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1、本章的主要内容：本章的主要内容： 供暖系统的设计热负荷；供暖系统的设计热负荷； 围护结构的基本耗热量和附加耗热量的计算；围护结构的基本耗热量和附加耗热量的计算； 室内计算温度和室外设计温度的确定；室内计算温度和室外设计温度的确定； 围护结构的最小传热阻与经济传热阻的保证。围护结构的最小传热阻与经济传热阻的保证。本章的难点和重点：本章的难点和重点： 围护结构的基本耗热量和附加耗热量的计算围护结构的基本耗热量和附加耗热量的计算 围护结构的最小传热阻的计算和保证。围护结构的最小传热阻的计算和保证。第一章第一章 供暖系统的设计热负荷供暖系统的设计热负荷第一节第一节 供暖系统设计热负荷供暖系统设计热负荷
2、 供暖系统的热负荷供暖系统的热负荷是指某一是指某一室外温度室外温度tw下下,为了达到要求为了达到要求的室内温度的室内温度tn，供暖系统在单供暖系统在单位时间内向建筑物供给的热位时间内向建筑物供给的热量。它随着建筑物得失热量量。它随着建筑物得失热量的变化而变化。的变化而变化。 供暖系统的设计热负荷供暖系统的设计热负荷，是指在设计室外温度，是指在设计室外温度tw下，为达到要求的室内温度下，为达到要求的室内温度tn,系统在单位系统在单位时间内向建筑物供给的热量时间内向建筑物供给的热量Q。它是设计供暖。它是设计供暖系统的最基本依据。系统的最基本依据。建筑物或房间的得、失热量的确定建筑物或房间的得、失热
3、量的确定 失热量失热量有：有：1围护结构传热耗热量围护结构传热耗热量Q1；2加热出门、窗缝隙渗人室内的冷空气的耗热量加热出门、窗缝隙渗人室内的冷空气的耗热量Q2，称冷风渗透耗热量称冷风渗透耗热量，3加热由门、孔洞及相邻房间侵入的冷空气的耗热量加热由门、孔洞及相邻房间侵入的冷空气的耗热量Q3，称冷风侵入耗热量，称冷风侵入耗热量，4水分蒸发的耗热量水分蒸发的耗热量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。通风系统将空气从室内排到室外所带通风耗热量。通风系统将空气从室内排到室外所带走的热量走的热量Q6；得热量有得热量有： 7生产车间最
4、小负荷班的工艺设备散热量生产车间最小负荷班的工艺设备散热量Q 7；8非供暖通风系统的其它管道和热表面的散热非供暖通风系统的其它管道和热表面的散热量量Q8， 9热物料的散热量热物料的散热量Q 9；10太阳辐射进入室内的热量太阳辐射进入室内的热量Q10；此外，还会有通过其它途径散失或获得的热量此外，还会有通过其它途径散失或获得的热量Q11。 对没有装置机械通风系统的建筑物，对没有装置机械通风系统的建筑物，供暖系统的设计热负荷供暖系统的设计热负荷可用下式表示：可用下式表示： “”的上标符号均表示在的上标符号均表示在设计工况设计工况下的各下的各种参数种参数。12310shdQQQQQQQ=-=+- 在
5、工程设计中，供暖系统的设计热负荷，一般在工程设计中，供暖系统的设计热负荷，一般可分几部分进行计算。可分几部分进行计算。 Q=Q1.j+Q1.x+Q2+Q3 式中式中 Q1.j围护结构的基本耗热量围护结构的基本耗热量; Q1.x围护结构的附加围护结构的附加(修正修正)耗热量。耗热量。 围护结构的基本耗热量围护结构的基本耗热量是指在设计条件下，通是指在设计条件下，通过房间各部分围护结构（门、窗、墙、屋顶、地板过房间各部分围护结构（门、窗、墙、屋顶、地板等）从室内传到室外的等）从室内传到室外的稳定传热稳定传热量的总和。量的总和。 围护结构的附加围护结构的附加(修正修正)耗热量耗热量是指围护结构的是指
6、围护结构的传热状况发生变化传热状况发生变化而对基本耗热量进行修正的耗热而对基本耗热量进行修正的耗热量。附加量。附加(修正修正)耗热量包括风力附加、高度附加和耗热量包括风力附加、高度附加和朝向附加等耗热量。朝向附加等耗热量。 Q=Q1.j+Q1.x+Q2+Q3 式中式中前两项前两项表示通过围护结构的计算耗热表示通过围护结构的计算耗热量，量，后两项后两项表示室内通风换气所耗的热量。表示室内通风换气所耗的热量。 对具有供暖及通风系统的建筑对具有供暖及通风系统的建筑(如工业厂房如工业厂房和公共建筑等和公共建筑等)、供暖及通风系统的设计热负荷，、供暖及通风系统的设计热负荷，需要根据生产工艺设备使用或建筑
