室内热湿环境污染与负荷计算89页

1、第二章 室内热湿环境污染与负荷计算2.1 热湿环境污染与负荷2.2 室内外空气计算参数2.3 建筑供暖设计负荷计算2.4 建筑供冷设计负荷计算 1一、冷、湿负荷的基本概念 逐时逐项冷湿负荷计算（强规）得、失热（湿）量1.得热（湿）量（食品的得热量）某一时刻进入空气调节区的总热（湿）量；2. 失热（湿）量某一时刻从空气调节区散发的总热（湿）量。冷、湿负荷1. 冷负荷为保持空气调节区一定的温、湿度，在单位时间内从室内除去的热量（或需向空气调节区供应的冷量）。2. 热负荷为保持空气调节区一定的温度，在单位时间内需向空气调节区补充的热量。2.1 冷湿环境污染源与负荷23. 湿负荷为保持空气调节区的相对

2、湿度，在单位时间内需向空气调节区增加或除去的湿量。热湿负荷对暖通空调系统的影响：为暖通空调系统设计的基本参数，影响到：暖通空调系统的规模大小；设备的规格、数量；控制处理方式的选择。2.1 冷湿环境污染源与负荷32.1 冷湿环境污染源与负荷二、冷湿负荷与热湿量的关系二者的关系（冷负荷“应”分别计算）概念不同，数量上可能相等，也可能不等。 显热得热：以对流方式传递的热量会直接形成的负荷；以辐射方式传递的热量受周围物体表面的吸收和蓄热影响，不会立即全部转变成的冷负荷。 潜热得热：一般会直接进入室内空气，形成瞬时负荷；考虑材料吸湿、蓄湿性能，潜热得热与负荷也有差异。 得湿量与潜热冷负荷（=湿负荷）就有

3、差异）42.1 热湿环境污染与负荷2.1.1 热源与热负荷 外部热源：太阳和大气 1.来源分类 内部热源：人体、照明、机电设备、器具等 2.基本方式：通过导热、辐射或对流方式进行热能交换 3.具体换热过程： 与室内空气对流换热 太阳-辐射换热- 建筑围护结构（不透光） 与室内各表面长波辐射换热 或室内器具表面（透光）- -各表面逐渐向空气对流换热 与围护结构外侧对流换热围护结构材料导热围护结构内表面与室内空气对流 大气温度 有组织新风供应和新风渗透（热质交换） 4. 参数：室内空气干球温度52.1 热湿环境污染与负荷2.1.2湿源与湿负荷 外部热源：湿空气 1.来源分类 内部热源：人体、生活用

4、水器具、餐饮、生产设备冷却等 2.基本方式：通过新风直接进入空气、水分或汗液的增发进入空气 3.具体换热过程： 室外大气- 空调新风供应或新风渗透-室内空气 围护结构吸湿、透湿度 -室内空气 人体汗液蒸发和呼吸-室内空气 室内湿源 自由液面、原材料表面水分蒸发-汽化室内空气 有组织新风供应和新风渗透 4. 参数：室内空气相对湿度62.2 室内外空气计算参数2.1.1 室外空气计算参数室外空气计算参数：指在负荷计算中所采用的室外空气参数确定依据：现行民用建筑供暖通风与空气调节设计规范（GB50736-2012 ）我国确定室外空气计算参数的基本原则：按不保证天数法即全年允许有少数时间不保证室内温湿

5、度标准（若必须全年保证时，参数需另行确定）7 1. 夏季空调室外计算干、湿球温度夏季空调室外计算干球温度：室外空气历年平均不保证50h的干球温度夏季空调室外计算湿球温度：室外空气历年平均不保证50h的湿球温度历年平均：近三十年平均用途：计算夏季新风冷负荷8逐时温度 夏季空调室外计算日平均温度，取历年平均不保证5天的日平均温度；室外空气温度逐时变化系数；夏季空调室外计算平均日较差， 按附录2-1或下式计算 夏季空调室外计算干球温度。2. 夏季空调室外计算日平均温度和逐时温度用于计算围护结构传热量，其中外窗直接用。为什么？9 3. 冬季空调室外空气计算温度、相对湿度 冬季空调室外空气计算温度的用途

