房间热负荷计算例题
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计算例题图所示为北京市某四层办公楼建筑平面图,试计算一楼106房间(门厅)和四楼415房间(会议室)的供暖系统设计热负荷。
已知层高均为3。
9m ,围护结构的条件为:外墙:490mm 厚重砂浆粘土砖墙,外表面为20mm 厚水泥砂浆抹面,内表面为20mm 厚水泥砂浆抹面、白灰粉刷。
外墙传热系数为1。
239 W ∕(m 2·K ).外窗:C1为双层铝合金框玻璃窗,宽×高=3000mm ×2200mm ,缝隙长度为10.8m l =,传热系数K =3。
0W ∕(m 2·K ),通过每米外窗缝隙进入室内的冷空气量0L '=1.2m 3/(m ·h )。
外门:M1为单层铝合金框玻璃门,宽×高=3000mm ×3300mm ,13.5m l =,传热系数K=6。
4W ∕(m 2·K ),通过每米外窗缝隙进入室内的冷空气量0L '=1。
1m 3/(m ·h )。
地面:非保温地面。
屋顶:具体结构(如图所示),传热系数K =0。
75W ∕(m 2·K )。
某四层办公楼一楼和四楼局部平面图 (20mm)(120mm)1:3(20mm)(5mm)(100mm)1:3(20mm)(10mm)屋顶结构图【解】一、106房间(门厅)供暖系统设计热负荷北京市室外气象资料:北京市供暖室外计算温度wt '=—9℃,供暖室内计算温度n t =16℃。
空气密度w ρ=1。
303kg/m 3,1c =kJ/(kg ·K ),1.围护结构传热耗热量1Q '(1)南外墙 7.2 3.93 2.23 3.311.58F =⨯-⨯-⨯=m 2, 1.239K =W ∕(m 2·K ),20%ch x =- ,南外墙的传热耗热量为()()11 1.23911.58(169)(120%)286.95W n w ch q KF t t x α''=-+=⨯⨯+⨯-= (2)南外窗 3 2.2 6.6F =⨯=m 2, 3.0K =W ∕(m 2·K ),20%ch x =-, 南外窗的传热耗热量为()()11 3.0 6.6(169)(120%)396.00W n w ch q KF t t x α''=-+=⨯⨯+⨯-= (3)南外门3 3.39.9F =⨯=m 2, 6.4K =W ∕(m 2·K ),20%ch x =-,外门附加率500%m x =,(外门为主要出入口,附加500%。
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。
热负荷练习题热负荷是衡量建筑物冷热需求的指标,对于设计和选购恰当的制冷和供热设备以及合理控制能源消耗极为重要。
为了加深对热负荷的理解,以下是一些练习题供您巩固知识。
1. 描述热负荷的概念及其在建筑设计中的重要性。
2. 请列举影响建筑热负荷的主要因素,并简要解释它们的作用。
3. 一座办公大楼的热负荷为1200千瓦,该大楼共有10层,每层面积为800平方米。
在一年中,需要提供制冷的总时间为400小时。
根据这些信息,请计算每平方米建筑面积的热负荷和每平方米建筑面积的制冷负荷。
4. 某商业中心每天工作14小时,每小时的热负荷为80千瓦。
请计算该商业中心每天的总热负荷。
5. 在夏季高峰期,一家餐馆每小时的热负荷达到120千瓦。
为了满足需求,餐馆决定使用三台制冷机组,分别额定功率为40千瓦、30千瓦和20千瓦。
请计算每台制冷机组的负荷比例。
6. 热负荷分析通常是通过建筑能源模拟软件进行计算的。
请列举几种常用的建筑能源模拟软件并简要介绍它们的特点。
7. 在设计一个新建筑的制冷系统时,安装正确的容量是至关重要的。
请提供确定建筑热负荷的几种常用方法。
8. 现代建筑中,热负荷的优化对于节能至关重要。
请提供几个可行的措施,用于降低建筑的热负荷。
9. 请解释热负荷平衡的概念,并说明其在建筑设计和能源管理中的应用。
10. 建筑的热负荷通常与气候条件密切相关。
请描述建筑的热负荷与气候因素之间的关系。
以上是关于热负荷的一些练习题,希望能够帮助您进一步理解和掌握这一重要概念。
通过不断练习和深化对热负荷的理解,您将能够更好地应对建筑能源管理和设计中的挑战,实现节能减排的目标。
祝您学习愉快!。
例题2-1试计算武汉某宾馆某客房(502客房)夏季的空调计算负荷。
