《供热工程》第一课-热负荷计算

第一章供暖系统的设计热负荷1．供暖设计热负荷的计算，主要是围护结构基本耗热量的计算及修正耗热量的计算。

2．供暖设计热负荷与热负荷的区别。本章重点及难点第一节供暖系统设计热负荷人们为了生产和生活，要求室内保证一定的温度。一个建筑物或者房间可能有各种得热和散失热量的途径。当建筑物或者房间的失热量大于得热量时，为了保持室内在要求温度下的热平衡，需要由供暖通风系统补进热量，以保证室内要求的温度。供暖系统通常利用散热器向房间散热，通风系统送入高于室内要求温度的空气，一方面向房间不断地补充新鲜空气，另一方面也为房间提供热量。供暖系统热负荷的意义1.物理意义是指冬季供暖房间所需要的热量，即供暖房间的散热器在一定时间内散出的热量。2.实际意义是供暖设计的主要依据，它决定着供暖系统的规模和散热设备的多少。教材书上没有，请记笔记第一节供暖系统设计热负荷供暖系统的热负荷是指某一室外温度tw下,为了达到要求的室内温度tn，供暖系统在单位时间内向建筑物供给的热量。它随着建筑物得失热量的变化而变化。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。twtw'有何区别？有何影响？第一节供暖系统设计热负荷twtw'有何区别？有何影响？第一节供暖系统设计热负荷供暖系统的热负荷是指某一室外温度tw下,为了达到要求的室内温度tn，供暖系统在单位时间内向建筑物供给的热量。它随着建筑物得失热量的变化而变化。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。热负荷：变化的值设计热负荷：定值建筑物或房间的得、失热量的确定