6、：空调供暖时，用于计算围护结构的热负荷和新风负荷 冬季空调室外空气计算温度：历年平均不保证1天的日平均温度 相对湿度：历年最冷月的平均相对湿度104.冬季采暖室外计算温度和冬季通风室外温度采暖室外计算温度：历年平均不保证5天的日平均温度通风室外计算温度：累年最冷月平均温度采暖室外计算温度的用途：用于计算建筑物冬季供暖时围护结构的热负荷及消除有害物通风的进风热负荷通风室外计算温度的用途：用于计算全面通风的进风热负荷。参考GB50736-2012 6.3.3条规定115. 夏季通风室外计算温度和夏季通风室外计算相对湿度通风室外计算温度：历年最热月14时的月平均温度的平均值。通风室外计算相对湿度的确

7、定：取历年最热月14时的月平均相对湿度的平均值。温度及湿度用途：计算消除余热余湿的通风及自然通风 或进风需冷却时的进风冷负荷。12室外空气综合温度132.1.2 室内空气计算参数室内空气计算参数选择的考虑因素房间使用功能对舒适性的要求地区、冷热源情况、经济条件和节能要求等因素工艺性空调：根据工艺要求确定Think，舒适性涉及哪些参数？14规范15规范16规范17规范你还认得我们吗?18规范19规范202.2 冬季建筑的热负荷采暖设计热负荷的确定依据：按热平衡原理，即 热负荷=失热量-得热量规范注意：3条在规范4.2.6计算中包括在1条内，在设计手册中单算Think ,为什么不考虑人体和照明的散

8、热量?21=基本耗热量+附加耗热量围护结构耗热量冷风渗透耗热量外门开启冲入冷风耗热量采暖热负荷(设计手册)通过围护结构的温差传热量规范j部分围护结构的基本耗热量，W；j部分围护结构的基本传热面积，；j部分围护结构的基本传热系数，W/；冬季室内计算温度，；冬季室外计算温度，；围护结构的温差修正系数。Think，为什么要修正呢？按一维稳定传热算22规范23规范24的确定外墙高度 中间层：本层地面到上层地面。底 层：由地面下表面到上层地面。顶 层：平屋顶建筑由本层地面到屋顶外表面。 斜屋面建筑由本层地面到闷顶内保温层表面.b. 外墙长度：相邻房间以内墙中线为分界线。 外墙按建筑外廓尺寸计算。c. 门

9、、窗：按外墙外面的净空尺寸计算d. 地面、屋顶面积 地面和闷顶：按内廓尺寸计算 平屋顶：按外廓尺寸计算e. 地下室位于室外地面以下的外墙：视作地下室地面的延伸，按每2m分地带计算25需要计算两次Think，为什么这么做呢？贴土保温地面铺设在地垄墙上的保温地面保温层的厚度保温层的导热系数26保温层斜屋顶的闷顶27 的确定 =8.72 W/， =23.26 W/计算（多层匀质平壁）： 地面通常用地带划分法：第一地带=0.47 W/第二地带=0.23 W/第三地带=0.12 W/第四地带=0.07 W/282.围护结构附加耗热量朝向修正耗热量目的：考虑太阳辐射对建筑物得失热量的影响，从而对不同朝向的

10、垂直围护结构进行修正Think，倾斜外墙如何计算？该方法有无问题？29风力附加耗热量产生原因：风力增强。一般城市中建筑物可不附加外门开启附加产生原因：加热开启外门时侵入的冷空气。空调系统不考虑该项附加，长时间开启的外门按通风原理计算Why？30高度附加原因：高度过高，存在温度梯度方法：当房间净高超过4m时，每增加1m，附加率为2%，最大不超过15%注意：高度附加是加在基本耗热量和其他附加耗热量总和上该项修正适用于民用建筑和工业建筑的辅助房间（楼梯间除外）对工业建筑通过某一围护结构的耗热量Why？31二、门窗缝隙渗入冷空气的耗热量1.产生原因：风压与热压作用2.方法：六层以下建筑按缝隙法 加热渗

