《室内采暖》第五讲

1、第六节第六节 高层建筑供暖热负荷计算方法简介高层建筑供暖热负荷计算方法简介 高层建筑由于高度的增加高层建筑由于高度的增加,使它受到使它受到风压和热压风压和热压的综合作用的综合作用, 因而采用相应因而采用相应不同的冷风渗透耗热量计不同的冷风渗透耗热量计算方法算方法. 一、热压作用一、热压作用: 热压作用即通常讲的热压作用即通常讲的“烟囱烟囱”作用作用. 1 、 空气的流通情况分析空气的流通情况分析: 冬季室内空气高于室外空气冬季室内空气高于室外空气, 则室外空气密度大于室内空则室外空气密度大于室内空气密度气密度, 由于空气的密度差由于空气的密度差, 室外空气不断进入室外空气不断进入, 通过建筑物

2、内通过建筑物内部楼梯间、电梯间等垂直贯通通道上升部楼梯间、电梯间等垂直贯通通道上升, 形成一股上升的热气形成一股上升的热气流流, 而后排出而后排出. 第六节第六节 高层建筑供暖热负荷计算方法简介高层建筑供暖热负荷计算方法简介 一、热压作用一、热压作用: 1 、 空气的流通情况分析空气的流通情况分析: 较低楼层较低楼层-室外空气压力室外空气压力大于大于室内空气压力室内空气压力, 冷空气通过外门、窗等缝隙渗入冷空气通过外门、窗等缝隙渗入. 较高楼层较高楼层-室内空气压力室内空气压力大于大于室外空气压力室外空气压力, 热空气由贯通通道通过内门、窗等缝隙渗出室外热空气由贯通通道通过内门、窗等缝隙渗出室

3、外. 中和面中和面-渗入与渗出的空气量相等渗入与渗出的空气量相等, 在高层与低层之间必然在高层与低层之间必然 有一内外压差为零的界面有一内外压差为零的界面. 热压热压-引起空气下进上出的流动压力称为热压引起空气下进上出的流动压力称为热压.第六节第六节 高层建筑供暖热负荷计算方法简介高层建筑供暖热负荷计算方法简介 一、热压作用一、热压作用: 2、热压作用原理图、热压作用原理图建筑剖面建筑剖面热压热压室外压力室外压力中和面中和面垂直通道压力垂直通道压力高度高度压力压力(+)第六节第六节 高层建筑供暖热负荷计算方法简介高层建筑供暖热负荷计算方法简介 一、热压作用一、热压作用: 3、有效热压计算、有效

4、热压计算: 若以中和面的室外空气自然气流静压力为零作基准若以中和面的室外空气自然气流静压力为零作基准,则在计则在计算高度算高度h上上: 室外压力室外压力 : prw(hz h)wg Pa 建筑物内贯通通道内压力建筑物内贯通通道内压力: pn(hz h)ng Pa 第六节第六节 高层建筑供暖热负荷计算方法简介高层建筑供暖热负荷计算方法简介 则室外与建筑物内的则室外与建筑物内的理论热压差理论热压差为为: pr (hz h)(w n) g Pa pr-计算高度上建筑物计算高度上建筑物外部与内部的理论热压差外部与内部的理论热压差, h -计算高度计算高度, m hz -中和面高度中和面高度, m w

5、-室外空气密度室外空气密度, kg/m3 n -室内空气密度室内空气密度, kg/m3 注注: 热压差为正值时热压差为正值时,室外压力室内压力室外压力室内压力,冷风由室外渗入室内冷风由室外渗入室内; 热压差为负值时热压差为负值时,室外压力室内压力室外压力室内压力,热风由室内渗出室外热风由室内渗出室外.第六节第六节 高层建筑供暖热负荷计算方法简介高层建筑供暖热负荷计算方法简介 一、热压作用一、热压作用: 4、热压差的影响因素、热压差的影响因素: 与建筑物内部贯通通道的布置形式与建筑物内部贯通通道的布置形式, 与建筑物内部贯通通道的通气状况与建筑物内部贯通通道的通气状况, 与门窗缝隙的密封性能与门