已知条件:(1)客房平面尺寸如图2-2所示,层高为3500mm。
(2)屋顶:其构造如图所示。
从上到下为:①预制细石混凝土25mm,表面喷白色水泥浆;②通风层≥200mm;③卷材防水层;④水泥砂浆找平层20mm;⑤保温层,沥青膨胀珍珠岩125mm;⑥隔气层;⑦现浇钢筋混凝土板70mm;⑧内粉刷。
属于II型,传热系数K=0.48w/(㎡.k)。
(3)西外墙:外墙结构如图2-4所示。
构造如下:①水泥砂浆;②砖墙,δ=370mm;③白灰粉刷。
属于II型,传热系数K=1,50w/(㎡.k)。
(4)西外窗:双层窗,3mm厚普通玻璃;金属窗框,80%玻璃;白色帘(浅色),窗高2000mm(5)内窗:邻室包括走廊,均与客房温度相同。
(6)每间客房2人,在客房内的总小时数为16,(16:00至第二天的8:00)(7)室内压力稍大于大气压力。
(8)室内照明:荧光灯明装,200w开灯时间为晚16:00~24:00。
(9)空调设计运行时间24小时。
(10)武汉市室外气象条件:①东经114°08'北纬30°37'海拔平均海拔在23.3米②大气压力1001.7kPa:夏季:冬季大气压力1023.3kPa③室外空气计算参数,夏季:空调室外计算干球温度35.2℃,空调室外计算,湿球温度28.2℃(11)客房计算参数夏季:室内空气干球温度26℃,室内空气相对湿度≤65%;新风量:≥30m3/(人.h)。
解:按本题条件分项计算如下:1.屋顶冷负荷2.由附录2-5查的冷负荷计算温度逐时值,即可按式(2-7)算出屋顶逐时冷负荷,计算结果列于表2-16中。
武汉夏季平均风速为2.8m/s,按表2-8的公式,a0=10.46+3.95*2.8=21.52查表2-8,ka取0.98时间11:0012:013:014:015:016:017:018:019:020:021:022:023:0024:0tc (τ)35.635.636 3738.440.141.943.745.446.747.547.847.747.2Δtd 1.3 ka 0.98 kρ 0.94tc'(τ)33.9922833.9922834.3607635.2819636.5716438.1376839.7958441.45443.0200444.217644.9545645.2309245.138844.6782tR 26 K 0.48 A 28.728Qtc (τ)110.2090655110.2090655115.2901984127.9930305145.7769955167.3718101190.2369079213.1020058234.6968204251.2105021261.3727678265.1836175263.9133343257.5619182西外墙冷负荷由附录2-4查的II型外墙冷负荷计算温度,将其逐时值及计算结果列入表2-17中,计算公式同上3西外窗瞬时传热冷负荷根据i α=8.7W/(㎡*K )、0α=18,62W/(㎡*K ),由附录2-8差得W K =3.01W/(㎡*K )。
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。
供热负荷如何计算?热负荷计算,民建部分:以下图为例,该房间的散热量,由以下⼏个部分构成:1.外墙散热量;2.外窗散热量;3.户门传热量;4.隔墙传热量;5.屋顶散热量;6.地⾯散热量;7.冷风渗透耗热量;8.冷风侵⼊耗热量。
⼀、采暖负荷估算采暖热负荷的估算办法Qn=a*qn*V*(tn-tw)式中:Qn —采暖热负荷 Wtn —室内空⽓温度℃tw —室外供暖计算温度V—建筑的体积 m3qn —体积热指标根据建筑的保温情况宜取0.4-0.7a —修正系数。
请参考下表(⼀)独⽴分户供暖的负荷特点:1.独⽴控制,室温可调;2.间歇运⾏,短时间加热功率⼤;3.存在户间传热的问题。
基于以上原因,独⽴分户供热热源的加热功率要⾼于按照传统集中供热的计算所得的热负荷⼀般需要乘以 1.3~1.5 的系数。
(⼆)⽣活热⽔加热功率:热⽔加热的基本计算公式Q=C*m*(tr-tl)式中:tr/tl —热⽔/冷⽔温度℃m —热⽔流量 L/minQ —加热功率 kWC — 常数0.07常⽤热⽔参数表⽣活热⽔选型提⽰对于全⽇供应热⽔的住宅,每户设有浴盆时,仅计算浴盆的热⽔⽤⽔量,其他器具的热⽔⽤量不计,浴盆的同时使⽤百分数按下表选取。
