供暖系统的设计热负荷讲义

供暖系统的设计热负荷供（采）暖供暖（传统称采暖，从用户本身角度称采暖较合适，从供热单位、施工单位等角度称供暖较多，目前各资料对此称呼尚不统一。），就是使室内获得热量并保持一定的室内温度，以达到适宜的生活条件或工作条件的技术。供暖系统包括热源（热媒制备）、供热管网（热媒输送）、末端热用户（热媒利用）三个基本组成部分。采暖期采暖期：从开始采暖到采暖结束的期间。设计计算用采暖期天数：按累年日平均温度稳定低于或等于采暖室外临界温度的总日数确定。并不指具体某地方的实际采暖期。采暖室外临界温度：一般民用建筑和工业建筑宜采用5℃。热负荷与设计热负荷热负荷：在某一室外温度twn’下，为了达到要求的室温tn,供暖系统在单位时间内向建筑物供给的热量Q’。设计热负荷：在设计室外温度twn下，为了达到要求的室温tn,供暖系统在单位时间内向建筑物供给的热量Q。1、保持房间及工作区在给定温度的热平衡

供暖热量Q＝得热量ΣQ1-6–失热量ΣQ7-102、对一般民用建筑及发热量不大的普通建筑

Q=Q1+Q2+Q3-Q10=Q1.j+Q1.x+Q2+Q3

围护结构的基本耗热量围护结构的附加（修正）耗热量冷风渗透耗热量冷风侵入耗热量围护结构的耗热量

围护结构的耗热量

=

基本耗热量＋附加（修正）耗热量

当室内温度tn要求并不严格时，可近似按稳定传热过程来处理。

围护结构的基本耗热量Q1、供暖控制对象

室内温度（干球温度）

2、按一维稳定传热过程计算

q＝KF(tn-twn)a

供暖物Q＝Σq＝ΣKF(tn-twn)a围护结构的基本耗热量围护结构的传热系数围护结构的面积冬季室内计算温度温差修正系数供暖室外计算温度室内计算温度tn

1、tn指距地面2m以内人们活动地区的平均空气温度。

2、以人体的生理热平衡为依据

S=M－（Qc＋Qk＋Qp）

S=0无冷感S>0冬季舒适S<0有冷感新陈代谢辐射失热量对流失热量潜热（呼吸、出汗蒸发）失热量3、当人体衣着舒适，保暖量充分且处于安静状况时20℃比较舒适，18℃无冷感，15℃是产生明显冷感的温度界限。4、一般房间较高时，垂直方向的温度梯度不可忽略5、民用建筑物的主要房间，宜采用16～24℃；辅助建筑物及辅助用室，不应低于下列数值：浴室25℃；更衣室25℃；办公室、休息室18℃；食堂18℃；盥洗室、厕所12℃。

供暖室外计算温度tw要正确的确定和合理的采暖室外计算温度值过低，在采暖运行期的绝大部分时间里，使设备能力富裕过多，造成浪费；值过高，则在较长时间内不能保证采暖效果。规定的采暖室外计算温度，适用于连续采暖或间歇时间较短的采暖系统的热负荷计算。

围护结构的热惰性原理

在采用两砖半实心墙的情况下，即使昼夜间室外温度波幅为±18℃，外墙内表面的温度波幅也不会超过±1℃，对人的舒适感不产生影响。前苏联按50年中最冷的八个冬季里最冷的连续5天的日平均温度的平均值确定。不保证天数的原则

采用历年平均不保证5天的日平均温度。人为允许有几天时间可以低于规定的采暖室外计算温度值，亦即容许这几天室内温度可能稍低于室内计算温度tn值。

按照历年室外实际出现的较低的日平均温度低于室外计算温度的时间，平均每年不超过5天的原则，确定采暖室外计算温度的方法。温差修正系数a值

考虑外围护结构不直接接触大气，传热温差有所消减的修正

q＝KF(tn-th)=KF(tn-twn)a不供暖房间或空间的空气温度℃

围护结构的传热系数K值—围护结构的传热系数，W/（m2·℃）；—围护结构的传热热阻，m2·℃/W；—围护结构内表面、外表面的换热系数，W/（m2·℃）；—围护结构内表面，外表面的换热热阻m2·℃/W；—围护结构各层材料的厚度，m；—围护结构各层材料的导热系数，m2·℃/W；—围护结构本体（包括单层或多层结构材料层及封闭的空气间层）的热阻m2·℃/W，。1、匀质多层材料（平板）2、由两种以上材料组成的、两向非匀质围护结构的传热系数K值（两维传热过程，通常采用近似计算方法或实验数据）3、空气间层传热系数K值（难用理论公式确定）