6、窗缝隙的密封性能. 即与空气由渗入到渗出的阻力有关即与空气由渗入到渗出的阻力有关. 5、有效热压的定义、有效热压的定义: 外围护结构的门、窗缝隙两侧的热压差称为有效热压外围护结构的门、窗缝隙两侧的热压差称为有效热压. 第六节第六节 高层建筑供暖热负荷计算方法简介高层建筑供暖热负荷计算方法简介 一、热压作用一、热压作用: 5、有效热压的公式、有效热压的公式: pr Cr pr Cr (hz h)(w n) g Pa Cr-热压系数热压系数, 按照我国实际情况按照我国实际情况,可取可取0.20.5 二、风力作用二、风力作用: 1、室外风速的变化规律、室外风速的变化规律: 从地面到上空是逐渐增大的从

7、地面到上空是逐渐增大的. 2、室外风速、室外风速VW的测得位置的测得位置: 指地面以上基准高度指地面以上基准高度(一般用一般用10m)测得的风速测得的风速.第六节第六节 高层建筑供暖热负荷计算方法简介高层建筑供暖热负荷计算方法简介 二、风力作用二、风力作用: 3、风压作用原理图、风压作用原理图高度高度迎风面迎风面0压力压力(+)0压力压力(+)背风面背风面室外风压室外风压高度高度第六节第六节 高层建筑供暖热负荷计算方法简介高层建筑供暖热负荷计算方法简介 二、风力作用二、风力作用: 4、室外风速、室外风速Vh的计算公式的计算公式: Vh / V0( h / h0 )m V0- 基准高度的计算风速

8、基准高度的计算风速, m/s Vh - 计算高度的计算风速计算高度的计算风速, m/s h0 - 基准高度基准高度, m h - 计算高度计算高度, m m - 指数指数: 空旷及沿海地区空旷及沿海地区 m =1/6; 城郊区城郊区 m =1/4m =1/41/5; ; 建筑群多的市区建筑群多的市区 m =1/3; 一般可取一般可取0.2 第六节第六节 高层建筑供暖热负荷计算方法简介高层建筑供暖热负荷计算方法简介 二、风力作用二、风力作用: 5、基准条件下室外风速、基准条件下室外风速Vh的计算公式的计算公式: 当当 h0 10 m , m 0.2 时时; 不同高度不同高度 h 处的处的Vh的计

9、算式为的计算式为: Vh (h /10)0.2 V0 0.631 h 0.2 V0 m/s 6、有效风压差计算公式有效风压差计算公式: pf 0.5Cfw Vh 2 Pa Cf -风压差系数风压差系数, 常取常取0.30.7 （当风垂直吹到墙面时，且建筑物内部阻力很小时，风压差系数最大，（当风垂直吹到墙面时，且建筑物内部阻力很小时，风压差系数最大， Cf=0.7; 当建筑物内部阻力很大时，风压差系数降低至当建筑物内部阻力很大时，风压差系数降低至0.30.5。）。） 第六节第六节 高层建筑供暖热负荷计算方法简介高层建筑供暖热负荷计算方法简介 三、风压与热压共同作用三、风压与热压共同作用: 2、压

10、差比、压差比C: 指有效热压差与有效风压差的比值指有效热压差与有效风压差的比值, C pr / pf = 50crhzh/cfh0.4v2x tntw /273tn 式中：式中：cr-热压系数（热压系数（0.20.5） cf -风压系数（风压系数（0.30.50.7） hz -中和面的高度（建筑物高度的一半）中和面的高度（建筑物高度的一半） h -计算楼层的窗中心线高度计算楼层的窗中心线高度 v -冬季室外平均风速冬季室外平均风速 tn建筑物内形成热压的空气柱温度，简称竖井温度。建筑物内形成热压的空气柱温度，简称竖井温度。第六节第六节 高层建筑供暖热负荷计算方法简介高层建筑供暖热负荷计算方法简