失热量：1．围护结构传热耗热量Q1；2．冷风渗透耗热量Q2

（加热由门、窗缝隙渗入室内的冷空气的耗热量）；3．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）4．水分蒸发的耗热量Q4；5．加热由外部运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需要带走的热量)得热量：7．生产车间最小负荷班的工艺设备散热量Q7；8．非供暖通风系统的其它管道和热表面的散热量Q8，9．热物料散热量Q9；10．太阳辐射热量Q10通过其它途径散失或获得的热量Q11。注：(1)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。(2)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。注：(3)对于集集中供供暖分分户热热计量量供暖暖系统统，在在确定定户内内采暖暖设备备容量量和计计算户户内管管道时时，还还应考考虑间间歇供供暖和和分室室调节节引起起的隔隔墙或或楼板板间的的传热热，也也称户间传热负负荷。户间传热热负荷不统统计在供暖暖系统的总总热负荷内内。(4)对户内供暖暖系统，其其供暖系统统的设计热热负荷，应应为围护结结构传热耗耗热量、冷冷风侵入耗耗热量与户户间传热负负荷之和。教材书上没没有，请记记笔记供暖系统的的设计热负负荷在工程设计中，对于没没有设置通通风系统、、不考虑太太阳辐射、、人体散热热量、照明明散热量等等，设计热热负荷可表表示为带有“/”上标符号都都是表示在在设计工况况下的各种种参数建筑物或房房间的得、、失热量的的确定围护结构传传热耗热量量Q1冷风渗透耗耗热量Q2（加热由门门、窗缝隙隙渗入室内内的冷空气气的耗热量量）；冷风侵入耗耗热量Q3（加热由门门、孔洞及及相邻房间间侵入的冷冷空气的耗耗热量）太阳辐射热热量Q10供暖系统的的设计热负负荷当室内温度度高于室外外温度时，，通过围护护结构向外外传递的热热量。基本耗热量量Q1j附加(修正)耗热量Q1x围护结构耗耗热量Q1供暖系统的的设计热负负荷基本耗热量量：在设计计条件下，，通过房间各各部分围护护结构（门、窗、、墙、地板板、窗顶））从室内传传到室外的的稳定传热热量的总和和。附加（修正正）耗热量量包括风力附加、高度附加和朝向修正等耗热量。。供暖系统的的设计热负负荷在工程设计中，供暖系系统的设计计热负荷，，一般可分分为几部分分进行计算算。围护结构的的基本耗热热量围护结构的的附加（修修正耗热量量）供暖系统的的设计热负负荷计算围护结结构附加（（修正）耗耗热量时，，太阳辐射得得热量可用用减去一部部分基本耗耗热量的方方法列入。风力和高度度影响用增增加一部分分基本耗热热量的方法法进行附加加。前两项表示示通过围护护结构的计计算耗热量量，后两项项表示室内内通风换气气所耗的热热量。注：对具有供暖暖及通风系系统的建筑筑，供暖及及通风系统统的设计热热负荷，需需要根据生产工艺设设备或建筑物的使用情况况，通过得得失热量的的热平衡和和通风的空空气量平衡衡综合考虑虑才能确定定。第一节供暖系统的的设计热负负荷小结第二节围围护结构构的基本耗耗热量在工程设计计中，围护结构构的基本耗耗热量是按按一维稳定传传热过程进行计算的的。实际上，室内散热设备散热不不稳定，室室外空气温温度随季节节和昼夜变变化不断波波动，这是是一个不稳定定传热过程围护结构基基本耗热量量计算公式式围护结构的的传热系数数围护结构的的面积冬季室内计计算温度供暖室外计计算温度围护结构的的温差修正正系数围护结构基基本耗热量量计算公式式整个建筑物物或房间的的基本耗热热量一、室内计计算温度tn室内计算温温度是指距地面面2米以内人们们活动地区区的平均空空气温度。。室内空气温温度的选定，应满足足人们生活活和生产工工艺的要求求。生产要求的的室温,一般由工工艺设计人人员提出。生活用房间间的温度，主要决定于于人体的生生理热平衡衡。冬季室内温温度标准根据国内有有关卫生部部门的研究究结果认为为：当人体衣着着适宜，保保暖量充分分且处于安安静状况时时，室内温温度20℃比较舒适。。18℃无冷感，15℃是产生明显显冷感的温温度界限。。《采暖通风风与空气调调节设计规规范》(GB50019-2003)规定集中供暖冬冬季室内计计算温度，，按下列规规定采用：：1．民用建建筑的主要要房间,宜宜采用16℃~24℃；2．生产厂厂房的工作作地点轻作业：18~21℃，中作业：16~18℃,重作业：14~16℃,过重作业：：12~14℃；工业企业设设计卫生标标准（GBZ1）室内空气质质量标准（GB/T18883）重工业的工工业部门有有钢铁工业业、有色冶冶金工业、、金属材料料工业和机机械工业等等。包括冶金、、机械、能能源(电力、石油油、煤炭、、天然气等等)、化学、建建筑材料等等工业。轻工业为：：主要提供供生活消费费品和制作作手工工具具的工业。。(1)以农农产产品品为为原原料料的的轻轻工工业业，，是是指指直直接接或或间间接接以以农农产产品品为为基基本本原原料料的的轻轻工工业业。。