间层中空气导热系数比组成围护结构的其他材料小，增加了热阻。

围护结构内常用空气间层以减少传热量，如双层玻璃、复合墙体的空气间层等。地板传热系数K值

（地面辐射供暖不计地板传热）地板传热系数K值分带选取。注意：地下室面积丈量，位于室外地面以下的外墙视为地面的延伸，并从上至下按地板相同规则进行传热地带划分。围护结构传热面积的丈量外墙面积的丈量，高度从本层地面算到上层地面（底层除外）。对平屋顶的建筑物，最顶层的丈量是从最顶层的地面到平屋顶的外表面的高度；而对有闷顶的斜屋面，算到闷顶内的保温层表面。外墙的平面尺寸，应按建筑物外廓尺寸计算。两相邻房间以内墙中线为分界线。门、窗的面积按外墙外表面上的净空尺寸计算。闷顶和地面的面积，应按建筑物外墙以内的内廓尺寸计算，对平屋顶，顶棚面积按建筑物外廓尺寸计算。围护结构的附加（修正）耗热量Q1朝向修正率风力修正率两面外墙修正率窗墙面积比过大修正率外门开启修正率房高修正率间歇附加修正率朝向修正耗热量

室内因阳光射入而得到热量

1、原因

向阳面围护结构外表面温度升高，失热量减少

向阳面围护结构较干燥，λ较小，K较小2、方法：考虑日射有利作用各向不同。按围护结构的不同朝向，采用不同的修正率：

北、东北、西北0～10％东南、西南﹣10％～﹣15％东、西﹣5％南﹣15％～﹣30％

应考虑当地冬季日照率、建筑物使用和被遮挡等情况。还有一种适于全国各主要城市的朝向修正率，可查。

风力附加耗热量

考虑室外风速超常规范围变化而对围护结构基本耗热量的修正。仅限于高地、海边、旷野。

风力附加率一般控制在5％～﹣10％

高度附加耗热量

(地面辐射供暖不计)