11、介 三、风压与热压共同作用三、风压与热压共同作用: 3、当风压和热压共同作用下产生的、当风压和热压共同作用下产生的 单位长度缝隙的渗透风量单位长度缝隙的渗透风量L0计算公式如下计算公式如下: L0 L【Chn(1 C)b1】 L m Ch -计算门窗中心线标高为计算门窗中心线标高为h时的渗透空气量对于基准时的渗透空气量对于基准 渗透量的渗透量的 高度修正系数高度修正系数Ch =(0.4h0.4)b, （当（当h10m时，按时，按10m计算）；计算）； L -基准风速下单位长度缝隙的空气渗透量，可查表基准风速下单位长度缝隙的空气渗透量，可查表1-11 n -朝向修正系数，可查表朝向修正系数，可查

12、表1-12 b -与门窗结构有关的特性常数，与门窗结构有关的特性常数， 木窗（木窗（0.58）、钢窗（）、钢窗（0.67）、铝窗（）、铝窗（0.78）、塑钢（）、塑钢（0.60） c -压差比压差比 C pr / pf m -考虑计算门窗所处的高度、朝向和热压差的存在而引入的考虑计算门窗所处的高度、朝向和热压差的存在而引入的 渗透风量渗透风量综合修正系数综合修正系数: m=【Chn(1 C)b1】 第六节第六节 高层建筑供暖热负荷计算方法简介高层建筑供暖热负荷计算方法简介 三、风压与热压共同作用三、风压与热压共同作用: 4、计算、计算m值和值和C值时，应注意下列事项：值时，应注意下列事项： 如

13、计算得出如计算得出C1时，即时，即（1+ C） 0，则表示在计算，则表示在计算 层处，即使处于主导风向朝向的门窗也无冷风渗入，或层处，即使处于主导风向朝向的门窗也无冷风渗入，或 已有室内空气渗出，此时，同一楼层所有朝向门窗冷风已有室内空气渗出，此时，同一楼层所有朝向门窗冷风 渗透量，均取零值。渗透量，均取零值。 如计算得出如计算得出C1时，即时，即（1+ C） 0的条件下，按照的条件下，按照 m=【Chn(1 C)b1】 计算出计算出m 0时，则表示时，则表示 所计算的给定朝向的门窗已无冷空气侵入，所计算的给定朝向的门窗已无冷空气侵入， 此时，同一楼层所有朝向门窗冷风渗透量，均取零值此时，同一

14、楼层所有朝向门窗冷风渗透量，均取零值。 如计算得出如计算得出m 0时，该朝向的门窗的冷风渗透耗热量，时，该朝向的门窗的冷风渗透耗热量， 可按式可按式 Q20.278 CP L0 ( tn tw)w 计算确定，计算确定， 该公式下页给出。该公式下页给出。第六节第六节 高层建筑供暖热负荷计算方法简介高层建筑供暖热负荷计算方法简介 三、风压与热压共同作用三、风压与热压共同作用: 5、当风压和热压共同作用下产生的冷风渗透耗热量、当风压和热压共同作用下产生的冷风渗透耗热量: Q20.278 CP L0 ( tn tw)w w 0.278 CPw m L ( tn tw)第六节第六节 高层建筑供暖热负荷计

15、算方法简介高层建筑供暖热负荷计算方法简介 三、风压与热压共同作用三、风压与热压共同作用:【例【例2】北京地区一栋北京地区一栋12层办公楼，层高层办公楼，层高3.2m。室内温度。室内温度tn =18, 供暖室外计算温度供暖室外计算温度tw =9（ w =1.34m3)。楼内楼。楼内楼 梯间不供暖，走廊内平均温度梯间不供暖，走廊内平均温度tn =5. 每间办公室有一每间办公室有一 单层钢窗，取单层钢窗，取b=0.67; 缝隙长缝隙长l=16m. 北京市冬季室外平均北京市冬季室外平均 风速风速 v=2.8m/s，相应单位缝隙长基准渗透量，相应单位缝隙长基准渗透量 L=2.4 m3/mh，由于房门频繁

