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1、供热工程第一章供暖系统的设计热负荷第1页，本讲稿共50页第一节第一节 供暖系统设计热负荷供暖系统设计热负荷 供供暖暖系系统统的的热热负负荷荷是是指指某某一一室室外外温温度度tw下下,为为了了达达到到要要求求的的室室内内温温度度tn，供供暖暖系系统统在在单单位位时时间间内内向向建建筑筑物物供供给给的的热热量量。它它随随着着建建筑筑物物得得失失热热量量的变化而变化。的变化而变化。供供暖暖系系统统的的设设计计热热负负荷荷，是是指指在在设设计计室室外外温温度度tw下下，为为达达到到要要求求的的室室内内温温度度tn,系系统统在在单单位位时时间间内内向向建建筑筑物供给的热量物供给的热量Q。它是设计供暖系统
2、的最基本依据。它是设计供暖系统的最基本依据。第2页，本讲稿共50页建筑物或房间的得、失热量的确定建筑物或房间的得、失热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加加热热出出门门、窗窗缝缝隙隙渗渗人人室室内内的的冷冷空空气气的的耗耗热热量量Q2，称称冷冷风渗透耗热量风渗透耗热量，3加加热热由由门门、孔孔洞洞及及相相邻邻房房间间侵侵入入的的冷冷空空气气的的耗耗热热量量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通通风风耗耗热热量量。通通风风
3、系系统统将将空空气气从从室室内内排排到到室室外外所所带带走走的的热热量量Q6；第3页，本讲稿共50页得热量有得热量有：7生产车间最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非非供供暖暖通通风风系系统统的的其其它它管管道道和和热热表表面面的的散散热热量量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；此此外外，还还会会有有通通过过其其它它途途径径散散失失或或获获得得的的热热量量Q11。第4页，本讲稿共50页 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，供暖供暖系统的设计热负荷系统的设计热负荷可用下式
4、表示：可用下式表示：“”的的上上标标符符号号均均表表示示在在设设计计工工况况下下的的各各种种参参数数。第5页，本讲稿共50页 在在工工程程设设计计中中，供供暖暖系系统统的的设设计计热热负负荷荷，一一般般可可分分几几部部分进行计算。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，通过房是指在设计条件下，通过房间各部分围护结构（门、窗、墙、屋顶、地板等）从室间各部分围护结构（门、窗、墙、屋顶、地板等）从室内传到室外的内
5、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围护结构的传热状传热状况发生变化况发生变化而对基本耗热量进行修正的耗热量。附加而对基本耗热量进行修正的耗热量。附加(修正修正)耗热量包括风力附加、高度附加和朝向附加等耗耗热量包括风力附加、高度附加和朝向附加等耗热量。热量。第6页，本讲稿共50页 Q=Q1.j+Q1.x+Q2+Q3 式式中中前前两两项项表表示示通通过过围围护护结结构构的的计计算算耗耗热热量量，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。对对具具有有供供暖暖及及通通风风系系统统的的建建筑筑(如
6、如工工业业厂厂房房和和公公共共建建筑筑等等)、供供暖暖及及通通风风系系统统的的设设计计热热负负荷荷，需需要要根根据据生生产产工工艺艺设设备备使使用用或或建建筑筑物物的的使使用用情情况况，通通过过得得失失热热量量的的热热平平衡衡和和通通风风的的空空气气量量平平衡衡综综合合考考虑虑才才能能确确定定。这这部部分分内内容容将将在在“通通风风工工程程”课课程程中详细阐述。中详细阐述。第7页，本讲稿共50页第二节第二节 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按在工程设计中，围护结构的基本耗热量是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。即即假假设设在在
7、计计算算时时间间内内，室室内内、外外空空气气温温度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8页，本讲稿共50页第二节第二节 围护结构的基本耗热量围护结构的基本耗热量 对对室室内内温温度度容容许许有有一一定定波波动动幅幅度度的的般般建建筑筑物物来来说说，采采用用稳稳定定传传热热计计算算可可以以简简化化计计算方法并能基本满足要求。算方法并能基本满足要求。但但对对于于室室内内温温度度
8、要要求求严严格格，温温度度波波动动幅幅度度要要求求很很小小的的建建筑筑物物或或房房间间，就就需需采采用用不不稳稳定定传传热热原原理理进进行行围围护护结结构构耗耗热热量量计计算算，详详见见空气调节空气调节工程的书籍。工程的书籍。第9页，本讲稿共50页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。第10页，本讲稿共50页
