第1章 室内供暖系统的设计热负荷

1、第一章第一章 室内供暖系统的设计热负荷室内供暖系统的设计热负荷概述概述l 供暖系统设计热负荷是供暖设计中最基本供暖系统设计热负荷是供暖设计中最基本的数据。它直接影响供暖系统方案的选择的数据。它直接影响供暖系统方案的选择, ,供供暖管道管径和散热器等设备的确定，关系到供暖管道管径和散热器等设备的确定，关系到供暖系统的使用和经济效果。暖系统的使用和经济效果。第一节第一节 供暖系统设计热负荷供暖系统设计热负荷l供暖系统的供暖系统的热负荷热负荷：指在某一室外温度：指在某一室外温度 下，为达到要下，为达到要求的室内温度求的室内温度 ，供暖系统在单位时间内向建筑物供给，供暖系统在单位时间内向建筑物供给的热

2、量的热量 。wtQntl供暖系统的供暖系统的设计热负荷设计热负荷：指在设计室外温度：指在设计室外温度 下，为达下，为达到要求的室内温度到要求的室内温度 ，供暖系统在单位时间内向建筑物，供暖系统在单位时间内向建筑物供给的热量供给的热量 。wtQnt第一节第一节 供暖系统设计热负荷供暖系统设计热负荷l在工程设计中，供暖系统的设计热负荷，一般可分为以在工程设计中，供暖系统的设计热负荷，一般可分为以下几部分进行计算。下几部分进行计算。1.j1.x23QQQQQ围护结构的基围护结构的基本耗热量本耗热量围护结构的附围护结构的附加耗热量加耗热量冷风渗透耗热量冷风渗透耗热量冷风侵入耗热量冷风侵入耗热量第二节第

3、二节 围护结构基本耗热量围护结构基本耗热量l供暖控制对象：室内温度（干球温度）供暖控制对象：室内温度（干球温度）l空调控制对象：温度、相对湿度、风速、洁净度空调控制对象：温度、相对湿度、风速、洁净度 围护结构的基本耗热量，计算公式：围护结构的基本耗热量，计算公式：l式中式中 围护结构的传热系数，围护结构的传热系数，W/（m2 ）；）； 围护结构的面积，围护结构的面积，m2； 供暖室内计算温度供暖室内计算温度 ， ；q()nwK F ttKFntl 供暖室外计算温度，供暖室外计算温度， ； l 温差修正系数温差修正系数 ； 一、室内计算温度一、室内计算温度 室内计算温度：指距地面室内计算温度：指

4、距地面2m以内人们活动地区的平以内人们活动地区的平均温度。均温度。 当人体衣着适宜，保暖量充分且处于安静状况时：当人体衣着适宜，保暖量充分且处于安静状况时： 室内温度室内温度 20比较舒服，比较舒服，18无冷感，无冷感，15为明显冷为明显冷感温度界限。感温度界限。wtnt二、供暖室外计算温度二、供暖室外计算温度 围护结构的热惰性原理围护结构的热惰性原理 不保证天数的原则不保证天数的原则wt 三、温差修正系数三、温差修正系数 计算与大气不直接接触的外围护结构的基本耗热量计算与大气不直接接触的外围护结构的基本耗热量 q()nhK F tt 式中：式中：th传热达到热平衡时，非供暖房间或空间的温传热

5、达到热平衡时，非供暖房间或空间的温 度，度，； 温差修正系数。温差修正系数。nhnwtttt四、围护结构的传热系数四、围护结构的传热系数 K 值值 1.均质多层材料的传热系数均质多层材料的传热系数 K 值，一般建筑物的外墙值，一般建筑物的外墙和屋顶都属于均质多层材料的平壁结构。和屋顶都属于均质多层材料的平壁结构。 2.由两种以上材料组成的、两向非均质围护结构的传由两种以上材料组成的、两向非均质围护结构的传热系数热系数 K 值，比如从节能的角度出发，采用各种形式值，比如从节能的角度出发，采用各种形式的空心砌块，或保温材料。的空心砌块，或保温材料。 3.空气间层传热系数空气间层传热系数 K 值。值