⼆、壁挂炉的安装位置选择1.便于烟⽓的扩散和新鲜空⽓的吸⼊;2.靠近⽓源,⽔源,电源;3.有合适的排⽔接⼝;4.有充⾜的维修空间;5.能承受壁挂炉满⽔重量的垂直墙⾯;6.要考虑便于管道布置和系统的⽔⼒平衡;7.便于隐藏下部的管道以及空间的美观。
注意:⾮采暖空间内安装时, 要对⽔路管道做防冻保温处理。
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。
热负荷计算方法1.围护物的基本耗热量QJ 的计算通过供暖房间某一面围护物的温差传热量(也称围护物的基本耗热量)Qτ(W),按下式计算:Qj=k·F·(tn-tw) ·a(1.1)式中:k—该围护物的传热系数,W/(㎡·℃);F—该面围护物的散热面积,㎡;tn—室内空气计算温度,℃;tw—供暖室外计算温度,℃;a—温差修正系数。
[1]. 外墙,屋顶的热桥计算外墙、屋顶的传热系数当考虑梁、楼板、柱等的热桥影响时,采用外墙平均传热系数Km。
按规定,取各成分面积的加权平均值。
[2]. 地面传热计算当围护物是贴土的非保温地面时,其温差传热量Qj.d(W)用下式计算:Qj.d=kpj.d ·Fd·(tn-tw) (1.2)式中:kpj.d—非保温地面的平均传热系数,W/(㎡·℃);Fd—房间地面总面积,㎡。
2. 附加耗热量附加耗热量按基本耗热量的百分数计算。
考虑了各项附加后,某面围护物的传热耗热量Q1(W):Q1=Qj ·(1+βch+βf+βlang+βm)(1+βfg)(1+βjian)(2.1)式中:Qj—该围护物的基本耗热量,W;βch—朝向修正;βf—风力修正;βlang—两面外墙修正;βm—窗墙面积比过大修正;βfg—房高修正;βjian—间歇附加。
3. 通过门、窗缝隙的冷风渗透耗热量 Q2(W)Q2 = 0.28 ·Cp ·V·ρw·(tn - tw) (3.1)式中:Cp—干空气的定压质量比热容, Cp = 1.0 Kj / (Kg·℃);V—渗透空气的体积流量, m^3 / h;ρw—室外温度下的空气密度,Kg / m^3;tn—室内空气计算温度, ℃;tw—室外供暖计算温度, ℃。
[1]. 缝隙法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 = ∑(l ·L ·n)(3.1.1)式中:l—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,m3/(m ·h);n—渗风量的朝向修正系数。
热负荷计算例题题目: 热负荷计算例题一、热负荷计算概述热负荷计算是一种热效应分析法,将各种暖通空调设备的能耗估算到建筑结构的局部或全局,以便对未来的能源消耗有一个全面的了解。
热负荷计算是一种以平衡热流方式综合分析建筑热效果的有效方法。
二、热负荷计算的步骤1、列出建筑的结构元素,确定每个元素的地基类型、构造和保温性能等。
2、建立建筑物热性能指标体系,确定每个元素在每个季节的热物性,如温度、湿度、流量等。
3、根据季节温差中外散热系统操作状态,建立室内和外界空气交换系统计算模型4、根据地基参数,分析和评估建筑物地基热负荷,确定地面、墙面和屋顶的保温性能。
5、汇总热负荷的各种参数,同步进行热负荷的计算和分析。
6、检查预设的热性能指标预测值,判断热负荷计算结果是否符合预设热性能指标。
三、热负荷计算例题本题旨在针对西安某酒店中屋顶层的某一侧墙,用热负荷计算的方法给出室内热负荷的估算值。
1、建筑构造参数:建筑屋顶采用现浇水泥屋顶,保温层厚度为100mm,底层采用建筑玻璃,保温层厚度为100mm,外墙为50mm混凝土墙,保温层厚度为100mm,通风系统采用自然晒台;2、外界环境数据:西安地区为典型的室外温度季节性变化,夏季温度最高达38℃,最低达4℃,冬季温度最高达8℃,最低达-18℃,四季环境风速小于2.44m/s;3、室内环境数据:每半季的室内温度环境均维持在22.5℃~24.5℃,湿度维持在50%RH~60%RH,通风量3m3/h~5m3/h;4、结果分析:根据上述参数,我们可以得出如下估算室内热负荷值:在夏季,单位墙面热负荷最大值为158W/m2,最小值为71W/m2;在冬季,单位墙面热负荷最大值为116W/m2,最小值为48W/m2,室内空气换气量最大值为8.3m3/h,最小值为2.6m3/h。