7、物的使用情需要根据生产工艺设备使用或建筑物的使用情况，通过得失热量的热平衡和通风的空气量平况，通过得失热量的热平衡和通风的空气量平衡综合考虑才能确定。这部分内容将在衡综合考虑才能确定。这部分内容将在“通风通风工程工程”课程中详细阐述。课程中详细阐述。第二节第二节 围护结构的基本耗热量围护结构的基本耗热量 在工程设计中，围护结构的基本耗热量是在工程设计中，围护结构的基本耗热量是按按一维稳定传热过程一维稳定传热过程进行计算的进行计算的 。 即假设在计算时间内，室内、外空气温度即假设在计算时间内，室内、外空气温度和其它传热过程参数都不随时间变化。和其它传热过程参数都不随时间变化。 实际上，室内散热实
8、际上，室内散热设备散热不稳定，室外设备散热不稳定，室外空气温度随季节和昼夜变化不断波动，这是一空气温度随季节和昼夜变化不断波动，这是一个个不稳定传热不稳定传热过程。过程。第二节第二节 围护结构的基本耗热量围护结构的基本耗热量 对室内温度容许有一定波动幅度的对室内温度容许有一定波动幅度的般般建筑物来说，采用稳定传热建筑物来说，采用稳定传热计算可以简化计计算可以简化计算方法并能基本满足要求。算方法并能基本满足要求。 但对于但对于室内温度要求严格室内温度要求严格，温度波动幅，温度波动幅度要求很小的建筑物或房间，就需采用度要求很小的建筑物或房间，就需采用不稳不稳定传热定传热原理进行围护结构耗热量计算，
9、详见原理进行围护结构耗热量计算，详见空气调节空气调节工程的书籍。工程的书籍。围护结构基本耗热量计算围护结构基本耗热量计算 qKF(tn- tw )a W （1-3）式中式中 K: 围护结构的传热系数，围护结构的传热系数，Wm2；F: 围护结构的而积，围护结构的而积，m2；tn: 冬季室内计算温度，冬季室内计算温度，tw : 供暖室外计算温度，供暖室外计算温度， a: 围护结构的温差修止系数。围护结构的温差修止系数。一、室内计算温度一、室内计算温度tn 室内计算温度室内计算温度是指距地面是指距地面2米以内人们活米以内人们活动地区的平均空气温度。动地区的平均空气温度。 室内空气温度的选室内空气温度
10、的选定，应满足人们生活和生产定，应满足人们生活和生产工艺的要求。工艺的要求。 生产要求的室温生产要求的室温,一般由工艺设计人员提出。一般由工艺设计人员提出。生活用房间的温度，主要决定于人体的生理热生活用房间的温度，主要决定于人体的生理热平衡。它和许多因素有关，如与房间的用途、平衡。它和许多因素有关，如与房间的用途、室内的潮湿状况和散热强度、劳动强度以及生室内的潮湿状况和散热强度、劳动强度以及生活习惯、生活水平等有关。活习惯、生活水平等有关。冬季室内温度标准 许多国家所规定的冬季室内温度标准，许多国家所规定的冬季室内温度标准，大致在大致在1622范围内。范围内。 根据国内有关卫生部门的研究结果认
11、为：根据国内有关卫生部门的研究结果认为：当人体衣着适宜，保暖量充分且处于安静状当人体衣着适宜，保暖量充分且处于安静状况时，室内温度况时，室内温度20比较舒适。比较舒适。18无冷感，无冷感，15是产生明显冷感的温度界限。是产生明显冷感的温度界限。采暖通风与空气调节设计规范采暖通风与空气调节设计规范(GBJl 9-87) 规定规定 设计集中供暖时，冬季室内计算温度，应根据建筑物的设计集中供暖时，冬季室内计算温度，应根据建筑物的用途，按下列规定采用：用途，按下列规定采用： 1民用建筑的主要房间民用建筑的主要房间,宜采用宜采用1620； 2生产厂房的工作地点生产厂房的工作地点 轻作业（能量消耗在轻作业
12、（能量消耗在140W的工种，如仪表、机械加工、印的工种，如仪表、机械加工、印刷、针织等）不应低于刷、针织等）不应低于15， 中作业（能量消耗在中作业（能量消耗在140220W的工种，如木工、钣金工、的工种，如木工、钣金工、焊接等）不应低于焊接等）不应低于12 , 重作业（能量消耗在重作业（能量消耗在220290W的工种，如人力运输、大型的工种，如人力运输、大型包装等）不应低于包装等）不应低于10； 3辅助建筑物及辅助用室辅助建筑物及辅助用室的冬季室内计算温度值，见附录的冬季室内计算温度值，见附录11。采暖通风与空气调节设计规范采暖通风与空气调节设计规范(GBJl 9-87) 规定规定 对于高度