11、入的冷空气耗热量，W；0.278单位换算系数，1kJ/h=0.278W； L经每m门窗缝隙渗入室内的冷空气量，根 据冬季室外平均风速.查表确定， ； l门窗可开启部分缝隙长度，m； 室外空气密度，kg/m3； Cp空气定压比热，1kJ/（kg）； m冷风渗透量的朝向修正系数，查表确定。推荐使用32换气次数法（估算法）n房间的内部体积，m； nk房间的换气次数，次h。百分率法（用于工业建筑估算 ）Think，百分率法为什么仅考虑高度和窗户层数？33注意:.空调房间：不计算冷风渗透.有封窗习惯的地区：可不计算.高层建筑：缝隙法，但渗透冷空气量不查表确定，用公式计算（略）.缝隙长度的计算：当房间仅有

12、一面或相邻两面外墙时：全部计入其门窗可开启部分的缝隙长度当房间有相对两面外墙时：仅计入风量较大一面的缝隙当房间有三面外墙时：仅计入风量较大的两面的缝隙Think，前面提到它还有哪项也不计算？34高层建筑供暖热负荷的特殊点外窗传热系数随窗户高度的变化而变化冷风渗透耗热量增加Why？35建筑供暖设计负荷概算单位面积热指标法已知窗墙比、外墙面积及建筑面积时单位体积热指标法(适用于高大房间)建筑物单位面积供暖热指标总建筑面积建筑物的窗墙比建筑物外墙(含窗)总面积当总建筑面积较大、外围护结构性能好、窗墙比较小时指标取小值对空调建筑的冬季热负荷，总热负荷要再乘以1.31.5的新风附加建筑物单位体积供暖热指

13、标建筑物外廓体积36例2-2求哈尔滨某三层办公楼-办公室（101办公室）冬季的采暖热负荷。已知：（1）平面尺寸如图，层高3200（2）外墙：内抹灰两砖外墙，k=1.27w/（3）内墙；两面抹灰一砖内墙，k=1.72w/（4）外窗：双层木窗，k=2.67w/，Aw=2.77，外形尺寸为1.851.5m（5）tw=-26，tn=18，冬季平均风速=3.3m/s（6）不保温地面，k值按地带决定。现节能要求外墙k0.52，外窗k2.5，地面k0.337解38二、冷风渗透耗热量 L=2.8m3/（hm），m=0.25（表2-6、2-7）三、房间采暖热负荷 39规范注意：该值采暖室外计算温度40规范41规

14、范42规范43规范44例2-2检验其外墙是否满足热工和节能要求.解6.0型建筑满足热工要求不满足节能要求452-3 夏季建筑围护结构的冷负荷1. 计算方法：冷负荷系数法（其基础是传递函数法，便于手算）2. 产生原因：室内外温差太阳辐射人体、照明、设备散热46规范47夏季建筑围护结构的冷负荷围护结构瞬变传热形成冷负荷外墙和屋顶瞬变传热引起的冷负荷内围护结构冷负荷外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷通过玻璃窗的日射得热引起冷负荷规范48一、围护结构瞬变传热形成冷负荷的计算1.外墙和屋顶瞬变传热引起的冷负荷逐时冷负荷的计算式： 外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷，W； A外墙和屋面的面积，； K外墙和屋面的

15、传热系数，查附录2-2、2-3； 室内计算温度，； 外墙和屋面冷负荷温度逐时值，查附录2-4、2-5。与围护结构类型、气象条件、朝向有关，反映了室外空气温度、阳光辐射、建筑物蓄热等因素的综合影响。 49关于 ：附录2-4、2-5是以北京地区气象参数计算而得，对其他地区，应修正为 ， 由附录2-6查得。当 18.6 W/（）时，应修正为 ， 由表2-8查得， 一般取18.6 W/（） 。当 变化时，可不修正， 一般取8.7。吸收系数建议采用 =0.90，但有把握保持外表面的中、浅色时，修正为 ， 由表2-9查得。 则外墙和屋面的冷负荷计算温度应为： 最终冷负荷计算式为:50规范51规范522.