四、总结热负荷计算是根据建筑结构元素的性能和外界环境数据,用模型法分析和预测建筑物热性能,给出合理的室内热负荷估算结果的一种工程计算方法。
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。
【例题】:有一风机盘管加新风系统,室内冷负荷11.6Kw,无湿负荷,室内设计参数TN=24 相对湿度55%,大气压力101325Pa;室外计算干球温度TW=35,相对湿度41%;房间的新风量为500 立方米/H,新风处理到室内焓值后单独送入室内,问风机盘管处理的空气量大约是解答:分析:N:24℃,55%,50.614kJ/kg,10.362g/kg;新风处理到室内等焓线与90%相对湿度线的交点L1:18.9℃,90%,50.614kJ/kg,12.436g/kg;当新风单独风口送到室内时:风机盘管处理到机器露点L2 后沿热湿比(热湿比无限大,即为等湿线)变化到状态点N1:50.614kJ/kg;N1 与L1 点混合至室内状态点N。
由于室内没有湿负荷,所以盘管要承担新风(已经过新风机处理后)带进室内的湿负荷。
由新风带入室内的湿负荷W=500x1.2x(12.5-10.2)=1.38kg/h,根据室内冷负荷Q=11.6kw,湿负荷W=1.38kg/h 画热湿比线与95%相对湿度线交与L2 点,L2:14.7℃,95%,39.9kJ/kg,9.9g/kg,风机盘管送风量G=11.6/(50.6-39.9)=1.115kg/s=3346m3/h【例题】:已知大气的含尘浓度是30×104PC/L(≥0.5μm),η1(≥0.5μm)=10%,η2(≥0.5μm)=99.9%,求出口含尘浓度是多少?解答:依据见《工业通风》(孙一坚)P67 除尘器效率相关内容=30×104×{1-[1-(1-0.1)×(1-0.999)]}=270 =(27×104PC/L)【例题】:已知一双速风机,额定风量为12450m3/h,风压为431Pa。
在排烟工况下风量为17230m3/h,排烟温度为270℃,风机总效率(包括电机传动)0.52,求配置电机的最小功率。
解答:N=QP/1000x3600x 效率=12450x825/1000x3600x0.52=5.49KwQ 取额定值,不需修正仅对P 进行修正(属于转速变化的修正)P2/P1=(Q2/Q1)^2=(17230/12450)^2=1.915P2=1.915x431=825【例题】:位于市区内某25 层住宅的周围均为 6 层建筑,计算围护结构耗热量时,对于风力附加率耗热量的处理,应采用(全部围护结构的垂直面均需计算风力附加耗热量)。
计算例题
图所示为北京市某四层办公楼建筑平面图,试计算一楼106房间(门厅)和四楼415房间(会议室)的供暖系统设计热负荷。
已知层高均为3.9m,围护结构的条件为:外墙:490mm厚重砂浆粘土砖墙,外表面为20mm厚水泥砂浆抹面,内表面为20mm厚水泥砂浆抹面、白灰粉刷。
外墙传热系数为1.239 W∕(m2·K)。
l=,外窗:C1为双层铝合金框玻璃窗,宽×高=3000mm×2200mm,缝隙长度为10.8m 传热系数K=3.0W∕(m2·K),通过每米外窗缝隙进入室内的冷空气量0L'=1.2m3/(m·h)。
l=,传热系外门:M1为单层铝合金框玻璃门,宽×高=3000mm×3300mm,13.5m
数K=6.4W∕(m2·K),通过每米外窗缝隙进入室内的冷空气量0L'=1.1m3/(m·h)。
地面:非保温地面。
屋顶:具体结构(如图所示),传热系数K=0.75W∕(m2·K)。
某四层办公楼一楼和四楼局部平面图
屋顶结构图
【解】
一、106房间(门厅)供暖系统设计热负荷
北京市室外气象资料:北京市供暖室外计算温度w
t '=-9℃,供暖室内计算温度n t =16℃。
空气密度w ρ=1.303kg/m 3,1c =kJ/(kg ·K),
1.围护结构传热耗热量1Q '
(1)南外墙 7.2 3.93
2.23
3.3
F =⨯-⨯-⨯=m 2, 1.239K =W ∕(m 2·K),20%ch x =- ,南外墙的传热耗热量为
()()1
1 1.23911.58(169)(120%)286.95W n w ch q KF t t x α''=-+=⨯⨯+⨯-= (2)南外窗 3 2.
