向建筑物供给的热量。

该热量随着房间失热量与得热量的变化而变化。

当室内能维持在一定温度时，必须保持供暖房间在该温度下的热平衡。

通过对供暖房间热平衡时得热量和失热量情况的分析和计算，就可以确定供暖系统的设计热负荷。

供暖系统的热负荷是指在某一室外温度下，为了达到要求的室内温度，供暖系统在单位时间内向建筑物供给的热量。

它随建筑物得失热量的变化而变化，是一个动态的概念[5]。

1．1供暖房间的热平衡冬季供热通风系统的热负荷应根据建筑物或房间的得、失热量确定，即根据(建筑物 或房间的)热平衡确定热负荷Q 。

(1)失热量失热量(sh Q )包括以下几部分： (1)围护结构传热耗热量Q1。

；(2)冷风渗透耗热量Q2(加热由门窗缝隙渗入的冷空气的耗热量)；(3)冷风渗入耗热量Q3(加热由外门、孔洞及相邻房间侵入的冷空气的耗热量)； (4)水分蒸发耗热量Q4；(5)加热外部进入的冷物料和运输工具的耗热量Q5；(6)通风耗热量Q6(通风系统将空气从室内排到室外所带走的热量)。

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。

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。

目录一、采暖设计热负荷的计算1、气象资料2、建筑物的概述3、计算采暖设计热负荷二、布置管道和散热器设备、计算散热器1、布置管道2、布置散热器3、散热器的选择4、散热器的计算三、管道的水力计算四、设计总结五、参考文献一、采暖设计热负荷的计算1.气象资料为-9℃，冬季室外平均风速根据文献[1]查得北京市的气象资料，采暖室外计算温度tv为2.8m/s,日照率为67％，冬季的主要风向为北西北。

根据所给的建筑设计说明，此办公楼进行节能设计建筑物的体形系数为0.28，建筑物窗墙面积比为0.32。

2.建筑物概述本工程是北京市某多层办公楼的室内采暖系统设计，此办公楼共5层。

建筑物围护结构：=0.811m2·℃/W,热惰性（1）北墙：内抹灰一砖半墙（370mm），使用空心砖，总热阻值R指标D=5.05[4]。

=0.587m2·℃/W,（2）南、东、西墙：内抹灰一砖墙（240mm），使用空心砖，总热阻值R热惰性指标D=3.36[4]。

（3）外窗：铝合金推拉窗，使用中空玻璃；（4）门：铝合金门；（5）屋顶：250mm混凝土屋顶，导热系数λ=1.74W/m·K；（6）地面为不保温地面，K值按地带决定。

建筑物共五层，一层层高4.2m，二、三、四、五层层高均为3.3m.3.计算采暖设计热负荷1）围护结构基本耗热量的计算A.房间编号如图在各层建筑物的平面图上对各楼层的房间进行编号。

B.室内供暖计算温度查文献[4]得，办公室的室内供暖计算温度为18℃，盥洗室、厕所的室内供暖计算温度为14℃，楼梯间、走廊室内供暖计算温度为14℃。

C.围护结构的传热系数Ka.根据文献[4]北京地区为寒冷地区，查文献[4]表4.2.2-3：表1 寒冷地区围护结构的传热系数和遮阳系数的限值围护结构部位体形系数≤0.3传热系数K屋面≤0.55外墙（包括非透明幕墙）≤0.60非采暖空调房间与采暖空调房间的隔墙或楼板≤1.5单一朝向外窗（包括透0.3<窗墙面积比≤0.4 ≤2.7明幕墙）根据文献[3]查得混凝土的导热系数λ=1.74W/m ·K ，δλ=k =6.96≥0.55W/m 2·K ；根据文献[3]查得370mm 的空心砖R 0=0.811m 2·℃/W,01R k ==1.23≥0.6W/m 2·K ；根据文献[3]查得240mm 的空心砖R 0=0.587m 2·℃/W,01R k ==1.70≥0.6W/m 2·K,此建筑物的墙体、屋面均不满足上述要求，需对屋面墙体进行保温处理,使用聚苯乙烯泡沫塑料，该保温材料的热工参数为导热系数λ=0.042W/m ·K ，蓄热系数S=0.36，比热容c=1.38kJ/kg ·℃。

摘要如何快速、准确的算得年采暖热负荷是一个值得研究的问题。

本文对北京地区年采暖热负荷的计算作了较详细介绍，适合供暖设计人员参考使用。

</P><P>一、问题的提出<BR>要计算年采暖热负荷，可利用做热负荷延续时间图时的基础资料《采暖热负荷延续表》。

该延续表按某一地区采暖季的室外计算温度及其他有关参数逐一进行填写计算，最后进行合计。

此种方法资料现成，形象直观，结果较准确，且可得出每一温度段的热负荷值，但计算比较繁琐。

<BR>另外尚有计算年采暖热负荷的其他公式，计算比较简便，但没有像以上年采暖热负荷表那样明确和直观。

<BR>本文结合北京市采暖实际情况，将几种公式算法进行了推导简化。

另外，特别是据年采暖热负荷表中的计算法则，自行推导出计算年采暖热负荷的公式，从而使年采暖热负荷的计算结果更为快捷。

<BR>二、有关资料介绍<BR>要计算年采暖热负荷，以下一些资料必须预先收集或了解。

<BR>two—室外采暖最低计算温度。

北京市two =－9℃；<BR>twp—室外平均采暖计算温度。

北京市twp=－1.6℃<BR>tn—室内温度(℃)<BR>F——所需供热面积(m2)；<BR>q——供热热指标(W/m2)。

<BR>《城市热力网设计规范》CJJ34采暖热指标推荐值见下表1所示。

<BR>在制作“采暖年热负荷延续表”时，还有以下几个参数：<BR>ψn—相对温度段内的温度相对比(下标n指相应的温度段)；<BR>由ψn＝（tn-tw）/（tn-two）得到。

<BR>Qψ—相对温度段内的最大采暖单位热负荷,GJ／h；<BR>通过Qψ=Qmax×ψn计算得到；<BR>式中：<BR>Qmax—最大采暖热负荷,GJ／h；<BR>Qh—相对温度段的总采暖热负荷,GJ／h。