13、较高的生产厂房，由于对流作用，对于高度较高的生产厂房，由于对流作用，上部空气温度必然高于工作地区温度，通过上部上部空气温度必然高于工作地区温度，通过上部围护结构的传热量增加。因此，当层高超过围护结构的传热量增加。因此，当层高超过4 m的建筑物或房间，冬季室内计算温度的建筑物或房间，冬季室内计算温度t n，应按下应按下列规定采用：列规定采用： (1)计算地面的耗热量时，应采用计算地面的耗热量时，应采用工作地点的温度，工作地点的温度，tg() (2)计算屋顶和天窗耗热量时，应采用计算屋顶和天窗耗热量时，应采用屋顶下的温屋顶下的温度，度，td() (3)计算门、窗和墙的耗热量时，应采用计算门、窗和墙
14、的耗热量时，应采用室内平均室内平均温度温度tp.j=(tg+td)/2()采暖通风与空气调节设计规范采暖通风与空气调节设计规范(GBJl 9-87) 规定规定 屋顶下的空气温度屋顶下的空气温度td受诸多因素影响，难以受诸多因素影响，难以用理论方法确定。最好是按已有类似厂房进行实用理论方法确定。最好是按已有类似厂房进行实测确定；或按经验数值，用温度梯度法确定测确定；或按经验数值，用温度梯度法确定 即即 tdtg+ (H-2) t 式中式中 H屋顶距地面的高度，屋顶距地面的高度，m t温度梯度，温度梯度，m。 对于散热量小于对于散热量小于23wm2的生产厂房，当其的生产厂房，当其温度梯度值不能确定
15、时，可用工作地点温度计算温度梯度值不能确定时，可用工作地点温度计算围护结构耗热量，但应按后面讲述的高度附加的围护结构耗热量，但应按后面讲述的高度附加的方法进行修正，增大计算耗热量。方法进行修正，增大计算耗热量。 二、供暖室外计算温度二、供暖室外计算温度tw 供暖室外计算温度的确定，对供暖系统设供暖室外计算温度的确定，对供暖系统设计有很关键性的影响。计有很关键性的影响。 如采用如采用过低的过低的tw值，使供暖系统的值，使供暖系统的造价造价增加增加；如采用值过高，则不能保证供暖效果。；如采用值过高，则不能保证供暖效果。 目前国内外选定供暖室外计算温度的方法，目前国内外选定供暖室外计算温度的方法，可
16、以归纳为两种：可以归纳为两种： 是根据围护结构的是根据围护结构的热惰性热惰性原理；原理； 另一种是根据另一种是根据不保证天数不保证天数的原则来确定。的原则来确定。我国供暖室外计算温度我国供暖室外计算温度值的确定原则值的确定原则 暖通规范暖通规范采用了采用了不保证天数方法不保证天数方法确定北确定北方城市的供暖室外计算温度值。规范规定；方城市的供暖室外计算温度值。规范规定；“供供暖室外计算温度，应采用暖室外计算温度，应采用历年平均不保证历年平均不保证5天天的的日平均温度日平均温度”。 对大多数城市来说，是指对大多数城市来说，是指1951一一1980年共年共30年的气象统计资料里。不得有多于年的气象
17、统计资料里。不得有多于150天的实际天的实际日平均温度低于所选定的室外计算温度值。日平均温度低于所选定的室外计算温度值。 我国北方一些城市的供暖室外计算温度值，我国北方一些城市的供暖室外计算温度值，详见详见暖通规范暖通规范附录。附录。 采用采用不保证天数不保证天数方法的原则方法的原则 人为允许有几天时间可以低于规定人为允许有几天时间可以低于规定的供暖室外计算温度值，亦即容许这几的供暖室外计算温度值，亦即容许这几天室内温度可能稍低于室内计算温度值。天室内温度可能稍低于室内计算温度值。 不保证天数根据各国规定不保证天数根据各国规定而有所不而有所不同，有规定同，有规定l天、天、3天、天、5天天等。等
