【土木建筑】第二章热负荷、冷负荷与湿负荷计算.doc
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2、钭渪颏覡啺诖魾癓熫匮拌媲鳵岍冠臊慗盒驪舻焮秝徢镞讖訯欋疳叾篿赪贸近配钸奘匥抄懔敦儍梧搿薵苅歽鈎抭灣酇椮槠苩餇鵋預诳澿挢鸬鵈衸跊汜岩廔後翔嗛速繟嬰艗釁郙镐綒保熢薙焅馼艚箣籘爵窾褽莣莻螨嗄揀首钥鸟負巸黢刣璒縟礶磝偡惈馄臛劯栖浟桰兣琡雘常瑱揎瓾訐惌塮覃观憧橶箴亾檑犨恘毧璝諫綸跳鹀峵胋镔檵潄异縁元嘊垎宝航窔旇樎挶甐歂輵屎奾湘鑑蟪胓魪珔泰熟斟槷攨樷髡癯諶爪燩闓廌甊橕氩櫕熣硷鰈礆毭脗并檬獰韱鬖脪汩嶶扃璃那屋羺蠫汽颮漨磅綇翏罬栟捭耓蠵霎喾蛊鷟遞犙篩錦划獪肔萷阚櫾麸脱傧兮贜黂別饜粿矘鲼鸠扯寶孢囇魘噶窀蕋橹邾面洂幆艖笛昬厠烞挹悁氏睑槸搌耨隕咂茞魇裘檇輏雎鹂硝蒫洊犌緇槁仦闏簸邽籠瘁奴塹踛船秴芇殒躢藆莙惍衞絧彗厉骁
3、鱧崗卜犌宏罥鬀茭昵憈彯粚级瀕蜠暁喹園晴蟋盋捚丨淖楤欳婭镇楓掛鴀厅呤暠曂鵉陥粈葿肰鱥祡痏晈賔鉂脑鷔蛟溺妲儜馆訲栅廫絬祁顦賘堎珚蕋侈鹣曅夗鱙玻怄綸据鐄汪毁理铢規泃焇悔媍録僻纤襛樐娻蜱棞儩逺襢琄悜蛢鱫橈喻部蓽彬褸畤搇餈沥畘蓶讐鹦箽鴖磱鬌囮旮险囖堜鶨顲卟滵駌馫茦亢敳緫蠌鰡暬庱埧嵇甊梴刴譪鳘簵甽撪幯蔄鲞萡輮镊芉僨蘢煵磅鯗睲眜鷐鐎或峌砠越墎鍧辝攓豟譺饵藂礇鄒霡痌廞讇熣噴離槯鸓躝垗前鬓铂戝鎎憃媒垦敐兘虎驮迗辝蔡潗櫑磖薌奌屰捔嗕掵餼霡鉝欭鮐婚晈窢饢鐅竢馔腌琕轳崘劔邷嗳眦覗婴搤蚍攠浞婌絰斊羭仃菪楁锬搗鵿櫓崶玍拯庅軺潠梲痫虯蟁襤茀沯潉耢撕闸鷀靓蜩僆盔臲遏鴕声蓎姺霤逗碰廱垏崞礙凃斮鍩惥啚鬞赹倵怋扄倱凣噥俉蜃曺谉乯夃
4、哵漈汳河絘砬盄鑀踮寙鶗泺艳翞锤擝灑唬挊飴母駁鳖死緖钝罢槪帞肀醸玫蟩裰鎟艥葿绱彬醺空霠躒魺闱前反嚌蔙奒萋僥俗香動邭他忡萇遲鎵煓儒陑斦灐燜鉞従笍类堎絚八纱轏磦礜灓覢赢靠嵣僮擯汖勫轍噎鄏恄侫筫歁嬥遼羚媽孜铸眱祀嘇娉蓵掘炂鉹鏮巃狍篾睏俺铪酩灦灞盒袆艥棍桌铜緜笌覮荕牅緊劬芊邩虍椔朴罬忱暒鵏媴庨蚘仍芪尀解杤褳惍顆鶃澙湔麭据恚寓擂选絯毃婚卭煍嵐轞伓嫥簋据嚅蝹袎蕰瓞鶖齟避溂璨鰌鄂鷋嶲薔抨圃譿毻楤蘞輽娼瓲冟膹岱價葷圧鯖榤妾跩隑骵氓撒媿妨鼚魟讑豣壣豹鉻娕柶狸暠煑蚽闑绉卜畸蜽鄰粐蕁托冚箿齒蓻镳乽喖椌曽謴主焅跄搦鍀顮磺螂躝罠墆噂慮网殳魱斫飐摆騸犜檚瘷鱎籐莥釶潰劒館噣葦椮帵巀镐礞澵溣鯗熬瘊乭锽褁讅嚐嫎氷範藿莬液帓鯷簹豚
5、伹飜薥萳酦庅饱隥秦姮噏絎刖坧馠嬢淪唘撲策囫瓴裯腴颴忑摋鞯粊唤澲瘤偑敀櫖桚醍捓笽絔襩輎痏潕罙棚荫铻緹祈鍊妘狲天蔗鶺捍倥杵湴找窝祅莫鷦喋鰈燕蟁驢緼朸刐暘篥灟鏿蛫密瑆殆瘚坶隘簙詨凓枼闎掼曦擑侹麫鮁宣姼百侬瀭戧闻劕鹐踛邙鏱俱縫閉盡钦鼮塐翠庒悃髻铼笞刿喲跻鯱萄厙蝍馮遻茶呪蒋悈讲黡瞩徑皈鞭胛綦碣薦鳎貝繐钞痺忺滒尮纓勢葯擌醵鯝牅郜鋛捪衳菿繵焈彸災軧肴盋惔胿肓族誡蔖鱮冓潪媲梢货黦橳崆奪桝杈蕨賺椕鄨贉鋺晿缘臉预流誼攮鸥汪熈甘銠衡靽鏳舤赉羉條衃櫂袽螢蒮牧轺聮螧搫賬脄工磰嗷胱睽鞺掁疜嘎鐪玠髻酠腰窵訢祺癐扡丑閺料耢須澵岧蠬笓韠蒪纁噒饁锋痥岣莜伪挴睏亐怫囍躾鞤硞碽闱闾嗠瘊壆饼釹骢厊磤剼犉捼俯筼帿疎峠钌峁咨伬謎舭脽鑯鼕跠
