一章热负荷课件讲解材料.ppt

供热工程,河北工业大学 建筑环境与设备工程系,第一篇供 暖 工 程,河北工业大学 能源环境与工程学院 建筑环境与设备工程系,什么地区需要集中供热？,累年日平均温度稳定低于或等于5的日数大于或等于90 天的地区，宜设置集中供暖 符合下列条件之一的地区，宜设置供暖设施；其幼儿园、养老院、中小学校、医疗机构等 建筑宜采用集中供暖： 1 累年日平均温度稳定低于或等于5的日数为6089 天； 2 累年日平均温度稳定低于或等于5的日数不足60 天，但累年日平均温度稳定低于或等于8的日数大于或等于75 天根据几十年的实践经验，累年日平均温度稳定低于或等于5的日数大于或等于90 天的地区，在同样保障室内设计环境的情况下，采用集中供暖系统更为经济、合理. 这类地区是北京、天津、河北、山西、内蒙古、辽宁、吉林、黑龙江、山东、西藏、青海、宁夏、新疆等13 个省、直辖市、自治区的全部，河南（许昌以北）、陕西（西安以北）、甘肃（天水以北）等省的大部分，以及江苏（淮阴以北）、安徽（宿县以北）、四川（西川）等省的一小部分，此外还有某些省份的高寒山区，如贵州的威宁、云南的中甸等 近些年，随着我国经济发展和人民生活水平提高，累年日平均温度稳定低于或等于5的日数小于90 天地区的建筑也开始逐渐设置集中供暖设施，具体方式可根据当地条件确定。

第一章 供暖系统的设计热负荷,,第一节 供暖系统设计热负荷 一、热负荷 定义 供热系统的热用户（或用热设备）在单位时间内所需的供热量包括供暖、通风、空调、生产工艺和热水供应等 意义 是供热系统最基础的数据它决定着系统方案的选择、管道和设备确定、系统使用效果和经济效果供暖系统热负荷 定义 在某一室外温度tw下,为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 其值随室外气温变化而改变 供热系统的设计热负荷 定义：在设计室外温度tw条件下为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Q 它是设计供暖系统最基本依据,,考虑一下一个建筑物各种情况下会有哪些热量的进入和支出！,,,,,室内温度tn室外气温tW 时,失热量QS得热量Qd 为维持室温恒定，补充热量Q=QSQd,房间得失热量分析 失热量QS： 得热量Qd： 围护结构传热耗热量 Q1 工艺设备散热量 Q7 冷风渗透耗热量Q2 非供暖管道散热量 Q8 冷风侵入耗热量 Q3 热物料散热量 Q9 水分蒸发耗热量 Q4 太阳辐射散热量 Q10 冷物料耗热量 Q5 其他散热量 Q11 通风耗热量 Q6 补充房间的热量Q = QSQd = Q1-6-Q7-11,,冬季供暖通风系统的热负荷应根据建筑物下列散失和获得的热量确定： 1 围护结构的耗热量； 2 加热由外门、窗缝隙渗入室内的冷空气耗热量； 3 加热由外门开启时经外门进入室内的冷空气耗热量； 4 通风耗热量； 5 通过其他途径散失或获得的热量。

计算热负荷时不经常的散热量，可不计算； 经常而不稳定的散热量，应采用小时平均值 当前住宅建筑户型面积越来越大，单位建筑面积内部得热量不一，且炊事、照明、家电等散热是间歇性的，这部分自由热可作为安全量，在确定热负荷时不予考虑 公共建筑内较大、且较恒定放热物体的散热量，在确定通风系统热负荷时应予以考虑供暖系统设计热负荷,设计热负荷表达式 为区别一般运行状态和设计状态下的参数，在字母的右上角加“”的为设计状态下参数，不加“”的为运行状态参数因此，供暖设计热负荷以Q表示： Q=Q1-6-Q7-11 考虑一般民用（含办公）建筑，室内无其他得失热量因素，上式可简化为： Q= Q1+ Q2+ Q3- Q10 又考虑到太阳辐射因素的不稳定性，势必增加计算的复杂性，公式中略去该项，而采取附加的方法计算从而公式简化为： Q= Q1+ Q2+ Q3 W （1-1）,,围护结构传热耗热量 Q1在计算时分为两部分： 一部分是按稳定传热计算的基本耗热量Qj， 另一部分是考虑若干不稳定传热因素而引出的附加（修正）耗热量Qf，包括风力附加，高度附加，朝向修正 即 Q1= Qj+ Qf 围护结构的传热耗热量是指当室内温度高于室外温度时，通过围护结构向外传递的热量。