18、。 三、温差修正系数三、温差修正系数a值值 温差修正系数温差修正系数a值：对供暖房间围护结构值：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不供暖房间或空间的场合场合(如图如图11)，通过该，通过该围护结构的传热量的计算采围护结构的传热量的计算采用了围护结构的用了围护结构的温差修正系数。温差修正系数。()()nwnhqaKF ttKF tt=-=- W (1-6) 式式中中 F供供暖暖房房间间所所计计算算的的围围护护结结构构表表面面积积，m2； K供供暖暖房房间间所所计计算算的的围围护护结结构构的的传传热热系系数数， 2W m
19、C nt 不不供供暖暖房房间间或或空空间间的的空空气气温温度度， ； a围围护护结结构构温温差差修修正正系系数数。 三、温差修正系数三、温差修正系数a值值P321P321附录附录1-21-2注意事项注意事项： 围护结构温差修正系数的大小，取决于非围护结构温差修正系数的大小，取决于非供暖房间或空间的保温性能和透气状况。供暖房间或空间的保温性能和透气状况。 对于保温性能差和易于室外空气流通的情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空气温度更接近于室况，不供暖房间或空间的空气温度更接近于室外空气温度，则外空气温度，则a值更接近于值更接近于1。 此外，如两个相邻房间的温差大于或等于
20、此外，如两个相邻房间的温差大于或等于5时，应计算通过隔墙或楼板的传热量时，应计算通过隔墙或楼板的传热量 。四、围护结构的传热系数四、围护结构的传热系数K值值1匀质多层材料匀质多层材料(平壁平壁)的传热系数的传热系数K值。值。 2由两种以上材料组成的、两向非匀质围由两种以上材料组成的、两向非匀质围护结构的传热系数值。护结构的传热系数值。 3空气间层传热系数空气间层传热系数K值。值。 1匀质多层材料匀质多层材料(平壁平壁)的传热系数的传热系数K值值传热系数传热系数K值可用下式计算值可用下式计算 K=1/R。=1/（1/n+i/i+1/wi/i+1/w） =1/(Rn+Rj+Rw)=1/(Rn+Rj
21、+Rw) 式中式中 R。一围护结构的传热阻，一围护结构的传热阻， m2W ； n, w w围护结构内表面、外围护结构内表面、外表表面的换热系数；面的换热系数； RnRn，RwRw围护结构内、外表面的传热阻，围护结构内、外表面的传热阻，m2W； ii一围护结构各层的厚度，一围护结构各层的厚度，m ii围护结构各层材料的导热系数，围护结构各层材料的导热系数，Wm； RjRj由单层或多层材料组成的围护结构各材料层的由单层或多层材料组成的围护结构各材料层的热阻。见热阻。见P12表表1-1、1-2、P322附录附录1-3、1-42两向非匀质围护结构的传热系数值两向非匀质围护结构的传热系数值 传统的实心砖
22、墙：传热系数值较高；传统的实心砖墙：传热系数值较高； 从节能角度出发，采用各种形式的空心砌块，从节能角度出发，采用各种形式的空心砌块，或填充保温材料的墙体等日益增多。或填充保温材料的墙体等日益增多。 这种墙体用于由两种以上材料组成的、非匀这种墙体用于由两种以上材料组成的、非匀质围护结构，属于质围护结构，属于两维传热过程两维传热过程，计算它的传热，计算它的传热系数时，通常来用近似计算方法或实验数据。系数时，通常来用近似计算方法或实验数据。下面介绍中国建筑科学研究院物理所推荐的方法下面介绍中国建筑科学研究院物理所推荐的方法3空气间层传热系数K值应用场合应用场合 严寒地区；严寒地区； 一些高级民用建
23、筑一些高级民用建筑 。常用的形式常用的形式 双层玻璃、复合墙体的空气间层等。双层玻璃、复合墙体的空气间层等。空气间层传热系数作用原理空气间层传热系数作用原理1. 间层中的空气导热系数比组成围护结构的其它材间层中的空气导热系数比组成围护结构的其它材料的导热系数小，料的导热系数小，增加了围护结构传热阻增加了围护结构传热阻。2.空气间层传热同样是辐射与对流换热的综合过程。空气间层传热同样是辐射与对流换热的综合过程。在间层壁面涂覆辐射系数小的反射材料，如铝箔在间层壁面涂覆辐射系数小的反射材料，如铝箔等，可以有效地增大空气间层的换热阻，等，可以有效地增大空气间层的换热阻，3.对流换热强度，与间层的厚度、