16、内围护结构冷负荷产生原因：邻室为非空调房间，或有发热量。负荷计算邻室为非空调房间且通风良好时通过内墙与楼板的冷负荷：邻室有发热量且可视作稳定传热时 内围护结构传热系数， ；内围护结构面积，m2；夏季空调室外计算日平均温度，；附加温升，按表2-10选取。规范：空调区与邻室的夏季温差3时计算该项。533. 外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷；外窗传热系数， ，由附录2-7、2-8查得；窗口面积，；外窗冷负荷温度的逐时值，由附录2-10查得。注意：值要根据窗框情况不同修正，修正值可查附录2-9；要进行地点修正，修正值 可查附录2-11。则最终计算式为：54二、通过玻璃窗的日射得

17、热引起冷负荷的计算（一）日射得热因数的概念1.日射得热 2.影响因素窗类型遮阳设施太阳入射角太阳辐射强度通过玻璃窗直接进入室内的太阳辐射热窗玻璃吸收太阳辐射后传入室内的热量553.对比计算方法：以3mm厚玻璃（普通平板）为标准玻璃，在 =8.7 和 =18.6 条件下，得出夏季（七月份）通过这一“标准玻璃”的日射得热量 和 值。日射得热因数：适用于各地区的 由附录2-12查得。日射得热因数的修正：窗玻璃的综合遮挡系数 用以考虑在非标准玻璃情况下不同窗类型和遮阳设施对得热的影响。窗玻璃的遮阳系数室内遮阳设施的遮阳系数56注意： 分南北区，以北纬2730为界，与有无遮阳、纬度、朝向有关。 （二）通

18、过玻璃窗的日射得热引起冷负荷的计算 窗口面积， ； 有效面积系数，由附录2-15查得； 窗玻璃冷负荷系数，由附录2-16至2-19查得； 日射得热因数最大值，W/m2； 窗内遮阳设施的遮阳系数； 窗玻璃的遮阳系数。572-4 室内热源散热引起的冷负荷室内热源散热工艺设备散热照明散热人体散热Think，它们是怎么形成的？58一、设备散热形成的冷负荷设备和用具显热形成的冷负荷，W； 设备和用具的实际显热散热量，W； 设备和用具的显热散热冷负荷系数，由附录2-20、2-21查得，如果空调系统不连续运行，则=1.0。电动设备电热设备电子设备与距开始使用后时间、热源特性和连续使用时间有关。591.电动设

19、备当工艺设备和电动机都在室内时当工艺设备在室内，而电动机不在室内时当工艺设备不在室内，而只有电动机在室内时电动设备的安装功率电动机效率同时使用系数，取0.5-0.8利用系数，取0.7-0.9电机负荷系数，精密机床取0.15-0.40，普通机床取0.5602.电热设备散热量无保温密闭罩时3.电子设备根据使用情况而定，计算机取1.0，一般仪表取0.5-0.9考虑排风带走热量的系数，一般取0.561二、照明设备形成的冷负荷白炽灯荧光灯 电压一定时，室内照明散热量不随时间变化，是稳定散热量，但以对流与辐射两种方式散热，所以仍采用冷负荷系数。灯具所需功率照明散热冷负荷系数，由附录2-22查得镇流器消耗功

20、率系数明装荧光灯的镇流器在空调房间内时取1.2当暗装荧光灯镇流器装设在顶棚内时取1.0灯罩隔热系数当灯罩上部有孔，可利用自然通风散热于顶棚内时=0.5-0.6无通风孔=0.6-0.862三、人体散热形成的冷负荷1.影响人体散热因素： 性别、年龄、衣着、活动强度及周围环境条件（温、湿度等）。2.特点： 潜热量和对流热形成瞬时冷负荷，辐射形成滞后冷负荷，采用冷负荷系数进行计算。3.计算基础： 为设计计算方便，以成年男子散热量为计算基础，对不同功能建筑物中各类人员进行修正，引入群集系数(表2-12)。63对人员密集的场所（影院、剧院、会堂等），由于人体对围护结构和室内物品的辐射换热量相应减少，可取