基本耗热量是指在设计条件下，通过房间各部分围护结构(门、窗、墙、地板、屋顶等)从室内传到室外的稳定传热量的总和 附加(修正)耗热量是指围护结构的传热状况发生变化而对基本耗热量进行修正的耗热量第二节 围护结构传热耗热量,围护结构的耗热量，应包括基本耗热量和附加耗热量 基本耗热量Qj，附加（修正）耗热量Qf 即 Q1= Qj+ Qf 工程上，为了简化计算，围护结构的耗热量计算是以一维稳态传热过程考虑的围护结构基本耗热量,Q 围护结构的基本耗热量(W)； 围护结构温差修正系数，按本规范表5.2.3 采用； F 围护结构的面积(m2)； K围护结构的传热系数W (m2 )； tn 冬季室内计算温度( ) twn供暖室外计算温度( ) 注：当已知或可求出冷侧温度时，tw一项可直接用冷侧温度值代人，不再进行 值修正一.室内计算温度tn,根据国内外有关卫生部门的研究结果，当人体衣着适宜、保暖量充分且处于安静状态时，室内温度20比较舒适，18无冷感，15是产生明显冷感的温度界限本着提高生活质量，满足室温可调的要求，并按照国家现行室内空气质量标准（GB/T18883）要求，把民用建筑主要房间的室内温度范围定在1824.,,设计供暖时，民用建筑冬季室内计算温度应按下列规定采用： 1 寒冷地区和严寒地区主要房间应采用1824； 2 夏热冬冷地区主要房间冬宜采用1622； 3 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 严寒或寒冷地区设置供暖的公共建筑，在非使用的时间内，室内温度必须保持在0以上；当利用房间蓄热量不能满足要求时，应按保证室内温度5设置值班供暖。

设置供暖的民用建筑，冬季室内活动区的平均风速不宜大于0.3m/s二.供暖室外计算温度tW,这个温度的确定对于供暖设计有很大的影响，过高，不能满足人们的供暖需要，过低，增大系统的造价 原苏联采用热惰性原理法确定： 50年中最冷八个冬季里最冷连续5天的日平均温度，我国曾在70年代前采用 目前我国采用不保证天数法确定：应采用历年平均（每年）不保证5天的日平均温度 不保证天数法确定的tW比热惰性原理法确定tW普遍高1-4我国使用的室外空气计算参数确定方法与国外不同，一般是按平均或累年不保证日(时)数确定，而美国、日本及英国等国家一般采用不保证率的方法，且数据并不唯一，选择空间较大 经过专题研究，虽然国外的方法更灵活，能够针对目标建筑做出不同的选择，但我国的观测设备条件有限，目前还不能够提供所有主要城市30 年的逐时原始数据，用一日四次的6 小时定时数据计算不保证率的结果与逐时数据的结果是有偏差的,,冬季空气调节室外计算温度应采用历年平均不保证1 天的日平均温度 将冬季的室外空气计算温度分为供暖和空调两种温度是我国与国际上相比比较特殊的一种情况在美国及日本等一些国家，冬季的设计计算温度并不区分供暖或空调，只是给出不同的保证率形式供设计师在不同使用功能的建筑时选用。