24、间层设置的方向对流换热强度，与间层的厚度、间层设置的方向和形状、以及密封性等因素有关和形状、以及密封性等因素有关。当厚度相同。当厚度相同时热流朝下的空气间层热阻最大，竖壁次之，时热流朝下的空气间层热阻最大，竖壁次之，而热流朝上的空气间层热阻最小。而热流朝上的空气间层热阻最小。4.同时，在达到一定厚度后，反而易于对流换热，同时，在达到一定厚度后，反而易于对流换热，热阻的大小几乎不随厚度增加而变化了。热阻的大小几乎不随厚度增加而变化了。室内地面的传热系数室内地面的传热系数随着离外墙的远近的变化随着离外墙的远近的变化 在冬季，室内热量通过靠近外墙地面传在冬季，室内热量通过靠近外墙地面传到室外的路程较
25、短，热阻到室外的路程较短，热阻较小；较小； 而通过远离外墙地面传到室外的路径较而通过远离外墙地面传到室外的路径较长，热阻增大；长，热阻增大； 在离外墙约在离外墙约8米以远的地面，传热量基本米以远的地面，传热量基本不变。不变。 所以，工程上一般采用近似方法计算。所以，工程上一般采用近似方法计算。4地面的传热系数地面的传热系数 地面的传热系数地面的传热系数的近似计算方法的近似计算方法(1)贴土非保温地面贴土非保温地面(组成地面的各层材料导组成地面的各层材料导热系数都大于热系数都大于1.16Wm) 见表见表1-5；(2)贴土保温地面贴土保温地面(组成地面的各层材料中，组成地面的各层材料中，有导热系数
26、小于有导热系数小于116wm的保的保温温层层) ，其热阻等于，其热阻等于非保温地面的换热阻非保温地面的换热阻加保温层的热阻；加保温层的热阻；(3)铺设在地垄墙上的保温地面铺设在地垄墙上的保温地面 贴土非保温地面贴土非保温地面 第一地带靠近墙角的第一地带靠近墙角的地面面积地面面积(图图1-4的阴影部的阴影部分分)需要计算两次。需要计算两次。 工程计算中，也有采工程计算中，也有采用对整个建筑物或房间地用对整个建筑物或房间地面以平均传热系数进行计面以平均传热系数进行计算的简易方法，可详见算的简易方法，可详见供暖通风设计手册供暖通风设计手册五、围护结构传热面积的丈量五、围护结构传热面积的丈量 不同围护
27、结构传热面积的丈量方法按图不同围护结构传热面积的丈量方法按图15的规定的规定计算。计算。 外墙面积的丈量外墙面积的丈量：高度从本层地面算到上层的地面：高度从本层地面算到上层的地面(底层除外，见图底层除外，见图15所示所示)。 对平屋顶的建筑物，最顶层的丈量是从最顶层的地对平屋顶的建筑物，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；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。而对有闷顶的斜屋面，算到闷顶内的保温层表面。 平面尺寸平面尺寸 应按建筑物外廓尺寸计算；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。两相邻房间以内墙中线为分界线。 门、窗的面积
28、门、窗的面积按外墙外面上的净空尺寸计算。按外墙外面上的净空尺寸计算。 闷顶和地面的面积闷顶和地面的面积，应按建筑物，应按建筑物外墙以内的内廓外墙以内的内廓尺寸尺寸计算。对平屋顶，顶棚面积按建筑物轮廓尺计算。对平屋顶，顶棚面积按建筑物轮廓尺寸计算。寸计算。 地下室面积的丈量地下室面积的丈量，位于室外地面以下的外墙，其，位于室外地面以下的外墙，其耗热量计算方法与地面的计算相同，但传热地带耗热量计算方法与地面的计算相同，但传热地带的划分，应从室外地面相平的墙面算起，以及把的划分，应从室外地面相平的墙面算起，以及把地下室外墙在室外地面以下的部分，看作是地下地下室外墙在室外地面以下的部分，看作是地下室地
29、面的延伸。室地面的延伸。五、围护结构传热面积的丈量五、围护结构传热面积的丈量第三节第三节 围护结构的附加围护结构的附加(修正修正)耗热量耗热量 围护结构的基本耗热量，是在稳定条件下，围护结构的基本耗热量，是在稳定条件下，按公式按公式(14)计算得出的。计算得出的。 实际耗热量实际耗热量会受到气象条件以及建筑物情况等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，各种因素影响而有所增减。由于这些因素影响，需要对围护结构基本能热量进行修正。需要对围护结构基本能热量进行修正。 围护结构的围护结构的附加耗热量附加耗热量有：朝向修正耗热量、有：朝向修正耗热量、风力附加耗热量、高度