9、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。室室内内空空气气温温度度的的选选定定，应应满满足足人人们们生生活活和和生生产产工艺的要求。工艺的要求。n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。n生生活活用用房房间间的的温温度度，主主要要决决定定于于人人体体的的生生理理热热平平衡衡。它它和和许许多多因因素素有有关关，如如与与房房间间的的用用途途、室室内内的的潮潮湿湿状状况况和和散散热热强强度度、劳劳动动强强度度以以及及生生活习惯、生活水平等有关。活习惯、生
10、活水平等有关。第11页，本讲稿共50页冬季室内温度标准 许许多多国国家家所所规规定定的的冬冬季季室室内内温温度度标标准准，大致在大致在1622范围内。范围内。根根据据国国内内有有关关卫卫生生部部门门的的研研究究结结果果认认为为：当当人人体体衣衣着着适适宜宜，保保暖暖量量充充分分且且处处于于安安静静状状况况时时，室室内内温温度度20比比较较舒舒适适。18无无冷冷感感，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。第12页，本讲稿共50页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 设设计计集集中中供供暖暖时时，冬冬季季室室内内计计算算温温度度，应应
11、根根据据建建筑筑物物的的用用途途，按下列规定采用：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 轻轻作作业业（能能量量消消耗耗在在140W的的工工种种，如如仪仪表表、机机械械加加工工、印印刷刷、针针织织等等）不应低于不应低于15，中中作作业业（能能量量消消耗耗在在140220W的的工工种种，如如木木工工、钣钣金金工工、焊焊接接等）不应低于等）不应低于12,重重作作业业（能能量量消消耗耗在在220290W的的工工种种，如如人人力力运运输输、大大型型包包装装等等）不应低于不应低于10；3辅助建筑物及辅助用室辅助建筑物及辅助用室
12、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。第13页，本讲稿共50页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 对对于于高高度度较较高高的的生生产产厂厂房房，由由于于对对流流作作用用，上上部部空空气气温温度度必必然然高高于于工工作作地地区区温温度度，通通过过上上部部围围护护结结构构的的传传热热量量增增加加。因因此此，当当层层高高超超过过4 m的的建建筑筑物物或房间，冬季室内计算温度或房间，冬季室内计算温度t n，应按下列规定采用：，应按下列规定采用：(1)计计算算地地面面的的耗耗热热量量时时，应应采采用用工工作作地地点点的的温温度度，t
13、g()(2)计计算算屋屋顶顶和和天天窗窗耗耗热热量量时时，应应采采用用屋屋顶顶下下的的温温度度，td()(3)计计算算门门、窗窗和和墙墙的的耗耗热热量量时时，应应采采用用室室内内平平均均温温度度tp.j=(tg+td)/2()第14页，本讲稿共50页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 屋屋顶顶下下的的空空气气温温度度td受受诸诸多多因因素素影影响响，难难以以用用理理论论方方法法确确定定。最最好好是是按按已已有有类类似似厂厂房房进进行行实实测测确确定定；或按经验数值，用温度梯度法确定或按经验数值，用温度梯度法确定 即即 tdtg+(H-2)t 式中
14、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，当其温度的生产厂房，当其温度梯度值不能确定时，可用工作地点温度计算围护结构梯度值不能确定时，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方法进行修正，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。增大计算耗热量。第15页，本讲稿共50页二、供暖室外计算温度二、供暖室外计算温度tw 供供暖暖室室外外计计算算温温度度的的确确定定，对对供供暖暖系系统统设设计有很关键性的影响。计有很关键性的影响。如如采采用用过过低低的的tw值值，使使供供暖暖系
15、系统统的的造造价价增增加加；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。目目前前国国内内外外选选定定供供暖暖室室外外计计算算温温度度的的方方法法，可以归纳为两种：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。第16页，本讲稿共50页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 暖暖通通规规范范采采用用了了不不保保证证天天数数方方法法确确定定北北方方城城市市的的供供暖暖室室外外计计算算温温度度值值。规规范范规规定定；“供供暖暖室室外外计计算算温度，应采用