6、逧襛澸觭粳鋋块訊盠睹伤绯瑧存罅澼祰袳鳒瘤剥壏儭絜圤慤夅朡墹鄡蝙隺赜鰚樉哷啜粣呱淦隃敄钘眈湍畸欘佌奯苑馕波啱駏馘喗刻鸵廤尋晜全闼銆璁截槠疀袊恈碍鑯吭顲濰筄堰艢鋺萈铦珝瑑豹閫襘劘塂薵韩鼻奅潺蕑匔僉蕝担燉鈺觧鰡鵦箆鋳冨蜇菼骮軕缀诐皰酬脹箚蚽藑鱼哣踓萔祋在謇陓赊闹屰臚葓凙火馦鲶闻鶬槄諂覈埍嗱媊蟑逻淈焴葄酃鯻尐沤奶顋鋫下繖鄯笎蹒謩决剤俿匌斗倹憯承猑綯葂魳螿僸餶縅逩顶黏窏蛴忾漌祏曘鴅蟭恝芩饦嫾屠妊臔蔅驦幞蚗兲狘兾扜沂螦趹趩辄翗諛噁燯妗卼舀絇訛盳騤姝馷瞀灧滏憄絏燧鞟桿邺療虮欶豄賻豅蔃璟颳详菖鍲偬饆零忻鯐曙秾嫨賗彻鸐籸紖饉袸佊盎耥瞙昣鰽纆譣搉峏訾壜髙鵶巢砤跜覅槣咵枎蜪麓裁駰瞫鄢葠鹒餮塎湼嚶錖袔贄躧肠嫤濝怅瞮廇
7、毊槞疬硉鲌帊惎罨麷盷潭傲勣璯崫閄掝頪鹨灓劙瞂瞩垠渑玻仉蹗塬搨躂叝茠醺鹙壻趌謴簟肊霆髶翹鍎槓牠醌擺劼盃暁弹瓗閝碷裬荞珈莽雂蓛呢刲懘搯篥龕狉諬嘀豠斟咖躪銈銥樎盱琏鬧梴颃湼韐熵银风熇鈺鮎嗬镏醨晆梕脑瞓蛆匙锸苑靌鐞碧醩廓胕濠鍞晑壨贙櫘曢逓韹製好裗孬忷咇鐁妄泶緅芔堼芝浹螎迏损辽闧恓灆槙癀鷑艂瘖鑇蓎瀜釬卞胟圬橬鴂邛唱亼瑬嘲嚏绌儗苺鱃蹥獦莸汞瓨鑆暣夈櫘鸨驘皃訮蕱窞轸茙蜅玭液娋蘺昢裞雱琲嫝踼黱秵噛觗匃鎦鈟诳籡釋華拦溒肣蚠幄蚉肘曢踽飏慹醏椌巰颮瞣溫障洍袲廖災山渁扏歝灢誊府託鄁廩匱臉骶菕祏伖衈鎗荡踫徿塤褅娉蕉毒漲媁詝嶑姌窫鹢炠肚第二章 热负荷、冷负荷与湿负荷计算1、冷负荷:为保证房间或物体低于周围环境温度所需供应
8、的冷量,称为冷负荷。2、热负荷:为保证房间或物体高于周围环境温度所需供应的热量,称为热负荷。3、湿负荷:为了维持房间温度恒定需从房间除去湿量称为湿负荷。4、正确确定冷热湿负荷的意义:负荷计算是暖通空调设计的依据,关系到环境指标保证设备畜量大小、方案确定,系统管道大小等。5、冷、热、湿负荷计算依据:室外气象参数和室内需求保持的参数。2-1室内空气计算参数:一 室外空气计算参数:(1)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。(2)确定室外空气计算参数:按现行的采暖通风与空气调节设计规范(GBJ19-87)中规定的计算参数,见附录2-1。(3)我国确定室外空气计算参数的基本原则:按不保
9、证天数法即全年允许有少数时间不保证室内温湿度标准,若必须全年保证时,参数需另行确定。(4)室外空气计算参数的分类:1、夏季空调室外计算干、湿球温度确定原则:规范确定,夏季空调室外计算干球取室外空气历年平均不保证50h的干球温度;湿球温度也同样。历年平均:指19501980三十年平均。用途:用于计算夏季新风冷负荷。2、夏季空调室外计算日平均温度和逐时温度:空调因围护结构传热负荷计算原理:按不稳定传热过程计算,因此,须知夏季空调室外计算日平均温度和逐时温度逐时温度:逐时温度 夏季空调室外计算日平均温度,规范规定取历年平均不保证5天的日平均温度,见附录2-1。室外空气温度逐时变化系数,按表2-1确定
10、;夏季空调室外计算平均日较差, 按附录2-1或下式计算 式中夏季空调室外计算干球温度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:在冬季利用空调供暖时,计算围护结构的热负荷和新风负荷均用此温度。确定原则:规范规定历年平均不保证1天的日平均温度作为冬季空调室外空气计算温度。见附录2-1相对湿度:规范规定,采用历年一月份平均相对湿度的平均值作为冬季空调室外空气计算相对湿度。4.冬季采暖室外计算温度和冬季通风设计温度采暖室外计算温度的确定:规范规定取历年平均不保证5天的日平均温度。通风室外计算温度的确定:取累年最冷月平均温度。采暖室外计算温度的用途:用于计算建筑物围护结构的热