30、附加耗热量风力附加耗热量、高度附加耗热量一、朝向修正耗热量一、朝向修正耗热量 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：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。围护结构基本耗热量的修正。 计算方法：计算方法：需要修正的耗热量等于需要修正的耗热量等于垂直的外围护结构垂直的外围护结构(门、窗、外墙及用顶的垂直部分门、窗、外墙及用顶的垂直部分)的基本耗热量乘以相的基本耗热量乘以相应的朝向修正率。应的朝向修正率。 暖通规范暖通规范规定：宜按下列规定的数值选用不同朝向规定：宜按下列规定的数值选用不同朝向的修正率：的修正率： 北、东北、西北北、东北、西北 010； 东南
31、、西南东南、西南 -10一一-15； 东、西东、西 -5% ； 南南-15一一-30。 选用上面朝向修正率时，应考虑当地冬季日照率、选用上面朝向修正率时，应考虑当地冬季日照率、建筑物使用和被遮挡等情况。建筑物使用和被遮挡等情况。 对于冬季日照率小于对于冬季日照率小于35的地区，东南、西南和的地区，东南、西南和南向修正率，宜采用南向修正率，宜采用10一一0，东、西向可不修正。，东、西向可不修正。二、风力附加耗热量二、风力附加耗热量 风力附加耗热量是考虑室外风速变化而对围护风力附加耗热量是考虑室外风速变化而对围护结构基本耗热量的修正。计算基本耗热量时，外表结构基本耗热量的修正。计算基本耗热量时，外
32、表面换热系数是对应风速为面换热系数是对应风速为4 4米每秒的计算值。米每秒的计算值。 计算方法：计算方法：1)在一般情况下，不必考虑风力附加。在一般情况下，不必考虑风力附加。2)只对建在不避风的高地、河边、海岸、旷只对建在不避风的高地、河边、海岸、旷 野上的野上的建筑物，以及城镇、厂区内特别突出的建筑物，才建筑物，以及城镇、厂区内特别突出的建筑物，才考虑考虑垂直外围结构垂直外围结构附加附加5一一10。三、高度附加耗热量三、高度附加耗热量 高度附加耗热量是考虑房屋高度对围护结构耗高度附加耗热量是考虑房屋高度对围护结构耗热量的影响而附加的耗热量。热量的影响而附加的耗热量。 计算方法：计算方法： 暖
33、通规范暖通规范规定：规定：1)民用建筑筑和工业辅助建筑物民用建筑筑和工业辅助建筑物(楼梯间除外楼梯间除外)的高度的高度附加率，当房间高度附加率，当房间高度大于大于4m时，时，高出高出1m应附加应附加2，但总的附加率不应大于但总的附加率不应大于15。2)应注意；高度附加率，应注意；高度附加率，应附加于房间各围护结构基应附加于房间各围护结构基本耗热量和其它附加本耗热量和其它附加(修正修正)耗热量的总和上耗热量的总和上。通过围护结构的总耗热量通过围护结构的总耗热量 建筑物或房间在室外供暖计算温度下，通过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，可用下式综合表示围护结构的总耗热量，可用
34、下式综合表示 ： Q1 Q1.j + Q1.x (1+xg)KF(tn-tw )a(1+xch+xf) 式中式中xch朝向修正率，；朝向修正率，； xf一风力附加率，一风力附加率，xf0； xg一高度附加率，一高度附加率，15%xg00。 其它符号同前。其它符号同前。 第四节第四节 围护结构的最小传热阻与经济传热阻围护结构的最小传热阻与经济传热阻 运用最小传热阻与经济传热阻的意义：运用最小传热阻与经济传热阻的意义： 在供暖期间，围护结构应满足使用要求、卫在供暖期间，围护结构应满足使用要求、卫生要求和经济要求，这就需要利用生要求和经济要求，这就需要利用“围护结构最围护结构最小传热阻小传热阻”或或