考虑房高（温度梯度大）过大而使耗热量增加。不适用于楼梯间。

当房屋高度大于4m时，每高出1m应附加2％，但总的高度附加率不应大于15％高层谅建筑谱外窗悟的风牢力修偿正：考虑挑高层样建筑剖在不鄙同高胡度、稠风速俯下外肉窗K珠值附扯加率歼修正睁。可心查表己。两面抛外墙抛修正考虑涂围护塌结构定有两利面以贺上外博墙，竟仅用伪于外拒墙、且外门袄、窗。修正茎率5西％窗墙丢面积循比过来大修枯正当窗驰墙（雪不含垒窗）赴面积躁比大露于1秃：1渣时，骂仅修阅正外君窗。修正侮率1殃0％间歇租附加贼修正房间伐或系赖统间轿歇供假暖耗祖热量届增加烤。对佩外墙功、外浮门、味地面脾、顶唯棚均虹适用仅白态天使脑用2掀0％深，不抖经常线使用鄙3煌0％外门隔附加嘱耗热云量考虑季建筑智物外埋门开肃启时册，冲工入冷陵空气理导致逆耗热劳量增里大，吗而对淋外门不基本眨耗热侄量的尝修正。冷风拿渗透咱耗热疲量Q漂2法（设计狸热负伸荷中仔所占剖比例删很大竟）1、孟冷风子渗透狠机理肾：由风啦力和已热压将造成姜地室京内外齐综合冶压差厨作用挪。2、深冷风甜渗透终耗热钳量影戏响因单素：室外桶风向旧、风顶速，妨室内踏外温耳差，疲门窗熊朝向民、构蝇造，屿建筑捕物高标低等派。渗入空气苦量室外柿计算滩温度下的咐空气坟密度空气乞的定压批比热方容单位洲换算衣系数1k妖J/将h=腰0.属27明8W建筑压物迎风忧面（粗爽线部魂分）主导秤风向主导舰风向风压农作用原理蔑图0压力（﹢）（﹢）压力0高度高度室外风压迎风面背风面热压征作用原理宅图0压力（﹢）高度室外压力竖直通道压力中和面烟筒社作用一、朱缝隙援法多层柳（六殿层及笔六层塞以下膊）的甜建筑惨物，忽岛略热温压及驶室外涝风速畜沿房材高的岔递增股，只倘计入泪风压扔作用托时的姥计算锻方法的。按冬陶季主宾导风披向(而最多僻风向析)计闻算：渗入空气百量每米诵门、风窗缝御隙渗入本空气菌量门、诸窗缝总隙的计算构长度朝向修正属系数高层伞民用滚建筑触，风压俩与热垦压共睬同作挽用下肠。按各有方向裳计算女：二、赔换气莲次数铺法娃（用四于民抹用建轻筑的舞概算倡法）当无苏实测设数据刺时，阶可按办表采镜用。三、量百分徒数法斤（用践于工筒业建串筑的表概算采法）渗透蚀耗热毕量占芬围护约结构荐总耗池热量座的百步分率轮，可身按表肾估算绕。房间齐体积渗入空气武量换气堪次数（次竹/h驰）分户姑计量析供暖冬热负土荷计量睁供暖谦系统南与常露规供猪暖系厨统热衫负荷什计算命方法绍比较计算扮方法假是基看本相旅同的土。咱考虑忆对不汉同需著求的黄热用磨户提协供一虫定范借围内已热舒垃适度坑的选最择余灵地，哄计量陆供暖仇系统鸦的用怠户可犁以根蝴据需形要对稼室温桂进行纠自主涝调节匹，计哲量供栽暖系备统的缝设计雪室内除温度秀宜比研常规纯供暖挠系统垒有所诵提高驳。目前鸣，比为较普顶遍认堵可的常看法舅是：冈计量京供暖岔系统既的室师内设萄计计枪算温教度宜释比国激家现嘴行标慢准提甚高2延℃，顶计算厅热负械荷将夕会增勺加7荣%~搏11从%。如《阴大连导市住稳宅采喇暖（插分户助计量具）工种程技皂术暂敬行规嚼定》侍对住受宅室速内设钞计计达算温揭度按吨下列务数值型选取娘：居显室、恳客厅壳、餐姥厅为菊20细~2增2℃阶，厨网房为鱼16但℃，见洗浴崇间为花25其℃。计量瓶供暖穷系统塌运行厨中各泉用户赔根据掏自己斤的生鞋活习冰惯、药经济贱能力印等在浪一定茫范围脆内自努主选鸣择室犬内采季暖温葡度，首这就摆会出唤现在巨运行栏过程煌中由陶于人消为节帖能所汁造成效的邻址户、声邻室渠传热挖。户间膊热负印荷：相勺邻户克会由场于调集控、按短期月外出匀、无球人居蒸住等纳各类夹原因尾而关引闭其捐户内筐的供螺暖系登统，示使本炊户与揭邻户鹊（上度、下喜、左夹、右密）的赠内隔蔑墙及戚楼板座两侧拐形成嘉较大插的传敢热温汪差，壤导致酷本户即的总堵供热芳量增住加。沈即由荷于分室律调温威而出纺现的债温度谜差引西起的旗向邻津户的将传热握量。在确龙定户绍内供欣暖设险备容叶量时凡，选神用的粗房间熊热负腊荷应浑为常拆规供亏暖房巷间热滋负荷刻与户捧间热古负荷笨之和眉。目前慰《暖挥通规秃范》衡并未莲给出芽户间哨传热道的统育一计求算方菊法值。北京铜市阴《新漏建集孙中采挖暖住庸宅分倍户热肚计量做设计保技术撤规程村》对于齐集中袖采暖免用户洗，不纱采用捕地板大采暖退时，截暂按垮6℃队温差礼计算缓户间誉楼板保和隔侦墙的赔传热剂量，劲采用够地板翼采暖另时，还暂按备8℃难温差欠计算茫户间序楼板巴和隔怠墙的集传热惜量；采用竖分户近独立夏热源毁的用战户，让因间惰歇采球暖的仔可能绘性更宣大，掘户间常传热胸负荷丢温差究宜按兔10配%计焦算；以各捧户间竹传热剖量总互和的腰适当携比例改作为摄户间渗总传阁热负描荷，从即考押虑各压户间纳出现呆传热网温差拆的概副率，嫩一般株可取磨50插%，何而顶米层或翁底层凶垂直铺方向绝因只梢向下耻或向镇上传色热，杏故考社虑较依大概敞率，嫌可取软70瞧%~挑80坐%；户间叹传热庆量不撤宜大镜于房隙间基境本采脑暖负宋荷的怒80销%。天津兴市《呈集中演供热仆住宅关计量毁供热洽设计陡规程枣》户间睁热负倾荷只鉴计算乖通过班不同渴户之属间的按楼板燃和隔小墙的弱传热娱量，夜而同盼一户纪内不仔计算谢该项锈热传占递，欲典型仇房间雨与周谦围房许间的附计算免温差话宜取民5~撑8℃帅；考虑垦到户杠间各辜方向联的热辱传递李并不词是同枯时发推生，高因此句计算梦房间物各热肤负荷喘之和加后，遗应乘叛以一围个概升率系膀数，键且不产应超霸过采盗暖计古算热屠负荷呀的5澡0%歌。规程催中还魄给出称了户离间热灾负荷绩的具元体计晴算公夸式：1、奏按面抱积传究热计湾算方票法的架基本吐传热锅公式2、济按体速积热是指标窗计算