德国赫威设计方案综合说明书
供暖系统的热负荷是指在某一室外温度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,供暖系统在单位时间内向建筑物供给的热量Q’。它是设计供暖系统的最基本依据。
冬季供暖通风系统的热负荷,应根据建筑物或房间得、失热量确定。 在工程设计中,供暖系统的设计热负荷,一般可分几部分进行计算。
Q’=Q’1·J + Q’1·J + Q’2 + Q3
式中 Q’1·J —— 围护结构的基本耗热量; Q’1·J —— 围护结构的附加(修正)耗热量; Q’2 —— 冷风渗透耗热量; Q3 —— 冷风侵入耗热量。
围护结构的基本耗热量
围护结构基本耗热量,按下式计算:
q’ = KF(tn-tw’)α W
式中 K —— 围护结构的传热系数,W/m2·℃; F —— 围护结构的面积,m2; tn —— 冬季室内计算温度,℃; tw’ —— 供暖室外计算温度,℃; α —— 围护结构的温差修正系数。
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整个建筑物或房间的基本耗热量Q’1·J 等于它的围护结构各部分基本耗热量q’ 的总和。
Q’1·J = Σq’ =ΣKF(tn-tw’)α W
对于室内计算温度tn
室内计算温度是指距地面2m以内人们活动地区的平均空气温度。 根据国内有关卫生部门的研究结果认为:当人们衣着适宜,保温量充分且处于安静状况时,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。
中华人民共和国国家标准《采暖通风与空气调节设计规范》(GBJ19—87)(简称《通暖规范》,下同)规定:设计集中供暖时,冬季室内计算温度民用建筑的主要房间,宜采用16℃-20℃;
对于室外计算温度tw’ 我国城市的供暖室外计算温度tw’值,详见《简明供热设计手册》附录2-1 上海地区室内计算温度取值-2℃ 对于温差修正系数α
对供暖房间围护结构外侧不是与室外空气直接接触,而中间隔着不供暖房间或空间的场合,通过该围护结构的传热量应为q’ = KF(tn-th),式中th 是传热达到热平衡时,非供暖房间或空间的温度。在工程设计计算中用温差修正系数对其修正。
围护结构温差系数α值的大小,取决于非供暖房间或空间的保温性能和透气
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状况。对于保温性能差和易于室外空气流通的情况,不供暖房间或空间的温度th更接近于室外空气温度,则α值更接近于1。各种不同情况的温差修正系数可见《简明供热设计手册》表2-3。
对于围护结构的传热系数K值
由于地面的耗热量在房间总耗热量中占的比重较小,工程中常用近似计算法,采用对整个房间地面取平均传热系数的方法,进行更简易的计算。平均传热系数Kpj·d见《简明供热设计手册》表2-11和表2-12。
围护结构的附加(修正)耗热量
围护结构的基本耗热量,是在稳定条件下,按公式(1-4)计算得出的。实际耗热量会受到气象条件以及建筑物情况等各种因素影响而有所增减。由于这些因素影响,需要对房间围护结构基本耗热量进行修正。通过按基本耗热量的百分率进行修正。附加(修正)耗热量有朝向修正、风力附加和高度附加耗热量等。
对于朝向修正耗热量
朝向修正耗热量是考虑建筑物受太阳照射影响而对围护结构基本耗热量的修正。当太阳照射建筑物时,阳光直接透过玻璃窗,使室内得到热量。同时由于受阳面的围护结构较干燥,外表面和附近气温升高,围护结构向外传递热量减少。采用的修正方法是按围护结构的不同朝向,采用不同的修正率。需要修正的耗热量等于垂直的外围护结构(门、窗、外墙及屋顶的垂直部分)的基本耗热量乘以相应的朝向修正率。
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《通暖规范》规定:宜按下列规定的数值,选用不同朝向的修正率 北、东北、西北 0-10%;东南、西南-10%~-15%; 东、西 -5%; 南-15%~-30%。
对于高度附加耗热量
《暖通规范》规定:民用建筑和工业辅助建筑物(楼梯间除外)的高度附加率,当房间高度大于4m时,每高出1m应附加2%,但总的附加率不应大于15%。本项目楼层≯4m,高度附加率不予考虑。
综上所述,建筑物或房间在室外供暖计算温度下,通过围护结构的总耗热量
Q1’,可用下式综合表示
Q1’= Q’1·J+ Q’1·x=(1+xg)∑αKF (tn-tw’)(1+xch+xf) W 式中 xch —— 朝向修正率,%;
xf —— 风力附加率,%, xf≥0 xg —— 高度附加率,0, 15%≥xg≥0
Q’1·J —— 基本耗热量
Q’1·x —— 附加(修正)耗热量 α —— 围护结构的温差修正系数。 K —— 围护结构的传热系数,W/m2·℃; F —— 围护结构的面积,m; tn —— 冬季室内计算温度,℃;
tw’ —— 供暖室外计算温度,℃;
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冷风渗透耗热量
在风力和热压造成的室内外压差作用下,室外的冷空气通过门、窗等缝隙渗入室内,被加热后逸出。把这部分冷空气从室外温度加热到室内温度所消耗的热量,称为冷风渗透耗热量Q2。
本设计用法计算冷风换气次数渗透耗热量——用于民用建筑的概算法 式中 Vn——房间的内部体积,m3;
nk——房间的换气次数,次/h,可按《供热工程》表1-8选用。 其它符号同前。
冷风侵入耗热量
在冬季受风压和热压作用下,冷空气由开启的外门侵入室内。把这部分冷空气加热到室内温度所消耗的热量称为冷风侵入耗热量。
冷风侵入耗热量,同样可按下式计算Q3’=0.278Vwcpρw(tn-tw’) W 式中
Vw——流入的冷空气量,m3/h;其它符号同前。
由于流入的冷空气量Vw不易确定,根据经验总结,冷风侵入耗热量可采用外门基本耗热量乘以《供热工程》表1-10的百分数的简便方法进行计算。亦即
Q3’=NQ’1·j·m W
式中 Q’1·j·m——外门的基本耗热量,W;
N——考虑冷风的外门附加率,按《供热工程》表1-10采用
地面散热量的计算