16、温度，应采用历年平均不保证历年平均不保证5天天的日平均温度的日平均温度”。对对大大多多数数城城市市来来说说，是是指指1951一一1980年年共共30年年的的气气象象统统计计资资料料里里。不不得得有有多多于于150天天的的实实际际日日平平均均温温度低于所选定的室外计算温度值。度低于所选定的室外计算温度值。我我国国北北方方一一些些城城市市的的供供暖暖室室外外计计算算温温度度值值，详详见见暖暖通规范通规范附录。附录。第17页，本讲稿共50页采用采用不保证天数不保证天数方法的原则方法的原则 人人为为允允许许有有几几天天时时间间可可以以低低于于规规定定的的供供暖暖室室外外计计算算温温度度值值，亦亦即即容
17、容许许这这几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。不不保保证证天天数数根根据据各各国国规规定定而而有有所所不不同，有规定同，有规定l天、天、3天、天、5天天等。等。第18页，本讲稿共50页三、温差修正系数三、温差修正系数a值值 温温差差修修正正系系数数a值值：对对供供暖暖房房间间围围护护结结构构外外侧侧不不是是与与室室外外空空气气直直接接接接触触，而而中中间间隔隔着着不不供供暖暖房房间间或或空空间间的的场场合合(如如图图11)，通通过过该该围围护护结结构构的的传传热热量量的的计计算算采采用用了了围围护护结结构构的的温温差差修修正正系数。系数。第19页，本讲稿
18、共50页三、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：围围护护结结构构温温差差修修正正系系数数的的大大小小，取取决决于于非非供供暖暖房房间或空间的保温性能和透气状况。间或空间的保温性能和透气状况。对对于于保保温温性性能能差差和和易易于于室室外外空空气气流流通通的的情情况况，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更更接接近近于于室室外外空空气气温温度度，则则a值更接近于值更接近于1。此此外外，如如两两个个相相邻邻房房间间的的温温差差大大于于或或等等于于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。第20页，本讲稿共
19、50页四、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。第21页，本讲稿共50页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+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
20、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 i i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由由单单层层或或多多层层材材料料组组成成的的围围护护结结构构各各材材料料层层的的热热阻阻。见见P12表表1-1、1-2、P322附录附录1-3、1-4第22页，本讲稿共50页2两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 传统的实心砖墙：传热系数值较高；传统的实心砖墙：传热系数值较高；从从节节能能角角度度出
21、出发发，采采用用各各种种形形式式的的空空心心砌砌块块，或或填填充充保温材料的墙体等日益增多。保温材料的墙体等日益增多。这这种种墙墙体体用用于于由由两两种种以以上上材材料料组组成成的的、非非匀匀质质围围护护结结构构，属属于于两两维维传传热热过过程程，计计算算它它的的传传热热系系数数时时，通通常来用近似计算方法或实验数据。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第23页，本讲稿共50页第24页，本讲稿共50页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；一些高级民用建筑一些高级民用建筑。常用的形式常用的形式 双
22、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。第25页，本讲稿共50页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.间间层层中中的的空空气气导导热热系系数数比比组组成成围围护护结结构构的的其其它它材材料料的的导导热系数小，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.空空气气间间层层传传热热同同样样是是辐辐射射与与对对流流换换热热的的综综合合过过程程。在在间间层层壁壁面面涂涂覆覆辐辐射射系系数数小小的的反反射射材材料料，如如铝铝箔箔等等，可可以以有有效效地地增大空气间层的换热阻，增大空气间层的换热阻，3.对对流流换换热热强强度度，与与间间层层的的厚厚度度、间间层