6、。 4.地面的传热系数。（划分地带法）地面的传热系数。（划分地带法）地地 带带R0K0（m2W） （Wm2）第一地带第一地带第二地带第二地带第三地带第三地带第四地带第四地带2.154.308.6014.20.470.230.120.07五、围护结构传热面积的丈量五、围护结构传热面积的丈量1.外墙面积；外墙面积；2.门窗面积；门窗面积；3.闷顶和地面面积；闷顶和地面面积；4.地下室面积。地下室面积。第三节第三节 围护结构的附加耗热量围护结构的附加耗热量围护结构的附加围护结构的附加耗热量耗热量朝向修正耗热量风力附加耗热量高度附加耗热量第三节第三节 围护结构的附加耗热量围护结构的附加耗热量朝向修正耗

7、热量产生原因室内因阳光射入而得到的热量室内因阳光射入而得到的热量向阳面围护结构外表面温度升高。向阳面围护结构外表面温度升高。失热量减少失热量减少 向阳面围护结构，向阳面围护结构，K值较小值较小一一 朝向修正耗热量朝向修正耗热量第三节第三节 围护结构的附加耗热量围护结构的附加耗热量一一 朝向修正耗热量朝向修正耗热量 朝向修正耗热量：考虑建筑物受太阳照射影响而对围朝向修正耗热量：考虑建筑物受太阳照射影响而对围护结构基本耗热量的修正。按围护结构的不同朝向，选护结构基本耗热量的修正。按围护结构的不同朝向，选择不同的朝向修正率。择不同的朝向修正率。 风力附加耗热量：考虑室外风速变化而对围护结构基风力附加

8、耗热量：考虑室外风速变化而对围护结构基本耗热量的修正。本耗热量的修正。二二 风力附加耗热量风力附加耗热量第三节第三节 围护结构的附加耗热量围护结构的附加耗热量综上所述：通过围护结构的总耗热量可表示为综上所述：通过围护结构的总耗热量可表示为 高度附加耗热量：考虑房屋高度对围护结构耗热量的高度附加耗热量：考虑房屋高度对围护结构耗热量的影响而附加的耗热量。影响而附加的耗热量。三三 高度附加耗热量高度附加耗热量w11.j1.xgnchf1x(ttx +xQQQKF（）（1+）高度附加率高度附加率朝向附加率朝向附加率风力附加率风力附加率第四节第四节 冷风渗透耗热量冷风渗透耗热量一、缝隙法一、缝隙法 确定

9、门、窗缝隙渗入空气量确定门、窗缝隙渗入空气量 V 后，冷风渗透耗热量后，冷风渗透耗热量 式中式中 门、窗缝隙渗入室内的总空气量，门、窗缝隙渗入室内的总空气量，m3/h； 供暖室外温度下的空气密度，供暖室外温度下的空气密度，kg/m3； 冷空气的定压比热；冷空气的定压比热； 单位换算系数，单位换算系数，1kJ/h=0.278W。2Q2wp0.278()nwQVc ttpcV0.278w二、换气次数法二、换气次数法 用于民用建筑的概算法，冷风渗透耗热量用于民用建筑的概算法，冷风渗透耗热量 式中式中 房间内部体积，房间内部体积，m3； 房间换气次数，次房间换气次数，次/h。第四节第四节 冷风渗透耗热

10、量冷风渗透耗热量 三、百分数法三、百分数法 用于工业建筑的概算法。用于工业建筑的概算法。2Q20.278()knnwQn Vc ttnVkn冷风侵入耗热量：冷风侵入耗热量： 在冬季受风压和热压作用下，冷空气在冬季受风压和热压作用下，冷空气由开启的外门侵入室内，这部分冷空气加热到室内温度所消由开启的外门侵入室内，这部分冷空气加热到室内温度所消耗的热量。耗的热量。 式中式中 流入的冷空气量，流入的冷空气量，m3/h； 其它符号同前。其它符号同前。 第五节第五节 冷风侵入耗热量冷风侵入耗热量3wpw0.278()nwQV cttwV由于流入的冷空气量不易确定，根据经验总结，冷风由于流入的冷空气量不易

11、确定，根据经验总结，冷风侵入耗热量可采用外门基本耗热量乘以表侵入耗热量可采用外门基本耗热量乘以表1-9的百分数的的百分数的简便方法进行计算。亦即简便方法进行计算。亦即式中式中 外门的基本耗热量，外门的基本耗热量，W； N 考虑冷风侵入的外门附加率，按表考虑冷风侵入的外门附加率，按表1-9采用。采用。第五节第五节 冷风侵入耗热量冷风侵入耗热量mjNQQ13mjQ 1第五节第五节 冷风侵入耗热量冷风侵入耗热量外外 门门 布布 置置 状状 况况附加率附加率一道门一道门两道门（有门斗）两道门（有门斗）三道门（有两个门斗）三道门（有两个门斗）公共建筑和生产厂房的主要出入口公共建筑和生产厂房的主要出入口6