主主要要包包括括食食品品制制造造、、饮饮料料制制造造、、烟烟草草加加工工、、纺纺织织、、缝缝纫纫、、皮皮革革和和毛毛皮皮制制作作、、造造纸纸以以及及印印刷刷等等工工业业；；(2)以非非农农产产品品为为原原料料的的轻轻工工业业，，是是指指以以工工业业品品为为原原料料的的轻轻工工业业。。主主要要包包括括文文教教体体育育用用品品、、化化学学药药品品制制造造、、合合成成纤纤维维制制造造、、日日用用化化学学制制品品、、日日用用玻玻璃璃制制品品、、日日用用金金属属制制品品、、手手工工工工具具制制造造、、医医疗疗器器械械制制造造、、文文化化和和办办公公用用机机械械制制造造等等工工业业。。《采采暖暖通通风风与与空空气气调调节节设设计计规规范范》》(GB50019-2003)规规定定对于于高高度度较较高高的的生生产产厂厂房房，，通通过过上上部部围围护护结结构构的的传传热热量量增增加加。。层高高超超过过4m的的建建筑筑物物或或房房间间，冬冬季季室室内内计计算算温温度度tn，应应按按下下列列规规定定采采用用：：(1)计计算算地地面面的的耗耗热热量量时时，，应应采采用用工工作作地地点点的的温温度度，，tg(℃℃)(2)计计算算屋屋顶顶和和天天窗窗耗耗热热量量时时，，应应采采用用屋屋顶顶下下的的温温度度，，td(℃℃)(3)计计算算门门、、窗窗和和墙墙的的耗耗热热量量时时，，应应采采用用室室内内平平均均温温度度tp.j=(tg+td)/2(℃℃)《采采暖暖通通风风与与空空气气调调节节设设计计规规范范》》规规定定屋顶顶下下的的空空气气温温度度td确定定公公式式td＝tg+(H—2)△t对于于散散热热量量小小于于23w／m2的生生产产厂厂房房，，其其温温度度梯梯度度值值不不能能确确定定时时，，可可用用工工作作地地点点温温度度计计算算围围护护结结构构耗耗热热量量，，但但应应按按高高度度附附加加的的方方法法进进行行修修正正。。二、供暖室外外计算温度tw'供暖室外计算算温度的确定定，对供暖系系统设计有很很关键性的影影响。如采用过低的的tw’值，使供暖系系统的造价增加；如采用值过高高，则不能保证供暖暖效果。目前国内外选选定供暖室外外计算温度的的方法，可以以归纳为两种种：—是根据围护护结构的热惰性原理；二是根据不保证天数的原则来确定定。采用热惰性原原理规定供暖室外外计算温度要要按50年中中最冷的八个个冬季最冷的的连续5天的日平均温温度的平均值值确定根据热惰性原原理确定供暖暖室外计算温温度，规定值值比较低采用不保证天天数方法的原原则人为允许有几几天时间可以以低于规定的的供暖室外计计算温度值，，亦即容许这这几天室内温温度可能稍低低于室内计算算温度值。不保证天数根根据各国规定定而有所不同，，有规定1天、3天、5天等。我国供暖室外外计算温度值值的确定原则则《暖通规范》》规定；“供暖室外计计算温度，应应采用历年平平均不保证5天的日平均温度度”。对大多数城市市来说，是指指1951一一1980年年共30年的的气象统计资资料里。不得得有多于150天的实际际日平均温度度低于所选定定的室外计算算温度值我国北方一些些城市的供暖暖室外计算温温度值，详见见《暖通规范范》附录。《暖通规范》》附录《暖通规范》》附录三、温差修正正系数a值温差修正系数数a值：对供暖房间围围护结构外侧侧不是与室外外空气直接接接触，而中间间隔着不供暖暖房间或空间间的场合，通过该该围护结构的的传热量的计计算采用了围护结构构的温差修正正系数。1—供暖房间间2——非供暖房间间三、温差修正正系数a值传热达到热平平衡时，非供供暖房间或空空间的温度。。此值大小取决决于非供暖房房间或空间的的保温性能和和透气状况。。对于保温性性能差和易于于室外空气流流通的情况，，不供暖房间间或空间的空空气温度更接接近于室外空空气温度，则则此值接近于于1.具体见见附录1-2温差修正系数数α值（1）a值仅适用于不不与室外直接接相连的围护护结构,且tn-th≥5℃时；（2）计算外墙时时，a＝1；（3)a值的取法与围围护结构的特特征有关；根根据经验得出出的各种不同同情况的a值见附录1-2。⑷与相邻房房间的温差大大于或等于5℃时，应计算通通过隔墙或楼楼板的传热量量。与相邻房房间的温差小小于5℃时，且通过隔隔墙或楼板的的传热量大于于该房间热负负荷的10%时，应计算其其传热量。温差修正系数数α值四、围护结构构的传热系数数K值一般建筑物的的外墙和屋顶都属属于均质多层层材料的平壁壁结构，其传传热过程如图图四、围护结构构的传热系数数K值围护结构表面面换热过程是是对流和辐射射的总和过程程。围护结构构内表面换热热是壁面与临临近空气和其其他壁面由于于温差引起的自然对对流和辐射换换热作用，而而在围护结构构外表面主要要是由于风力作用产生的强迫对对流换热，辐辐射换热占的的比例较小。。1．匀质多层材材料(平壁)的传热系数K值四、围护结构构的传热系数数K值围护结构传热热阻内表面换热系系数外表面换热系系数各层材料导热热系数各层的厚度附录1-3附录1-42．由两种以上材材料组成的两两向非匀质围围