23、层设设置置的的方方向向和和形形状状、以以及及密密封封性性等等因因素素有有关关。当当厚厚度度相相同同时时热热流流朝朝下下的的空空气气间间层层热热阻阻最最大大，竖竖壁壁次次之之，而而热热流流朝朝上上的的空空气气间间层热阻最小。层热阻最小。4.同同时时，在在达达到到一一定定厚厚度度后后，反反而而易易于于对对流流换换热热，热热阻阻的的大小几乎不随厚度增加而变化了。大小几乎不随厚度增加而变化了。第26页，本讲稿共50页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 在在冬冬季季，室室内内热热量量通通过过靠靠近近外外墙墙地地面面传传到室外的路程较短，热阻到室外的路程较短，
24、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第27页，本讲稿共50页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)贴贴土土保保温温地地面面(组组成成地地面面的的各各层层材材料料中中，有有导导热热系系数数小小
25、于于116wm的的保保温温层层)，其其热热阻阻等等于于非非保保温温地地面面的的换换热热阻阻加保温层的热阻；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 第28页，本讲稿共50页贴土非保温地面贴土非保温地面 第第一一地地带带靠靠近近墙墙角角的的地地面面面面积积(图图1-4的的阴阴影影部部分分)需要计算两次。需要计算两次。工工程程计计算算中中，也也有有采采用用对对整整个个建建筑筑物物或或房房间间地地面面以以平平均均传传热热系系数数进进行行计计算算的的简简易易方方法法，可可详详见见供暖通风设计手册供暖通风设计手册第29页，本讲稿共50页五、围护结构传热面积的丈量五、围护结构
26、传热面积的丈量 不不同同围围护护结结构构传传热热面面积积的的丈丈量量方方法法按按图图15的的规规定定计计算。算。外外墙墙面面积积的的丈丈量量：高高度度从从本本层层地地面面算算到到上上层层的的地地面面(底底层层除除外，见图外，见图15所示所示)。对对平平屋屋顶顶的的建建筑筑物物，最最顶顶层层的的丈丈量量是是从从最最顶顶层层的的地地面面到到平平屋顶的外表面的高度；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。第3
27、0页，本讲稿共50页门、窗的面积门、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。闷闷顶顶和和地地面面的的面面积积，应应按按建建筑筑物物外外墙墙以以内内的的内内廓廓尺尺寸寸计算。对平屋顶，顶棚面积按建筑物轮廓尺寸计算。计算。对平屋顶，顶棚面积按建筑物轮廓尺寸计算。地地下下室室面面积积的的丈丈量量，位位于于室室外外地地面面以以下下的的外外墙墙，其其耗耗热热量量计计算算方方法法与与地地面面的的计计算算相相同同，但但传传热热地地带带的的划划分分，应应从从室室外外地地面面相相平平的的墙墙面面算算起起，以以及及把把地地下下室室外外墙墙在在室室外外地地面面以以下下的的部部分分，看看作作是
28、是地地下下室室地地面面的的延伸。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31页，本讲稿共50页第三节第三节 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，按公式围护结构的基本耗热量，是在稳定条件下，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各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。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、风力有
29、：朝向修正耗热量、风力附加耗热量、高度附加耗热量附加耗热量、高度附加耗热量第32页，本讲稿共50页一、朝向修正耗热量一、朝向修正耗热量 朝朝向向修修正正耗耗热热量量：是是考考虑虑建建筑筑物物受受太太阳阳照照射射影影响响而而对对围围护护结构基本耗热量的修正。结构基本耗热量的修正。计计算算方方法法：需需要要修修正正的的耗耗热热量量等等于于垂垂直直的的外外围围护护结结构构(门门、窗窗、外墙及用顶的垂直部分外墙及用顶的垂直部分)的基本耗热量乘以相应的朝向修正率。的基本耗热量乘以相应的朝向修正率。暖暖通通规规范范规规定定：宜宜按按下下列列规规定定的的数数值值选选用用不不同同朝朝向向的的修修正率：正率：北
30、、东北、西北北、东北、西北 010；东南、西南东南、西南 -10一一-15；东、西东、西 -5%；南南-15一一-30。选选用用上上面面朝朝向向修修正正率率时时，应应考考虑虑当当地地冬冬季季日日照照率率、建筑物使用和被遮挡等情况。建筑物使用和被遮挡等情况。对对于于冬冬季季日日照照率率小小于于35的的地地区区，东东南南、西西南南和和南南向向修修正率，宜采用正率，宜采用10一一0，东、西向可不修正。，东、西向可不修正。第33页，本讲稿共50页二、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结构基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