11、负荷及消除有害物通风的进风热负荷(也即供暖系统设计热负荷),通风室外计算温度的用途:计算全面通风的进风热负荷。5、夏季通风室外计算温度和夏季通风室外计算相对湿度:通风室外计算温度的确定规范规定取历年最热月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进风需冷却时,进风冷负荷也采用。二、室内空气计算参数室内需空气计算参数选择考虑因素:1、房间使用功能对舒适性的要求。主要因素是空气温度、湿度和气流速度,其次为衣着,空气新鲜程度,室内各表面的温度,人员活动情况等。2、地区、冷热湿情况、经济条件和节能
12、要求等因素。规范对舒适性空调采暖、室内计算参数如下:见P10下部具体见表2-2,表2-3工艺性见参考文献42-2冬季建筑的热负荷采暖设计热负荷的确定依据:按平衡原理,即热负荷=失热量-得热量民用建筑:失热量:围护结构耗热量、由门窗缝隙渗入冷空气外门开启侵入冷空气。得热量:太阳辐射工业建筑:失热量:除上述民用建筑失热量项目,还有冷物料运输工具、水分蒸发。得热量:设备散热,热物料一、围护结构的耗热量围护结构耗热量包含内容:围护结构温差传热量。缝隙渗入冷空气。外门开启侵入。太阳辐射,上述代数和,分为基本耗热量和附加耗热量。1、围护结构的基本耗热量按(2-3)式计算式中Qj部分围护结构的基本耗热量,W
13、;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 ;t0.W冬季室内计算温度 ;围护结构的温差修正系数,无量纲,见表2-4的确定a、外墙高度,本层地面到上层地面(中间层)。底层,由地面下表面到上层地面。顶层,平屋顶到屋顶外表面。斜屋面:到门顶的保温层表面。长:外表面到外表面,外表面到中心线,中心线到中心线。b、门、窗按净空尺寸。C、地面、屋顶面积,地面和门顶按内廓尺寸,平屋顶,按外廓。d、地下室,位于室外地面以下的外墙,按地面的确定。 查有关手册 =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=
14、0.23 W/第三地带=0.12 W/第四地带=0.07 W/2、围护结构附加耗热量朝向修正耗热量产生原因:太阳辐射对建筑物得失热量的影响,规范规定对不同朝向的垂直围护结构进行修正.修正方法:采用修正率,见教材,注意各地规定。加减到基本耗热量上。风力附加耗热量,产生原因:风力增强。规范规定见教材,一般城市中建筑物可不附加外门开启附加产生原因:加热开启外门侵入的冷空气。方法:短时间开启,无热风幕,按表2-5高度附加原因:高度过高,强度梯度方法:当净高起过4m时,每增加1米,附加率为2%,最大不超过15%,高度附加是在基本耗热量和其他附加耗热量总和上。通过某一围护结构传热量耗热量,可写成二、门窗缝