护结构的的传热系数值值传统的实心砖砖墙：传热系系数值较高；；从节能角度出出发，采用各各种形式的空心砌块，或填充保温材料料的墙体二维传热2．两向非匀匀质围护结构构的传热系数数值自学内容3．空气间层的围围护结构传热热系数K值应用场合严寒地区；一些高级民用用建筑。常用的形式：：双层玻璃、复复合墙体的空空气间层（间间层中的空气气导热系数比比组成围护结结构的其他材材料的导热系系数小，增加加了围护结构构传热阻。空空气间层传热热同样是辐射射与对流换热热的综合过程程。在间层壁壁面涂覆辐射射系数小的反反射材料，如如铝箔等，可可有效增大困困难过期间层层的换热阻））3．空气间层层传热系数K值对流换换热强强度：与间层层的强强度、、间层层设置置的方方向和和形状状、以以及密密封性性等因因素有有关。。当厚度度相同同时，，热流朝朝下的空气气间层层热阻阻最大大，竖竖壁次次之，，而热热流朝朝上的的空气气间层层热阻阻最小小。同同时，，在达达到一一定厚厚度后后，反反而易易于对对流换换热，，热阻阻的大大小几几乎不不随厚厚度增增加而而变化化了。。3．空空气间间层传传热系系数K值具体详详见手手册P25表3.1-11空气间层厚度（cm）