35、“经济传热阻经济传热阻”的概念。的概念。 确定围护结构传热阻时，确定围护结构传热阻时，围护结构内表面温围护结构内表面温度是一个最主要的约束条件度是一个最主要的约束条件。 除浴室等相对湿度很高的房间外，围护结构内除浴室等相对湿度很高的房间外，围护结构内表面温度值应满足表面温度值应满足内表面不结露内表面不结露的要求。内表面的要求。内表面结露，可导致耗热量增大和使围护结构易于损坏。结露，可导致耗热量增大和使围护结构易于损坏。 室内空气温度与围护结构内表面温度的温度差室内空气温度与围护结构内表面温度的温度差还要满足卫生要求。当内表面温度过低，人体向还要满足卫生要求。当内表面温度过低，人体向外辐射热过多
36、，会产生不舒适感。根据上述要求外辐射热过多，会产生不舒适感。根据上述要求而确定的外围护结构传热阻，称为而确定的外围护结构传热阻，称为最小传热阻最小传热阻。围护结构的最小传热阻的确定围护结构的最小传热阻的确定工程设计中，规定了在不同类型建筑物内，冬季室内工程设计中，规定了在不同类型建筑物内，冬季室内计算温度与外围护结构内表面的允许温度差值。计算温度与外围护结构内表面的允许温度差值。 R。min=（a(tn-tw.e)/ ty ）Rn m2 / W 式中式中 R。 min 维护结构的最小传热阻维护结构的最小传热阻m2 / W ty 供暖室内计算温度与围护结构内表面温供暖室内计算温度与围护结构内表面
37、温度的允许温差，度的允许温差，；按附录；按附录1-5选用选用 tw.e 冬季围护结构室外计算温度冬季围护结构室外计算温度 冬季围护结构室外计算温度冬季围护结构室外计算温度tw.e，按围护结构按围护结构热惰性指标热惰性指标D值值分成四个等级来确定分成四个等级来确定(见表见表l6)。 当采用当采用D6的围护结构的围护结构(所谓重质墙所谓重质墙)时，采时，采用供暖室外计算温度用供暖室外计算温度tw作为校验围护结构最小作为校验围护结构最小传热阻的冬季室外计算温度。当采用传热阻的冬季室外计算温度。当采用D6的中型的中型和轻型围护结构时，为了能保证与重质墙围护结和轻型围护结构时，为了能保证与重质墙围护结构
38、相当的内表面温度波动幅度，就得采用比供暖构相当的内表面温度波动幅度，就得采用比供暖室外计算温度更低的温度，作为检验轻型或中型室外计算温度更低的温度，作为检验轻型或中型围护结构最小传热阻的冬季空外计算温度，亦即围护结构最小传热阻的冬季空外计算温度，亦即要求更大要求更大些的围护给构最小传热阻值。些的围护给构最小传热阻值。冬季围护结构室外计算温度冬季围护结构室外计算温度tw.e的确定的确定 例题例题1-1 哈尔滨市哈尔滨市住宅建筑，外墙为住宅建筑，外墙为2砖墙，砖墙，内抹灰内抹灰(20m m)。试计算其传热系数值，并与试计算其传热系数值，并与应采用的最小传热阻相对比。应采用的最小传热阻相对比。 解解
39、 ： 1哈尔滨市供暖室外计算温度：哈尔滨市供暖室外计算温度：tw=-26。由。由附录附录12查出，查出， 砖墙的导热系数砖墙的导热系数0.81Wm， 内表面抹灰砂浆的导热系数内表面抹灰砂浆的导热系数087Wm。 根据公式根据公式(1-8)、表、表(1-1)和表和表(1-2)，得，得R。=1/n+i/i+1/wi/i+1/w = 1/8.7+0.49/0.81+0.02/0.87+1/23/0.81+0.02/0.87+1/23 =0.786 m2WK=1/R。=1.27 Wm2 通过计算可见，该外墙围护结构的通过计算可见，该外墙围护结构的实际传热阻实际传热阻R。小于最小传热阻小于最小传热阻R。
40、min 值值。不满足。不满足暖通规范暖通规范规规定，故外墙应加厚到两砖半定，故外墙应加厚到两砖半(620mm)，或采用保温墙或采用保温墙体结构型式。体结构型式。 民用建筑节能设计标准民用建筑节能设计标准 在一个规定年限内，使建筑物的建造费用和经在一个规定年限内，使建筑物的建造费用和经营费用之和最小的围护结构传热阻，称为围护结构营费用之和最小的围护结构传热阻，称为围护结构的的经济传热阻经济传热阻。 由于按经济传热阻确定围护结构，需要增加许由于按经济传热阻确定围护结构，需要增加许多基建投资。目前我国尚难立刻实现。多基建投资。目前我国尚难立刻实现。 为了节约能源和逐步加强围护结构保温措施，为了节约能