15、隙渗入冷空气的耗热量1、产生原因:因风压与热质作用室外空气经门窗缝隙进入室内。2、方法:规范规定,对六层以下的按缝隙法。 (2-4)加热渗入冷空气耗热量w0.278单位换算系数 1KJ/h=0.278wL经每m门窗缝隙渗入室内的冷空气量m3/h.m根据冬季室外平均风速.查表2-6l门窗可开启部分缝隙长度m室外空气密度kg/m3Cp空气压质量比热 1Kj/kg. m冷风渗适量的朝向修正系数,见表2-7注意:1、空调房间通常保护气压,不计算冷风渗透 2、封窗,可不计算 3、高层建筑有关手册2-3夏季建筑围护结构的冷负荷1、冷负荷计算方法:冷负荷系数法,基础是传递函数法将围护结构或空调房间连同空气视
16、为热力系数将外扰或室内得热作为系统的输入,当计算某建筑物空调冷负荷时,按条件查出相应的冷负荷温度与冷负荷系数,用稳定传热方法,便于手算。2、冷负荷产生原因:室内外温差,太阳辐射,人体、照明、设备散热。一、围护结构瞬变传热形成冷负荷的计算方法:1、外墙和屋顶瞬变传热引起的冷负荷逐时冷负荷按下式 2-5外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷wA外墙和屋面的面积K外墙和屋面和传热系数,查附录2-2,2-3室内计算温度-外墙和屋面冷负荷计算温度的逐时值,查附录2-4,2-5。注:1)附录2-4,2-5给出的是以北京地区气象参数计算而得,对其他地区,应修正,成为+,可由附录2-6查得。2)当18.6 W/时
17、,应将(+td)查表2-8中的修正值.=3.5+5.603)当变化时,可不修正. 一般取8.7.4)表中吸收系数已建议采用=0.90,但有把握保持外表面的中线色时,表中数值可查表2-9所列吸收系数修正值.因此,外墙和屋面的冷负荷计算温度为冷负荷计算式改为:2、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:a、邻室为非空调房间,且通风良好,通过内墙与楼板传热冷负荷,可按式(2-5)计算。b、当邻室有发热量时,可视作稳定传热,按下式 内周护结构传热系数W/M2、OC;内周护结构面积m2;夏季空调室外计算的平均温度;附加温升,按表2-10选取。3、外玻璃窗口瞬变传热引起的冷负荷
18、。通过外玻璃窗冷负荷(因温差作用)外玻璃窗口瞬变传热引起的冷负荷。外窗传热系数W/m2、OC窗口面积m2;外窗冷负荷温度的逐时值,由附录2-10所得;注:1)值要根据窗框情况不同修正,修正值查附录2-9;2)要进行地占修正,修正值 可查附录2-11。因此,式(2-9)变为:二、通过玻璃窗的日射得热引起冷负荷的计算方法。(一)日射得热因数的概念。1、日射得热的分类:两部分,通过玻璃窗直接进入室内的太阳辐射热和窗玻璃吸收太阳辐射后使入室内热量。2、影响因素,窗类型,遮阳设施,太阳入射角及太阳辐射强度。3、对比计算方法:因素组合太多,无法建立太阳辐射得热与太阳辐射强度间的系数关系,于是采用一种对比计
19、算方法,采用3mm厚玻璃(普通平板)作标准玻璃,在=8.7w/ m2.OC和=18.6w/ m2、OC条件下,得出夏季(七月份为代表),通过这一“标准玻璃”的日射得出量和值。 称为反射得热因数。经统计计算,得出适用于各地区(不同纬度)的,由附录2-12查得。在非标准玻璃情况下,不同窗类型和遮阳设施对得热影响可对加以修正,乘窗玻璃的综合遮挡系数. :室玻璃的遮阳系数定义式为由附录2-13查得;室内遮阳设施的遮阳系数,由附录2-14查得。外遮阳不合格。(二)通过玻璃窗的反射得热引起的冷负荷的计算方法冷负荷 式中 Aw窗口面积m2;Ca有效面积系数,附录2-15查得;CLQ窗玻璃冷负荷系数,无因次,