竖向的空气间层m2·℃∕W

热流自下向上的水平空气间层（m2·℃∕W）

热流自上向下的水平空气间层（m2·℃∕W）

1

2

3

5

10

15～30

0.15

0.16

0.17

0.17

0.17

0.16

0.13

0.15

0.155

0.155

0.155

0.16

0.155

0.18

0.20

0.215

0.22

0.22

4．地地面的的传热热系数数室内地地面的的传热热系数数随着离离外墙墙的远远近而而变化化在冬季季室内内热量量通过过靠近近外墙墙地面面传到到室外外的路路程较较短，，热阻阻较小小、而而通过过远离离外墙墙地面面传到到室外外的路路程较较长，，热阻阻增大大。因此，，室内内地面面的传传热系系数（（热阻阻）随随着离离外墙墙的远远近而而有变变化，，但在在离外外墙约约8m以远的的地面面，传传热量量基本本不变变。4．地地面的的传热热系数数的近近似计计算方方法(1)贴土非非保温温地面面(组成地地面的的各层层材料料导热热系数数都大大于1.16W／m.℃）。(2)贴土土保温温地面面(组组成地地面的的各层层材料料中，，有导导热系系数小小于1.16w／m.℃的保温层）。(3)铺设在在地垄垄墙上上的保保温地地面贴土非非保温温地面面第一地地带靠靠近墙墙角的的地面面面积积需要要计算算两次次。工程计计算中中，也也有采采用对对整个个建筑筑物或或房间间地面面以平平均传传热系系数进进行计计算的的简易易方法法，可可详见见《供供暖通通风设设计手手册》》地面传传热地地带的的划分分非保温温地面面的传传热系系数和和换热热阻贴土保保温地地面贴土保保温地地面各各地带带的热热阻值值，可可按下下式计计算铺设在在地垄垄墙上上的保保温地地面铺设在在地垄垄墙上上的保保温地地面各各地带带的换换热阻阻值可可按下下式计计算五、围围护结结构传传热面面积的的丈量量外墙面面积的的丈量量：高度从从本层层地面面算到到上层层的地地面。。对平屋屋顶的的建筑筑物，，最顶顶层的的丈量量是从从最顶顶层的的地面面到平平屋顶顶的外外表面面的高高度；；而对有有闷顶顶的斜斜屋面面，算算到闷闷顶内内的保保温层层表面面。平面尺尺寸应按建建筑物物外廓廓尺寸寸计算算；两相邻邻房间间以内内墙中中线为为分界界线。。五、围围护结结构传传热面面积的的丈量量门、窗窗的面面积按外墙墙外面面上的的净空空尺寸寸计算算。闷顶和和地面面的面面积，应按按建筑筑物外外墙以以内的的内廓廓尺寸寸计算算。对对平屋屋顶，，顶棚棚面积积按建建筑物物轮廓廓尺寸寸计算算。五、围围护结结构传传热面面积的的丈量量地下室室面积积的丈丈量，，位于于室外外地面面以下下的外外墙，，其耗耗热量量计算算方法法与地地面的的计算算相同同，但但传热热地带带的划划分，，应从从室外外地面面相平平的墙墙面算算起，，以及及把地地下室室外墙墙在室室外地地面以以下的的部分分，看看作是是地下下室地地面的的延伸伸。回顾室内计计算温温度tn室外计计算温温度tw’温差修修正系系数a围护结结构传传热系系数K围护结结构传传热面面积F要求：理解各各参数数的意意义合理选选择各各个参参数值值第三节节围围护护结构构的附附加(修正正)耗耗热量量附加(修正)耗热量量有：：朝向修修正耗耗热量量风力附附加耗耗热量量高度附附加耗耗热量量一、朝朝向修修正耗耗热量量朝向修正耗耗热量：是考虑建筑筑物受太阳阳照射影响响而对围护护结构基本本耗热量的的修正。计算方法：：需要修正的的耗热量等等于垂直的的外围护结结构(门、、窗、外墙墙及屋顶的垂直直部分)的基本耗耗热量乘以以相应的朝朝向修正率率。一、朝向修修正耗热量量朝向修正耗耗热量：是考虑建筑筑物受太阳阳照射影响响而对围护护结构基本本耗热量的的修正。朝向修正耗热量产生原因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。失热量减少向阳面围护结构，K值较小一、朝向修修正耗热量量《暖通规范范》规定：：按下列规规定的数值值，选用不同朝朝向的修正正率：北、东北、、西北0—10％％；东南、西南南-10％一一-15％％；东、西-5%；南-15％一一-30％％。一、朝向修修正耗热量量选用上面朝朝向修正率率时，应考考虑当地冬冬季日照率率、建筑物物使用和被被遮挡等情情况。对于冬季日日照率小于于35％的的地区，东东南、西南南和南向修修正率，宜宜采用—10％一0％，东、、西向可不不修正。二、风力附附加耗热量量风力附加耗耗热量是考虑室外外风速变化化而对围护护结构基本本耗热量的的修正。计算方法：：在一般情况况下，不必必考虑风力力附加。只对建在不不避风的高高地、河边边、海岸、、旷野上上的建筑物物，以及城城镇、厂区区内特别突突出的建筑筑物，才考考虑垂直外外围结构附附加5％一一10％。。三、高度附附加耗热量量高度附加耗耗热量是考虑房屋屋高度对围围护结构耗耗热量的影影响而附加加的耗热量量。计算方法：：《暖通规范范》规定：：民用建筑筑筑和工业辅辅助建筑物物(楼梯间间除外)的的高度附加加率，当房房间高度大大于4m时时，高出1m应附加加2％，但但总的附加加率不应大大于15％％。应注意；高高度附加率率，应附加加于房间各各围护结构构基本耗热热量和其它它附加(修修正)耗热热量的总和上。通过围护结结构的总耗耗热量建筑物或房房间在室外外供暖计算算温度下，，通过围护护结构的总总耗热量，，可用下式式综合表示示：朝向修正率风力修正率高度修正率第四节冷冷风渗透耗耗热量在风力和热热压造成的的室内外压压差作用下下，室外的的冷空气通通过门、窗窗等缝隙渗渗入室内，，被加热后后逸出。把把这部分冷空空气从室外外温度加热热到室内温温度所消耗耗的热量，称为冷风风渗透耗热热量影响冷风渗渗透耗热量量的因素影响冷风渗渗透耗热量量的因素很很多，如门窗构造、、门窗朝向、室外风风向和风速速、室内外外空气温差差、建筑物物高低以及及建筑物内内部通道状状况等。总的来说，，对于多层(六层及六层层以下)的建筑物，，由于房屋屋高度不高高，在工程程设计中，，冷风渗透透耗热量主主要考虑风风压的作用用，可忽略略热压的影影响。计算冷风风渗透耗耗热量的的常用方方法常用方法法缝隙法换气次数数法百分数法法一、按缝缝隙法计计算多层层建筑的的冷风渗渗透耗热热量缝隙法的概念：：对多层建建筑，可可通过计计算不同同朝向的的门、窗窗缝隙长长度以及及从每米米长缝隙隙渗入的的冷空气气量，确确定其冷冷风渗透透耗热量量。这种种方法称称为缝隙法。每米长缝缝隙渗入入的空气气量L的确定：：可采用表表1-7的实验验数据。。每米门窗窗缝隙渗渗入的空空气量L（m3/m.h）经门、窗窗缝隙渗渗入室内内的总空空气量V＝Lln(m3／h)l——某一种门门、窗缝缝隙的长长度L——某一种门门、窗缝缝隙单位位长度每每小时渗入的冷冷空气量量。n——渗透空气气量的朝朝向修正正系数渗透空气气量的朝朝向修正正系数n门、窗缝缝隙的计计算长度度当房间仅仅有一面面或相邻邻两面外外墙全部计入其门门、窗可可开启部部分的缝缝隙长度度；当房间有有相对两两面外墙墙时，仅仅计入风量较大大一面的缝隙；；当房间有有三面外外墙时，，仅计入入风量较大大的两面面的缝隙；；当房间有有四面外外墙时，，则计入入较多风向向的1/2外围护结结构范围围内的外门窗窗缝隙。。冷风渗透透耗热量量Q2′′二、用换换气次数数法计算算冷风渗渗透耗热热量———用用于民用用建筑的的概算法法在工程设设计中，，按房间间换气次次数来估估算该房房间的冷冷风渗透透耗热量量。概算换气气次数缝隙法与与换气次次数法的的比较室外空气气密度房间的内内部体积积房间的换换气次数数冷空气比比热室外空气气密度三、用百百分数法法计算冷冷风渗透透耗热量量