冬季空气调节室外计算相对湿度应采用累年最冷月平均相对湿度 冬季通风室外计算温度应采用累年最冷月平均温度三.温差修正系数a,三.温差修正系数a,与不供暖房间接触的围护结构和与大气不直接接触的房间闷顶，计算传热时，温度tx不易确定简化计算时，仍以公式 （1-2）代替，此时有如下关系： KF(tn-tx)= KF(tn-tw)a 从而可得出 a = (tn-tx)/ (tn-tw)1 与相邻房间的温差大于或等于5时，应计算通过隔墙或楼板等的传热量与相邻房间的温差小于5，且通过隔墙和楼板等的传热量大于该房间热负荷的10时，尚应计算其传热量地下室的温差修正系数,四.围护结构的传热系数K,1 多层均质材料传热系数 按平壁传热计算 W/m2. (1-3) 式中 R围护结构总热阻 m2./W； 围护结构内表面放热热系数、热阻 W/m2.， m2./W, 见表1-1； 外表面放热热系数 、热阻 W/m2. ，m2./W，见表1-2；,,,,,,,,,4 地面传热系数,2m 2m 2m (1)贴土不保温地面（1.6 W/m.） 分带法计算： 2m 第一带 K=0.47 W/m2. 2m 第二带 K=0.23 W/m2. 2m 第三带 K=0.12 W/m2. 第四带 K=0.07 W/m2. 第一带交叉地带阴影部分面积重复计算一次 平均传热系数法：按房间宽度和进深查有关设计手册 Qjd=KpjdFd(tn-tw),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,（2)贴土保温地面 组成地面各层材料中，其中有一层材料<1.6 W/m.，即为保温地面。

其热阻Rb与不保温地面热阻R0之间关系为： Rb=Rb+ R0 m2./W 式中 Rb为地面保温层的热阻 （3)铺设在地垄墙上的保温地面 其热阻Rb与保温地面热阻Rb之间关系为 Rb=1.18Rb m2./W,五.围护结构的传热面积丈量,1 门、窗按外墙外表面净空尺寸 2 外墙（高乘宽 ） 高：本层地面上表面至上层地面上表面（顶层至屋顶或保温层，底层从下表面） 宽：外墙至外表面，内墙至中心线 3 地面 外墙至墙内表面，内墙均计量至中心线 4 天棚 平顶房：外墙至外表面，内墙至中心线 闷顶房：同地面（外墙、内墙均计量至中心线） 5 地下室 室外地坪以下部分墙体按地面计量凹凸墙面的朝向归属应符合下列规定： l 当某朝向有外凸部分时， 应符合下列规定： 1 ) 当凸出部分的长度(垂直于该朝向的尺寸) 小于或等于1.5 m 时， 该凸出部分的全部外墙面积应计入该朝向的外墙总面积； 2 ) 当凸出部分的长度大于1.5 m 时， 该凸出部分应按各自实际朝向计人各自朝向的外墙总面积当某朝向有内凹部分时， 应符合下列规定： 1 ) 当凹人部分的宽度(平行于该朝向的尺寸) 小于5 m ， 且凹入部分的长度小于或等于凹入部分的宽度时， 该凹入部分的全部外墙面积应计入该朝向的外墙总面积； 2 ) 当凹入部分的宽度(平行于该朝向的尺寸) 小于5 m ， 且凹人部分的长度大于凹人部分的宽度时， 该凹人部分的两个侧面外墙面积应计入北向的外墙总面积， 该凹人部分的正面外墙面积应计入该朝向的外墙总面积； 3 ) 当凹入部分的宽度大于或等于5 m 时， 该凹人部分应按各实际朝向计入各自朝向的外墙总面积。

第三节 围护结构的附加（修正）耗热量,考虑耗热量受气象条件、建筑条件影响而引入的对基本耗热量的附加（修正） 一.朝向修正耗热量 1 影响因素 考虑建筑物受太阳辐射影响而对围护结构基本耗热量的附加（修正） 2 计算方法 采用对基本耗热量附加修正的方法 暖通规范规定，冬季日照率35%的地区，建筑无遮挡时，按下列数值修正： 北、东北、西北 010%；东南、西南 -10-15% 东、西 5%；南 15-30% 对冬季日照率<35%的地区： 北、东北、西北 010%；东南、西南、南 -100%；东、西 0%二.风力附加耗热量,1 影响因素 考虑室外风速变化W变化而对围护结构基本耗热量的附加（修正） 2 计算方法 表1-2给出的W值是对应于室外风速4m/s时的值，我国大部分地区冬季平均风速小于该值因此暖通规范规定：一般情况下，不考虑风力附加只对迎风的高地、河岸海岸、旷野上的建筑或城镇、厂区内特别突出的建筑，才考虑附加5%10%三、.高度附加,1 影响因素 考虑房间高度引起的热压作用而对围护结构基本。