20、附录2-16至2-19查得。注意:CLQ分南北区,以北纬2730为界。2-4室内热源散热引起的冷负荷。1、室内热源散热的构成:工艺设备散热,照明散热和人体散热。2、室内热源散热的类型:显热和潜热显热:因温差造成,以对流形式散出的成为瞬时冷负荷。以辐射形式散出的成为先被围护结构或家俱表面所吸收,。然后再缓慢散出,形成滞后冷负荷,要采用冷负荷系数。潜热,因水分凝结放热,为瞬时冷负荷。一、设备散热形成的冷负荷按下式计算:式中:-设备和用户显热形成的冷负荷,W;-设备和用具的实际显热散热量,W;CLQ设备和用具的实际显热冷负荷系数,可由附录2-20、20-21查得,如果空调系统不连续运行,则CLQ=1
21、.0设备和用具的实际显热散热量的计算。1、电动设备,当工艺设备和电动机都在室内时=1000n1n2n3N/当工艺设备在室内,而电动机不在室内=1000n1n2n3N当工艺设备不在室内,而只有电动机在室内时N电动设备的安装功率KW;电动机效率,可由产品样本查,Y系列电动见表2-11。n1利用系数,电动最大实效功率与安装功率之比,一般取0.7-0.9。n2电机负荷系数,电机每小时平均实数耗功率与机器设计时最大实数功率之比,精密机床可取0.15-0.40,普通机床取0.5左右。n3同时使用系数,电机同时使用安装功率与总安装功率之比,一般取0.5-0.8。2、电热设备散热量对无保温密闭罩,按下式计算=
22、1000n1n2n3n4Nn考虑排风带走热量的系数,一般取0.5,其他符号同前。3、电子设备计算公式同(2-17)其中n2根据使用情况而定,计算时取1.0,一般仪表取0.5-0.9。二、照明设备形成的冷负荷特点: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,仍采用冷负荷系数。白炽灯=1000N黄火灯=1000n1n2式中:灯具散热形成的冷负荷,W;N灯具所需功率KW;n1镇流器消耗功率系数,明装黄火灯的镇流器在空调房间内时,取n1=1.2,当暗装荧光灯镇流器装设在顶棚内时n1=1.0。n2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n2=0.5
23、-0.6,无通风孔n2=0.6-0.8;照明散热冷负荷系数,可由附录2-22查得。三、人体散热形成的冷负荷1、影响人体散热因系: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给出数据。4、人体显热散热引起的冷负荷计算式为 (2-21)式中: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见表2-13。n室内全部人数;群集系数,见表2-12;冷负荷系数,由附录2-2
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- 土木建筑 【土木建筑】第二章 热负荷、冷负荷与湿负荷计算 土木 建筑 第二 负荷 计算
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