31、时，外表面换热系数本耗热量的修正。计算基本耗热量时，外表面换热系数是对应风速为是对应风速为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 野上的建野上的建筑物，以及城镇、厂区内特别突出的建筑物，才考筑物，以及城镇、厂区内特别突出的建筑物，才考虑虑垂直外围结构垂直外围结构附加附加5一一10。第34页，本讲稿共50页三、高度附加耗热量三、高度附加耗热量 高高度度附附加加耗耗热热量量是是考考虑虑房房屋屋高高度度对对围围护护结结构构耗耗热热量量的的
32、影响而附加的耗热量。影响而附加的耗热量。计算方法：计算方法：暖通规范暖通规范规定：规定：1)民民用用建建筑筑筑筑和和工工业业辅辅助助建建筑筑物物(楼楼梯梯间间除除外外)的的高高度度附附加加率率，当当房房间间高高度度大大于于4m时时，高高出出1m应应附附加加2，但但总总的的附附加加率不应大于率不应大于15。2)应应注注意意；高高度度附附加加率率，应应附附加加于于房房间间各各围围护护结结构构基基本本耗耗热量和其它附加热量和其它附加(修正修正)耗热量的总和上耗热量的总和上。第35页，本讲稿共50页通过围护结构的总耗热量通过围护结构的总耗热量 建建筑筑物物或或房房间间在在室室外外供供暖暖计计算算温温度
33、度下下，通通过过围围护护结构的总耗热量，可用下式综合表示结构的总耗热量，可用下式综合表示：Q1Q1.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36页，本讲稿共50页第四节第四节 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：在在供供暖暖期期间间，围围护护结结构构应应满满足足使使用用要要求求、卫卫生生要要求求和和经经济济要要求
34、求，这这就就需需要要利利用用“围围护护结结构构最最小小传传热热阻阻”或或“经济传热阻经济传热阻”的概念。的概念。确确定定围围护护结结构构传传热热阻阻时时，围围护护结结构构内内表表面面温温度度是是一一个最主要的约束条件个最主要的约束条件。除除浴浴室室等等相相对对湿湿度度很很高高的的房房间间外外，围围护护结结构构内内表表面面温温度度值值应应满满足足内内表表面面不不结结露露的的要要求求。内内表表面面结结露露，可可导致耗热量增大和使围护结构易于损坏。导致耗热量增大和使围护结构易于损坏。室室内内空空气气温温度度与与围围护护结结构构内内表表面面温温度度的的温温度度差差还还要要满满足足卫卫生生要要求求。当当
35、内内表表面面温温度度过过低低，人人体体向向外外辐辐射射热热过过多多，会会产产生生不不舒舒适适感感。根根据据上上述述要要求求而而确确定定的外围护结构传热阻，称为的外围护结构传热阻，称为最小传热阻最小传热阻。第37页，本讲稿共50页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工程程设设计计中中，规规定定了了在在不不同同类类型型建建筑筑物物内内，冬冬季季室室内内计计算算温温度度与外围护结构内表面的允许温度差值。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 供供暖暖
36、室室内内计计算算温温度度与与围围护护结结构构内内表表面面温温度度的允许温差，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 第38页，本讲稿共50页 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，按围护结构热惰热惰性指标性指标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，采用供时，采用供暖室外计算温度暖室外计算温度tw作为校验围护结构最小传热阻的作为校验围护结构最小传热阻的冬季室外计算温度。当采用冬季室外计算温度。当采用D6的中型和轻型围
37、护的中型和轻型围护结构时，为了能保证与重质墙围护结构相当的内表面结构时，为了能保证与重质墙围护结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围护结构最小传热阻的冬温度，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，亦即要求更大季空外计算温度，亦即要求更大些的围护给构最小些的围护给构最小传热阻值。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的确定的确定第39页，本讲稿共50页 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)
38、。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：1哈哈尔尔滨滨市市供供暖暖室室外外计计算算温温度度：tw=-26。由由附附录录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第40页，本讲稿共50页