———用于工工业建筑筑的概算算法由于工业业建筑房房屋较高高，室内内外温差差产生的的热压较较大，冷冷风渗透透量可根根据建筑筑物的高高度及玻玻璃窗的的层数，，按表1—11列出的百百分数进进行估算算。渗透耗热热量占围围护结构构总耗热热量的百百分率第五节围围护结结构的最小传热热阻与经经济传热热阻在供暖期期间，围围护结构构应满足足使用要求求、卫生生要求和和经济要要求，需要利利用“围围护结构构最小传传热阻””或“经经济传热热阻”的的概念。。第五节围围护结结构的最小传热热阻与经经济传热热阻确定围护护结构传传热阻时时，围护护结构内表面温温度是一个最最主要的的约束条条件。除了浴室室等相对对湿度很很高的房房间以外外，应满满足内表表面不结露的要求。。内表面结结露可能能会导致致耗热量增增大和使围护结构构易于损损坏第五节围围护结结构的最小传热热阻与经经济传热热阻室内空气气温度与围护结构构内表面温温度的温度差差还要满足足卫生要求求。当内表面面温度过过低，人人体向外外辐射热热过多，，会产生生不舒适适感。围护结构构的最小小传热阻阻的确定定在稳定传传热条件件下，围围护结构构传热阻阻、内表表面传热热阻、室室内外空空气温度度、围护护结构内内表面温温度之间间关系如如下围护结构构的最小小传热阻阻的确定定工程设计计中，规规定了在在不同类类型建筑筑物内，，冬季室室内计算算温度与与外围护护结构内内表面的的允许温温度差值值。围护结构构的最小小传热阻阻的确定定冬季围护结构构室外计算温温度tw.e，按围护结构构热惰性指标标D值分成四个等等级来确定(见表l—6)。当采用D＞6的围护结构(所谓重质墙)时，采用供暖暖室外计算温温度tw’作为校验围护护结构最小传传热阻的冬季季室外计算温温度。当采用D＜6的中型和轻型型围护结构时时，为了能保保证与重质墙墙围护结构相相当的内表面面温度波动幅幅度，就得采采用比供暖室室外计算温度度更低的温度度，作为检验轻型型或中型围护护结构最小传传热阻的冬季季室外计算温温度。匀质多层材料料组成的平壁壁围护结构的的D值计算例题1-1哈尔滨市—住住宅建筑，外外墙为2砖墙，内抹灰灰(20mm)。试计算其传传热系数值，，并与应采用用的最小传热热阻相对比。例题1-1解：1．哈尔滨市市供暖室外计计算温度：tw’=-26℃。。由附录1——2查出，砖砖墙的导热系系数λ＝0.81W／m℃，内表面抹灰砂砂浆的导热系系数λ＝0．87W／m．℃。。根据公式(1-8)、表表(1-1)和表(1-2)，得R。=0.786m2℃／WK=1/R。。=1.27W／m2℃例题1-12．确定围护护结构的最小小传热阻首先确定围护护结构的热惰惰性指标D值值。=6.383+0.244=6.627〉6根据表1—6规定，该围护护结构属重型型结构(类型型I)。冬季室外计算算温度tw.e＝tw’＝—26℃。根据公式(1—15)，并查附录录(1—5)，△ty＝6℃R。min=a(tn-tw.e)/△tyRn=0.843w／m2．℃℃例题1-1通过计算可见见，该外墙围围护结构的实实际传热阻R。小于最小传传热阻R。min值。不满足《《暖通规范》》规定，故外外墙应加厚到到两砖半(620mm)，或采用保温温墙体结构型型式。建筑围护结构构平均传热系系数的计算补充:冷风侵入耗热热量在冬季受风压压和热压作用用下，冷空气气从开启的外外门侵入室内内。把这部分分冷空气加热热到室内温度度所消耗的热热量称为冷风风侵入耗热量量。冷风侵入耗热热量，可按下下式计算冷风侵入耗热热量的经验计计算法冷风侵入耗热热量可采用外外门基本耗热热量乘以表l—10的百百分数的简便便方法进行计计算。亦即注意事项表1—10的外门附加率率，只适用于于短时间开启启的、无热风风幕的外门。。对于开启时间间长的外门，，冷风侵入量量Vw可根据《工业业通风》等原原理进行计算算，或根据经经验公式或图图表确定并按按公式(1—20)计算冷风侵入入耗热量。此外，对建筑筑物的阳台门不必考虑冷风风侵入耗热量量。第六节供供暖设计热负负荷计算例题题[例题1—1]图1—8所示为北京市市一民用办公公建筑的平面面图和剖面图图。试校核其其外围结构的的最小传热阻阻，并计算其其中会议室(101号房间)的供供暖设计热负负荷。已知条件已知围护结构构条件：外墙：一砖半厚(370mm)，内面抹灰灰砖墙。K＝1.57W／㎡··℃，D=5.06外窗：单层木框玻璃璃窗。尺寸(宽x高)为为1.5*2.0m。窗型为带上上亮(高0.5m)，三扇两开窗。。可开启部分分的缝隙总长长为13.0m。外门：单层木门。尺尺寸(宽x高高)为1.5x2.0m。门型为无上上亮的双扇门门。可开启部部分的缝隙总总长度为9.0m。顶棚：厚25mm的木屑板，上上铺50mm防腐木屑。K=0.93W／㎡··℃,D=1.53已知条件地面：不保温温地面。K值值按划分地带带计算。北北京市室外气气象资料；供供暖室外计计算温度tw’＝-9℃；