12、5n%80n%60n%500%外门附加率外门附加率 N 值值 表表1-9【例题例题1-1】下图所示为北京市一民用办公建筑的平面图和下图所示为北京市一民用办公建筑的平面图和剖面图，计算其中会议室（剖面图，计算其中会议室（101号房间）的供暖设计热负荷。号房间）的供暖设计热负荷。第六节第六节 供暖设计热负荷例题供暖设计热负荷例题已知围护结构条件：已知围护结构条件： 外 墙 ： 一 砖 半 厚 （ 外 墙 ： 一 砖 半 厚 （ 3 7 0 m m ） ， 内 面 抹 灰 砖 墙 。） ， 内 面 抹 灰 砖 墙 。K=1.57W/(m2)，D=5.06。外窗：单层木框玻璃窗。尺寸（宽外窗：单层木框

13、玻璃窗。尺寸（宽高）为高）为1.52.0m。窗型为。窗型为带上亮（高带上亮（高0.5m）三扇两开窗。可开启部分的缝隙总长为）三扇两开窗。可开启部分的缝隙总长为13.0m。外门：单层木门。尺寸（宽外门：单层木门。尺寸（宽高）为高）为1.52.0m。门型为无上亮。门型为无上亮的双扇门。可开启部分的缝隙总长为的双扇门。可开启部分的缝隙总长为9.0m。 顶 棚 ： 厚 顶 棚 ： 厚 2 5 m m 的 木 屑 板 ， 上 铺的 木 屑 板 ， 上 铺 5 0 m m 防 腐 木 屑 。防 腐 木 屑 。K=0.93W/m2，D=1.53。地面：不保温地面。地面：不保温地面。K 值按划分地带计算。值按

14、划分地带计算。第六节第六节 供暖设计热负荷例题供暖设计热负荷例题供暖所用的铸铁散热器的散热方式是自然对流与热辐射，供暖所用的铸铁散热器的散热方式是自然对流与热辐射，其中自然对流散热量占整个散热量的其中自然对流散热量占整个散热量的75%，剩余热量以辐射，剩余热量以辐射的方式传播。的方式传播。与对流供暖相比较，与对流供暖相比较，地板辐射供暖地板辐射供暖有如下有如下好处好处： 舒适度高，节能。舒适度高，节能。 没有因为人离散热器较近时因热空没有因为人离散热器较近时因热空气上升而引起的窒息感，室内温度场均匀，温度梯度合理，气上升而引起的窒息感，室内温度场均匀，温度梯度合理，减少了人体的辐射热量，使人比

15、较舒适，室内温度的设计标减少了人体的辐射热量，使人比较舒适，室内温度的设计标准可适当降低。设计水温低，可采用电厂余热等低品位热源准可适当降低。设计水温低，可采用电厂余热等低品位热源供暖。供暖。 节约建筑面积，无散热器片与外露的管道。节约建筑面积，无散热器片与外露的管道。第七节第七节 辐射供暖系统热负荷计算辐射供暖系统热负荷计算一、低温辐射供暖负荷的计算一、低温辐射供暖负荷的计算全面辐射采暖的热负荷全面辐射采暖的热负荷按第二节第五节的方法进行计算，并对计算出的热负荷乘以0.90.95的修正系数或将室内计算温度取值降低 2局部辐射采暖的热负荷局部辐射采暖的热负荷按整个房间全面辐射采暖的热负荷乘以该

16、区的建筑面积与所在房间的面积的比值和局部辐射采暖热负荷附加系数确定。第七节第七节 辐射供暖系统热负荷计算辐射供暖系统热负荷计算二、热水吊顶辐射供暖负荷的计算二、热水吊顶辐射供暖负荷的计算负荷计算方法同一。负荷计算方法同一。三、燃气红外线辐射供暖负荷的计算三、燃气红外线辐射供暖负荷的计算负荷计算方法同一，辐射器安装过高时，应对总耗热量负荷计算方法同一，辐射器安装过高时，应对总耗热量进行必要的高度修正。进行必要的高度修正。第七节第七节 辐射供暖系统热负荷计算辐射供暖系统热负荷计算第八节第八节 围护结构的最小传热阻与经济传热阻围护结构的最小传热阻与经济传热阻l最小传热阻最小传热阻：室内舒适性要求室内