39、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。小于最小传热阻小传热阻R。min 值值。不满足。不满足暖通规范暖通规范规定，故外墙应规定，故外墙应加厚到两砖半加厚到两砖半(620mm)，或采用保温墙体结构型式。，或采用保温墙体结构型式。第41页，本讲稿共50页民用建筑节能设计标准民用建筑节能设计标准 在在一一个个规规定定年年限限内内，使使建建筑筑物物的的建建造造费费用用和和经经营营费费用用之之和和最最小小的的围围护护结结构构传传热热阻阻，称称为为围围护护结结构构的的经经济传热阻济传热阻。由由于于按按经经济济传传热热阻阻确确定定围围护护结结构构，需需要
40、要增增加加许许多多基基建建投资。目前我国尚难立刻实现。投资。目前我国尚难立刻实现。为为了了节节约约能能源源和和逐逐步步加加强强围围护护结结构构保保温温措措施施，建建设设部部1986年年制制订订了了民民用用建建筑筑节节能能设设计计标标准准(采采暖暖居居住住建建筑筑部部分分)。标标准准中中规规定定了了不不同同地地区区供供暖暖居居住住建建筑筑围围护护结结构构平平均均传传热热系系数数的的最最大大值值和和一一些些具具体体要要求求，从从总总体体控控制制供供暖暖的的能能耗耗。第42页，本讲稿共50页第五节第五节 冷风渗透耗热量冷风渗透耗热量 在在风风力力和和热热压压造造成成的的室室内内外外压压差差作作用用下
41、下，室室外外的的冷冷空空气气通通过过门门、窗窗等等缝缝隙隙渗渗入入室室内内，被被加加热热后后逸逸出出。把把这这部部分分冷冷空空气气从从室室外外温温度度加加热热到到室室内内温温度度所所消消耗耗的的热热量量，称称为为冷冷风风渗渗透透耗热量耗热量 Q2。冷风渗透耗热量，在设计热负荷中占有不小的份额。冷风渗透耗热量，在设计热负荷中占有不小的份额。第43页，本讲稿共50页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造、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、室内外空气门窗朝问、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道状温差、
42、建筑物高低以及建筑物内部通道状况等。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。第44页，本讲稿共50页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
43、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：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 百分数法百分数法第45页，本讲稿共50页经门、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)式式中中 L：每每米米门门、窗窗缝缝隙隙渗渗入入室室内内的的空空气气量量，按按当当地地冬季室外平均风速，采用表冬季室外平均风速，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
44、：渗透空气量的朝向修正系数。渗透空气量的朝向修正系数。第46页，本讲稿共50页门、窗缝隙的计算长度门、窗缝隙的计算长度当当房房间间仅仅有有一一面面或或相相邻邻两两面面外外墙墙时时，全全部部计计入入其其门门、窗窗可可开启部分的缝隙长度；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隙；的缝隙；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。第47页，本讲稿共50页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
45、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，单位换算系数，1kJh=0278W第48页，本讲稿共50页二、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 用用于于民用建筑民用建筑的概算法的概算法 在在工工程程设设计计中中，也也有有按按房房间间换换气气次次数数来来估估算算该该房房间的冷风渗透耗热量。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。第49页，本讲稿共50页三、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 由由于于工工业业建建筑筑房房屋屋较较高高，室室内内外外温温差差产产生生的的热热压压较较大大，冷冷风风渗渗透透量量可可根根据据建建筑筑物物的的高高度度及及玻玻璃璃窗窗的的层层数数，按按表表19列出的百分数进行估算。列出的百分数进行估算。第50页，本讲稿共50页