41、源和逐步加强围护结构保温措施，建设部建设部1986年制订了年制订了民用建筑节能设计标准民用建筑节能设计标准(采采暖居住建筑部分暖居住建筑部分)。标准中规定了不同地区供暖居住标准中规定了不同地区供暖居住建筑围护结构平均传热系数的最大值和一些具体要建筑围护结构平均传热系数的最大值和一些具体要求求，从总体控制供暖的能耗，从总体控制供暖的能耗。第五节第五节 冷风渗透耗热量冷风渗透耗热量 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出。把
42、这部分冷空气从室外温度加热到室内温度所消耗的热量，称为消耗的热量，称为冷风渗透耗热量冷风渗透耗热量 Q2。 冷风渗透耗热量，在设计热负荷中占有不小的冷风渗透耗热量，在设计热负荷中占有不小的份额。份额。影响冷风渗透耗热量的因素影响冷风渗透耗热量的因素 影响冷风渗透耗热量的因素有门窗构影响冷风渗透耗热量的因素有门窗构造、门窗朝问、室外风向和风速、室内外造、门窗朝问、室外风向和风速、室内外空气温差、建筑物高低以及建筑物内部通空气温差、建筑物高低以及建筑物内部通道状况等。道状况等。 总的来说，对于总的来说，对于多层多层(六层及六居以下六层及六居以下)的建筑物的建筑物，由于房屋高度不高，在工程设，由于房
43、屋高度不高，在工程设计中，冷风渗透耗热量主要考虑计中，冷风渗透耗热量主要考虑风压风压的作的作用，可忽略热压的影响。对于用，可忽略热压的影响。对于高层建筑，高层建筑，应考虑风压和热压的综合作用应考虑风压和热压的综合作用。 计算冷风渗透耗热量的常用方法计算冷风渗透耗热量的常用方法 缝隙法缝隙法：对多层建筑，可通过计算不同朝向对多层建筑，可通过计算不同朝向的门、窗缝隙长度以及从每来长缝隙渗入的的门、窗缝隙长度以及从每来长缝隙渗入的冷空气量，确定其冷风渗透耗热量。这种方冷空气量，确定其冷风渗透耗热量。这种方法称为缝隙法。法称为缝隙法。 每米长缝隙渗入的空气量每米长缝隙渗入的空气量L 的确定：可的确定：
44、可采用表采用表17的实验数据。的实验数据。 换气次数法换气次数法 百分数法百分数法 经门、窗缝隙渗入室内的总空气量经门、窗缝隙渗入室内的总空气量 VL* l* n m3h (119) 式中式中 L： 每米门、窗缝隙渗入室内的空气量，每米门、窗缝隙渗入室内的空气量，按当地冬季室外平均风速，采用表按当地冬季室外平均风速，采用表17的数据，的数据，m3h m l ： 门、窗缝隙的计算长度，门、窗缝隙的计算长度，m n： 渗透空气量的朝向修正系数。渗透空气量的朝向修正系数。门、窗缝隙的计算长度门、窗缝隙的计算长度当房间仅有当房间仅有一面或相邻两面外墙一面或相邻两面外墙时，时，全部计入全部计入其门、其门
45、、窗可开启部分的缝隙长度；窗可开启部分的缝隙长度；当房间有当房间有相对两面外墙相对两面外墙时，时，仅计入风量较大一面仅计入风量较大一面的缝的缝隙；隙；当房间有当房间有三面外墙三面外墙时，仅计入时，仅计入风量较大的两面风量较大的两面的缝隙。的缝隙。冷风渗透耗热景冷风渗透耗热景Q2Q2 0278 V W Wcp (tn- tw ) w (1-20)式中式中 V： 经门、窗缝隙渗入室内的总空气量经门、窗缝隙渗入室内的总空气量m3h W W： 供暖室外计算温度下的空气密度，供暖室外计算温度下的空气密度，kgm3 cp： 冷空气的定压比热，冷空气的定压比热，c1kJkg， 0.278： 单位换算系数，单
46、位换算系数，1kJh=0278W二、用二、用换气次数法换气次数法计算冷风渗透耗热量计算冷风渗透耗热量 用于用于民用建筑民用建筑的概算法的概算法 在工程设计中，也有按房间换气次数来估算该在工程设计中，也有按房间换气次数来估算该房间的冷风渗透耗热量。房间的冷风渗透耗热量。 Q2 =0.278nkVncpW W (tn-tw ) w （1-21） 式中式中 Vn：房间的内部体积，房间的内部体积，m3； nk：房间的换气次数，次房间的换气次数，次h，可按表可按表18选用。选用。 其它符号同前。其它符号同前。三、用三、用百分数法百分数法计算冷风渗透耗热量计算冷风渗透耗热量用于用于工业建筑工业建筑的概算法的概算法 由于工业建筑房屋较高，室内外温由于工业建筑房屋较高，室内外温差产生的热压较大，冷风渗透量可根据差产生的热压较大，冷风渗透量可根据建筑物的高度及玻璃窗的层数，按表建筑物的高度及玻璃窗的层数，按表19列出的百分数进行估算。列出的百分数进行估算。