2 6.6F =⨯=m 2, 3.0K =W ∕(m 2·K),20%ch
x =-, 南外窗的传热耗热量为
()()1
1 3.0 6.6(169)(120%)396.00W n w ch q KF t t x α''=-+=⨯⨯+⨯-= (3)南外门
3 3.39.9F =⨯=m 2, 6.4K =W ∕(m 2·K),20%ch x =-,
外门附加率500%m x =,(外门为主要出入口,附加500%。
)南外门的传热耗热量为
()()1
1 6.49.9(169)(120%500%)9187.20W n w ch m q KF t t x x α''=-++=⨯⨯+⨯-+=(4)地面 地带划分如图:
106房间地带划分图
17.2214.4F =⨯=m 2,27.2214.4F =⨯=m 2,37.2 1.168.35F =⨯=m 2。
地面各地带传
热系数1K =0.47W ∕(m 2·K),2K =0.23W ∕(m 2·K),3K =0.12W ∕(m 2·K)。
地面的传热耗热量为
()1
(0.4714.40.2314.40.128.35)(169)277.05W n w q KF t t ''=-=⨯+⨯+⨯⨯+=∑
106房间围护结构的传热耗热量
1286.95396.009187.20277.0510147.20W Q '=+++=
2.106房间的冷风渗透耗热量2
Q '(按缝隙法进行计算) (1)南外窗
渗透冷空气量0L '=1.2m 3/(m ·h ),0.
15n =(风压单独作用下,渗透空气量的朝向修正
系数),南外门冷风渗透耗热量
()2
00.280.2811.3031.210.8(18+9)0.15=19.15c p w n w Q c L l t t n ρ'''=-=⨯⨯⨯⨯⨯⨯W (2)南外门
渗透冷空气量0L '=1.1 m 3/(m ·h ),13.
5m l =,0.15n =,南外门冷风渗透耗热量
()2
00.280.2811.3031.113.5(18+9)0.15=21.94m p w n w Q c L l t t n ρ'''=-=⨯⨯⨯⨯⨯⨯ 106房间的冷风渗透耗热量2
19.1521.9441.09W Q '=+= 106房间供暖系统设计热负荷为
12
10147.2041.0910188.29W Q Q Q '''=+=+= 计算结果汇总详见表1-14。
二、415房间(会议室)供暖系统设计热负荷
415房间为会议室,冬季供暖室内计算温度n t =18℃。
1.围护结构耗热量1Q '
(1)北外墙 1.239K =W ∕(m 2·K);85.1522.23)135.09.3(2.7=⨯⨯-+⨯=F m 2;
10%ch x =。
北外墙的传热耗热量
(2)北外窗 传热系数 3.0K =W ∕(m 2·K),3 2.2213.2F =⨯⨯=m 2,10%ch x =。
北外窗的传热耗热量
()()1
1 3.013.2(189)(110%)1176.12W n w ch q KF t t x α''=-+=⨯⨯+⨯+= (3)屋顶 传热系数0.75K =W ∕(m 2·K);温差修正系数 1.0α=;传热面积
4.147.229.81F =⨯=m 2。
屋顶的传热耗热量
()1
0.7529.81(189)603.65W n w q KF t t α''=-=⨯⨯+= 415房间围护结构的传热耗热量
187.31176.12603.652367.07W Q '=++=
2.415房间的冷风渗透耗热量2
Q '(缝隙法) 渗透冷空气量0L '=1.2m 3/(m ·h ),北外窗的缝隙长度为10.8221.6m l =⨯=;渗透冷
空气量的朝向修正系数 1.0n =。
根据式(1-24),北外窗冷风渗透耗热量
()2
00.280.2811.303 1.221.6(189)1255.33W p w n w Q c L l t t n ρ'''=-=⨯⨯⨯⨯⨯+⨯=
则可得415房间的供暖系统设计热负荷为
12
2367.07255.332622.40W Q Q Q '''=+=+=
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