累年年(1951年一1980年)最低低日平均温度度为-17.1℃；冬冬季室外平均均风速vp.j＝2.8m／s。计算步骤一、校核围护护结构传热阻阻是否满足最最小传热阻的的要求该外墙属于Ⅱ型围护结构（表1-6），围护结构构冬季室外计计算温度tw.e等于式1-15有：计算步骤根据已知条条件即查得得数据，以以tn＝18℃,tw.e＝–12℃℃,Δty＝6℃,R0＝0.115代入得：：外墙实际传传热阻：R0＝1/K＝1/1.57＝0.637m2·℃/W，R0＞R0.min,满足要求。。校核顶棚传传热阻该围护结构构属于Ⅲ型，围护结结构冬季室室外计算温温度应采用用：根据已知条条件及查得得数据值：：tn＝18℃,tw.e＝–15℃℃,a＝0.9,Δty＝4.5℃℃,R0＝0.115得：根据已知条条件及查得得数据值：：tn＝18℃,tw.e＝–15℃℃,a＝0.9,Δty＝4.5℃℃,R0＝0.115得：计算步骤顶棚实际传传热阻为：：满足要求（1）围护结构传传热耗热量量Q1′计算全部计计算列于表表中。围护护结构总传传热耗热量量Q1′＝25268W。（2）冷风渗透透耗热量Q2′的计算。北北京市的冷冷风朝向修修正系数：：东向n＝0.15，西向n＝0.40。对有相对对两面外墙墙的房间，，按最不利利的一面外外墙（西向向）计算冷冷风渗透耗耗热量。在冬季室外外平均风速速vpj＝2.8m/s下，单层木木窗的每米米缝隙的冷冷风渗透量量L＝2.88m3/(m·h)。西向六个个窗的缝隙隙总长度为为6×13＝78m。总的冷风风渗透量V等于：供暖设计热热负荷外门冷风侵入耗耗热量Q3′的计算可按开启时时间不长的的一道门考考虑。外门门冷风侵入入耗热量为为外门基本本耗热量乘乘65％，即冷风渗透耗耗热量Q2′等于：101房间供暖设设计热负荷荷总计为第九节高高层建筑供供暖系统设设计热负荷荷高层建筑供供暖设计热热负荷的计计算特点主主要是冷风风渗透耗热热量的计算算方法与前前有所不同同，其原因因是高层建建筑风压和和热压综合合作用的结结果,对门、窗缝缝隙的冷风风渗透有影影响，而多多层建筑热热压的影响响不计入。。热压作用风压作用自学风压与热压压综合作用用第十节建建筑热工工1、建筑热工工设计分区区及设计要要求2、建筑物围围护结构节节能设计1.建筑热工设设计分区及及设计要求求为使建筑物物适应各地地不同的气气候条件，，满足我国国现阶段建建筑节能的的要求，建建筑热工设设计应根据据建筑物所所处的建筑筑气候分区区，确定建建筑围护结结构合理的的热工性能能参数。建筑气候分分区与热工工设计要求求2.建筑物围护护结构节能能设计体形系数窗墙比围护结构节节能设计建筑物围护护结构节能能设计体形系数体形系数是是指建筑物物与室外大大气接触的的外表面积积与其所包包围的体积积的比值。。外表面积积不包括地地面、楼梯梯间隔墙及及户门面积积。建筑节节能标准要要求，住宅宅建筑体形形系数易控控制在0.3及0.3以下，若体体形系数大大于0.3时，则屋顶顶和外墙应应加保温，，其传热系系数必须符符合节能标标准要求。。窗墙比窗墙比是指指窗户洞口口面积与房房间立面单单元面积的的比值，房房间立面单单元面积是是指房间层层高与开间间定位线围围成的面积积。对采暖暖居住建筑筑，不同朝朝向的窗墙墙比不应超超过下表中中的数值。。围护结构节节能设计根据围护结结构形式，，计算出的的各部分围围护结构的的传热系数数，必须满满足有关建建筑节能标标准规定的的围护结构构传热系数数限制值，，若超过限限制值，应应调整围护护结构的构构造。根据据《公共共建建筑筑节节能能标标准准》，对对围围护护结结构构传传热热系系数数，，按按气气候候分分区区分分别别作作了了规规定定围护护结结构构热热工工性性能能必必须须符符合合建建筑筑热热工工设设计计规规范范。。公公共共建建筑筑围围护护结结构构热热工工节节能能设设计计方方法法有有两两种种：：一一种种为为规规定定性性方方法法，，建建筑筑设设计计符符合合标标准准中中对对体体形形系系数数、、窗窗墙墙比比、、窗窗户户的的保保温温性性能能等等参参数数的的规规定定。。另另一一种种为为性性能能化化方方法法，，如如果果建建筑筑设设计计不不满满足足上上述述对对体体形形系系数数、、窗窗墙墙比比等等参参数数的的规规定定，，必必须须使使用用权权衡衡判判断断法法来来判判定定围围护护结结构构的的总总体体热热工工性性能能是是否否符符合合节节能能要要求求。。铸铁铁散散热热器器的的散散热热方方式式：：第七七节节辐辐射射供供暖暖系系统统热热负负荷荷计计算算自然然对对流流与与热热辐辐射射热辐辐射射是是处处于于一一定定温温度度下下的的物物体体所所发发射射的的能能量量辐射射供供暖暖低温温辐辐射射供供暖暖（（≤≤60℃℃）中温温辐辐射射供供暖暖（（80~200℃℃）辐射射设设备备的的构构造造不不同同单体体式式辐辐射射板板（（带带状状或或块块状状辐辐射射板板、、红红外外辐辐射射器器等等））建筑筑构构造造相相结结合合的的辐辐射射板板（（天天棚棚式式、、墙墙壁壁式式、、地地板板式式等等））一、、低低温温辐辐射射供供暖暖负负荷荷的的计计算算低温温辐辐射射采采暖暖的的热热负负荷荷应应计计算算确确定定。。热热负负荷荷分分为为全全面面辐辐射射采采暖暖的的热热负负荷荷与与局局部部辐辐射射采采暖暖的的热热负负荷荷两两类类。。全面面辐辐射射采采暖暖的的热热负负荷荷，，应应按按照照第第二二节节~第五五节节的的方方法法进进行行计计算算，，并并对对计计算算出出的的热热负负荷荷乘乘以以0.9~0.95的修修正正系系数数或或将将室室内内计计算算温温度度取取值值降降低低2℃℃。建建筑筑物物地地板板敷敷设设加加热热管管时时，，采采暖暖负负荷荷中中不不计计算算地地面面的的热热损损失失，，并并可可不不考考虑虑高高度度附附加加。。局局部部辐辐射射采采暖暖的的热热负负荷荷，，可可按按整整个个房房间间全全面面辐辐射射采采暖暖的的热热负负荷荷乘乘以以该该区区的的建建筑筑面面积积与与所所在在房房间间的的面面积积的的比比值值和和表表1-11所规规定定的的附附加加系系数数确确定定采暖区域面积与房间总面积比值0.550.400.25附加系数1.301.351.50局部部辐辐射射采采暖暖热热负负荷荷附附加加系系数数第八节节围围护结结构的的最小小传热热阻与与经济济传热热阻最小传传热阻阻：室内舒舒适性性要求求围护结结构内内表面面不结结露结露会会导致致耗热热量增增大，，围护护结构构易损损坏围护结结构内内表面面温度度过低低，人人体向向外辐辐射热热过多多，产产正不不舒适适感。。