16、开启，取由于房门频繁开启，取 cf=0.7， cr=0.5。 试计算北向底层、第试计算北向底层、第8层东南朝向、第层东南朝向、第10层东北朝向和北向层东北朝向和北向 顶层的窗户渗透空气耗热量。顶层的窗户渗透空气耗热量。第六节第六节 高层建筑供暖热负荷计算方法简介高层建筑供暖热负荷计算方法简介 三、风压与热压共同作用三、风压与热压共同作用: 【例【例2解】解】1.计算北向首层窗户渗透空气耗热量：计算北向首层窗户渗透空气耗热量： 设中和面标高在整个建筑物高度的一半位置上，设中和面标高在整个建筑物高度的一半位置上， hz=(3.2X12)/2=19.2m。 设窗户中心线在层高一半处，对首层，当考虑热

17、压时设窗户中心线在层高一半处，对首层，当考虑热压时 h=1.6m；当考虑风压时，；当考虑风压时，h=10m计算。计算。 求压差比求压差比C值：值： C =50crhzh/cfh0.4v2x tn tw /273tn =500.519.21.6/0.7x100.4 2.8 2x 59 /2735 =1.61 第六节第六节 高层建筑供暖热负荷计算方法简介高层建筑供暖热负荷计算方法简介 三、风压与热压共同作用三、风压与热压共同作用: 【例【例2解】解】1.计算北向首层窗户渗透空气耗热量：计算北向首层窗户渗透空气耗热量： 求求Ch值：值： Ch =(0.4h0.4)b, （当（当h10m时，按时，按1

18、0m计算）计算） =(0.4X100.4)0.67 =1.003 求（求（m）值：）值： 北京北向的朝向修正系数北京北向的朝向修正系数n=1.0（主导风向），（主导风向）， m=【Chn(1 C)b1】 = 1.003 1(1 1.61)0.671】=1.910 第六节第六节 高层建筑供暖热负荷计算方法简介高层建筑供暖热负荷计算方法简介 三、风压与热压共同作用三、风压与热压共同作用: 【例【例2解】解】1.计算北向首层窗户渗透空气耗热量计算北向首层窗户渗透空气耗热量： 求（求（m）值：）值： 北京北向的朝向修正系数北京北向的朝向修正系数n=1.0（主导风向），（主导风向）， m=【Chn(1

19、C)b1】 = 1.003 1(1 1.61)0.671】=1.910 求窗户的冷风渗透耗热量求窗户的冷风渗透耗热量 Q2： Q2 =0.278 CPw m L ( tn tw) =0.278 X1X1.34X1.91X2.4X16( 18 9) = 738 W 第六节第六节 高层建筑供暖热负荷计算方法简介高层建筑供暖热负荷计算方法简介 三、风压与热压共同作用三、风压与热压共同作用:【例【例2解】解】2.计算第计算第8层楼东南朝向窗户冷风渗透耗热量：层楼东南朝向窗户冷风渗透耗热量： 第第8层楼的窗户中心线标高层楼的窗户中心线标高 h=(7X3.2)+1.6=24m. 北京市东南朝向的朝向修正系数北京市东南朝向的朝向修正系数n=0.10。 求压差比求压差比C值：值： C =50crhzh/cfh0.4v2x tn tw /273tn =500.519.224/0.7 X 240.4X2.82 X 59 /2735 = -0.309-1 第六节第六节 高层建筑供暖热负荷计算方法简介高层建筑供暖热负荷计算方法简介 三、风压与热压