21、=1.0。4.人体显热散热引起的冷负荷 人体显热散热形成的冷负荷，W； 不同室温和劳动性质成年男子显热散热量，W(表2-13)；n 室内全部人数； 群集系数(表2-12)； 人体显热散冷负荷系数(附录2-23)。645.人体潜热散热引起的冷负荷 人体潜热形成的冷负荷，W； 不同室温和劳动性质成年男子潜热散热量，W（表2-13）；n 室内全部人数； 群集系数(表2-12)。652-5 湿负荷规范66一、人体散湿量人体散湿量，kg/s；成年男子小时散湿量（表2-13）；同式（2-21）。二、 敞开水表面散湿量敞开水表面的散湿量，kg/s；W单位水面蒸发量， （表2-14）；A蒸发表面面积，。671

22、.夏季空调新风冷负荷2-6 新风负荷新风量，kg/s室外空气焓值，kJ/kg室内空气的焓值，kJ/kg2.冬季空调新风热负荷空气定压比热kJ/（kg) ,取1.005kJ/（kg)冬季空调室内计算温度冬季空调室外计算温度Think，新风量应如何确定?682-7 空调室内冷负荷与制冷系统的冷负荷1. 得热量与冷负荷是两个概念不同而又有关联的量得热量：某时刻由室内外热源进入房间的热量总和。冷负荷：维持室温恒定，某时刻从房间除去的热量。差别：瞬时得热量中，对流传递的显热得热和潜热得热构成瞬时冷负荷辐射传递的得热构成延时冷负荷结论：一般情况下：瞬时得热量瞬时冷负荷；只有当得热量中不存在辐射热或围护结构

23、和室内物体无蓄热能时：瞬时得热量=瞬时冷负荷。69702.室内冷负荷由于室内外温差和太阳辐射，通过围护结构传入室内的热量形成的冷负荷。人体散热、散温形成的冷负荷。灯光照明散热形成的冷负荷。其它设备散热形成的冷负荷。3.新风冷负荷：处理新风的冷负荷。是确定空调送风处理过程和设备容量的依据之一714.制冷系统冷负荷室内冷负荷；新风冷负荷；制冷量输送过程的冷损失；输送设备（风机、泵）的机械能转变的得热量；某些空调系统因采用冷热抵消的调节手段（如再热）而增加的负荷；其它进入空调系统的热量（如顶棚回风） 因此在选择系统总装机冷量时，应按各项逐时冷负荷的综合最大值确定72例2-1求西安某宾馆客房（502客

24、房）夏季空调负荷。已知：（1）层高3500，窗高2000 ；（2）屋顶K=0.48W/（）(型)，外墙(型) K=1.50W/（），双层金属窗，3mm厚普通玻璃，80%玻璃，白色帘；（3）邻室（包括走廊）均与客房温度相同；（4）每间客房2人，在房总时数16h，室内荧光灯明装，200W，开灯时间16:00-24:00；（5）室内压力稍高于室外；（6）空调设计运行24小时。 现节能要求：屋顶 k 0.8，外墙 k1.28，外窗 k4.0。内围护结构冷负荷=07374解室内外计算参数2. 屋顶冷负荷分别查附录2-5、附录2-6、表2-8、表2-9，K=0.48。753. 西外墙冷负荷分别查附录2-4、附录2-6、表2-8、表2-9，K=1.5。763.西外窗瞬时传热冷负荷分别查附录2-10、附录2-11、附录2-8、附录2-9。774.透过玻璃窗日射得热引起冷负荷分别查附录2-17、附录2-12、附录2-13、附录2-14、附录2-15。已知地处北纬3418，白色窗帘，双层金属窗，3mm厚普通玻璃，80%玻璃。注意有分区要求785.人员散热引起冷负荷已知每间客房2人，在房16h，分别查表2-13、表2-12、附