最小传传热阻阻计算算公式式在稳定定传热热条件件下，，围护护结构构传热热阻、、室内内、外外空气气温度度、围围护结结构内内表面面温度度之间间的关关系式式为：：式中——各层材材料的的传热热阻，，㎡·℃/W；——各层材材料的的蓄热热系数数，W/㎡㎡·℃℃。材料的的蓄热热系数数值，，可由由下式式求出出W/㎡㎡·℃℃式中c———材料的的比热热，J/kg··℃；——材料的的密度度，kg/m3；——材料的的导热热系数数，W/m·℃℃；Z———温度波波动周周期，，s（一般般取24h=86400s计算））。外墙围围护结结构的的实际际传热热热阻阻应大大于最最小传传热热热阻（（例题题1-1））但选用用多大大的传传热热热阻才才算经经济呢呢？由由此我我们引引出经经济传传热热热阻。。经济传传热热热阻：使建建筑物物的建建造费费用和和经营营费用用之和和最小小的围围护结结构的的传热热阻。。建筑围围护结结构平平均传传热系系数，，可按按下式式计算算式中——参与传传热的的各围围护结结构的的传热热系数数，W/㎡㎡·℃℃——相应的的围护护结构构面积积，㎡㎡；F0——参与传传热的的各围围护结结构面面积的的总和和，㎡㎡；Km——建筑物物围护护结构构的平平均传传热系系数，，W/㎡㎡·℃℃二、热热水吊吊顶辐辐射供供暖负负荷的的计算算热水吊吊顶辐辐射采采暖板板采暖暖，可可应用用于高高度3~30m建筑筑物的的采暖暖。供供暖负负荷计计算同同上所所述。。热水水吊顶顶辐射射板采采暖的的供水水温度度，宜宜采用用40~140℃的的热水水，并并应满满足产产品对对水质质的要要求，，在非非采暖暖季节节应充充水保保养。。三、燃燃气红红外线线辐射射供暖暖负荷荷的计计算燃气红红外线线辐射射采暖暖，可可用于于建筑筑物室室内采采暖或或室外外工作作地点点的采采暖。。采暖暖的燃燃料，，可采采用天天然气气、人人工煤煤气、、液化化石油油气等等。燃燃气质质量、、燃气气输配配系统统应符符合国国家现现行的的《城镇燃燃气设设计规规范》的要求求。采采用燃燃气红红外线线辐射射采暖暖时，，必须须采取取相应应的防防火、、防爆爆和通通风换换气等等安全全措施施，并并符合合国家家的现现行有有关安安全、、防火火规范范的要要求。。燃气红红外线线采暖暖器用用于全全面采采暖时时，建建筑围围护结结构的的耗热热量应应按照照第二二节~第五节节的方方法法进行行计算算，可可不计计算高高度附附加，，并在在此基基础上上再乘乘以0.8~0.9的修正正系数数。辐辐射器器安装装过高高时，，应对对总耗耗热量量进行行必要要的高高度修修正。。局部采采暖时时，其其负荷荷可按按照表表1-11的规定定计算算。第九节节高高层建建筑供供暖设设计热热负荷荷计算算简介介1—楼梯间间及竖竖井热热压分分布线线2—各层外外窗热热压分分布线线理论热热压式中——理论热热压，，Pa一、热热压作作用热压作作用原原理图图曲线1—楼梯间间及竖竖井热热压分分布线线；曲线2—各层外外窗热热压分分布线线冬季建建筑物物的内内、外外温度度不同同，由由于空空气的的密度度差，，室外外空气气在底底层一一些楼楼层的的门窗窗缝隙隙进入入，通通过建建筑物物内部部楼梯梯间等等竖直直贯通通通道道上升升，然然后在在顶层层一些些楼层层的门门窗缝缝隙排排出。。这种种引起起空气气流动动的压压力称称为热热压。。假设沿沿建筑筑物各各层完完全畅畅通，，热压压主要要由室室外空空气与与楼梯梯间等等竖直直贯通通通道道空气气之间间的密密度差差造成成。建建筑物物内、、外空空气密密度差差和高高度差差形成成的理理论热热压，，可按按下式式计算算Pr——理论热热压——供暖室室外计计算温温度下下的空空气密密度——形成热热压的的室内内空气气柱密密度h———计算高高度hz——中和面面标高高，m；指室室内外外压差差为零零的界界面。。通常在在纯热热压作作用下下，可可近似似取建建筑物物高度的一一半。。有效热热压差差可按按下式式计算算热压系系数值值与建筑筑物内内部隔隔断及及上下下通风风等状状况有有关，，即与与空气气从底底层部部分渗渗入而而从顶顶层部部分渗渗出的的流通通路程程的阻阻力状状况有有关。。国内内一些些研究究资料料认为为，热热压差差系数数的大大致范范围为为=0.2~0.5。。二、风风压作作用二、风风压作作用高层建建筑遇遇到的的特殊殊问题题之一一，是是需要要考虑虑风速速随高高度的的变化化。风风速随随高度度增加加的变变化规规律，，可用用下式式表示示：式中——高高度h处的风速速，m/s；——高高度处的风速速，m/s；——幂幂指数数，与与地面面的粗粗糙度度有关关，可可取=0.2。。按照我我国气气象部部门规规定，，风观观测的的基准准高度度为10m。因此此，目目前规规范给给出各各城市市的冬冬季平平均风风速是对应应基准准高度度=10m的数值值。对对于不不同高高度处处的室外外风速速可改写写为下下式三、风风压与与热压压共同同作用用实际作作用的的冷风风渗透透现象象，都都是风风压与与热压压共同同作用用的结结果。。理论论推导导在风风压与与热压压共同同作用用下，，建筑筑物各各层各各朝向向的门门窗冷冷风渗渗透量量时，，考虑虑了下下列几几个假假设条条件1.建筑物各各层门窗窗两侧的的有效作作用热压压差仅仅与该该层所在在的高度度位置、、建筑物物内部竖竖井空气气温度和和室外温温度所形形成的密密度差、、以及热热压差系系数Cr值大小有有关，而而与门窗窗所处的的朝向无无关。2.建筑物各各层不同同朝向的的门窗，，由于风风压作用用所产生生的计算算冷风渗渗透量是是不相等等的，需需要考虑虑渗透空空气量的的朝向修修正系数数（见附附录1-5的n值）。第十节建建筑筑节能及及措施我国是社社会主义义国家，，能源的的获取一一方面依依靠自己己生产，，另一方方面是通通过等价价交换，，必须节节约使用用。我国国近些年年用于建建筑供暖暖、通风风及空调调等（包包括用电电）的建建筑能耗耗占总能能耗的1/5~1/4，建筑的的能耗指指标是发发达国家家的1.5倍。特别别是在我我国的““三北””地区，，供暖的的能耗又又占建筑筑能耗的的一半以以上，是是建筑能能耗的主主要部分分，通常常在这一一部分的的浪费最最多，节节能的潜潜力与效效果也最最大。可可见，建建筑的供供暖能耗耗在建