17、舒适性要求围护结构内表面不结露围护结构内表面不结露结露会导致耗热量增大，围结露会导致耗热量增大，围护结构易损坏护结构易损坏围护结构内表面温度过低，人体围护结构内表面温度过低，人体向外辐射热过多，产正不舒适感。向外辐射热过多，产正不舒适感。0.minnw.eny()tttRRl最小传热阻计算公式最小传热阻计算公式l 最小传热阻，最小传热阻，m2/ W； l 冬季围护结构室外计算温度冬季围护结构室外计算温度 , ； 外墙围护结构的实际传热热阻应大于最小传热热阻（见外墙围护结构的实际传热热阻应大于最小传热热阻（见例题例题1-1） 但选用多大的传热热阻才算经济呢？由此我们引出经济但选用多大的传热热阻才

18、算经济呢？由此我们引出经济传热热阻。传热热阻。 经济传热热阻经济传热热阻：使建筑物的建造费用和经营费用之和最：使建筑物的建造费用和经营费用之和最小的围护结构的传热阻。小的围护结构的传热阻。0.minRw.et第九节第九节 高层建筑供暖设计热负荷计算方法简介高层建筑供暖设计热负荷计算方法简介l1楼梯间及竖井热压分楼梯间及竖井热压分布线布线 2各层外窗热压分布线各层外窗热压分布线 理论热压理论热压 式中式中 理论热压，理论热压，Pa wngrzPhh（） （） tK一、热压作用一、热压作用第九节第九节 高层建筑供暖设计热负荷计算方法简介高层建筑供暖设计热负荷计算方法简介 二、风压作用二、风压作用三

19、、风压与热压共同作用三、风压与热压共同作用当风吹过建筑物时，空气会经过迎风面方向的门当风吹过建筑物时，空气会经过迎风面方向的门窗缝隙渗入，而从背风向的缝隙渗出。冷风渗透量窗缝隙渗入，而从背风向的缝隙渗出。冷风渗透量取决于门窗两侧的风压差。取决于门窗两侧的风压差。实际作用的冷风渗透现象，都是风压与热压共同实际作用的冷风渗透现象，都是风压与热压共同作用的结果。作用的结果。第十节第十节 建筑节能及措施建筑节能及措施 建筑节能建筑节能“九五九五”计划和计划和2010年规划年规划所规所规划的新建建筑的节能目标是：划的新建建筑的节能目标是：新建采暖居住建筑新建采暖居住建筑1996年以前，在年以前，在198

20、01981年当地通用设计采暖能耗水平基础上普遍降低年当地通用设计采暖能耗水平基础上普遍降低30%，为，为第一阶段第一阶段（节能（节能30% ） ；1996年起在达到第一阶段要求的基础上节能年起在达到第一阶段要求的基础上节能30%，为，为第二阶段第二阶段（节能（节能50% ） ； 2005年起在达到第二阶段要求的基础上节能年起在达到第二阶段要求的基础上节能30%，为，为第三阶段第三阶段（节能（节能65% ） 。 第十节第十节 建筑节能及措施建筑节能及措施 一、节能建筑的相关节能指标一、节能建筑的相关节能指标1.建筑的耗热指标与采暖设计热负荷建筑的耗热指标与采暖设计热负荷建筑物建筑物耗热量指标耗热

21、量指标：指在采暖期室外平均温度条：指在采暖期室外平均温度条件下，为保持室内计算温度，单位建筑面积在单位时件下，为保持室内计算温度，单位建筑面积在单位时间内消耗的、需由室内采暖设备供给的热量，其单位间内消耗的、需由室内采暖设备供给的热量，其单位是是W/m2。采暖设计热负荷指标采暖设计热负荷指标：指在采暖室外计算温度条：指在采暖室外计算温度条件下，为保持室内计算温度，单位建筑面积在单位时件下，为保持室内计算温度，单位建筑面积在单位时间内需由锅炉或其他供热设施供给的热量，其单位是间内需由锅炉或其他供热设施供给的热量，其单位是W/m2。第十节第十节 建筑节能及措施建筑节能及措施 一、节能建筑的相关节能指标一、节能建筑的相关节能指标2.采暖的耗煤量指标采暖的耗煤量指标采暖耗煤量指标系指在采暖期室外平均温度条件采暖耗煤量指标系指在采暖期室外平均温度条件下，为保持室内计算温度，单位建筑面