供暖系統(tǒng)的設計熱負荷課件

供暖系統(tǒng)的設計熱負荷供（采）暖供暖（傳統(tǒng)稱采暖，從用戶本身角度稱采暖較合適，從供熱單位、施工單位等角度稱供暖較多，目前各資料對此稱呼尚不統(tǒng)一。），就是使室內(nèi)獲得熱量并保持一定的室內(nèi)溫度，以達到適宜的生活條件或工作條件的技術。供暖系統(tǒng)包括熱源（熱媒制備）、供熱管網(wǎng)（熱媒輸送）、末端熱用戶（熱媒利用）三個基本組成部分。采暖期采暖期：從開始采暖到采暖結束的期間。設計計算用采暖期天數(shù)：按累年日平均溫度穩(wěn)定低于或等于采暖室外臨界溫度的總日數(shù)確定。并不指具體某地方的實際采暖期。采暖室外臨界溫度：一般民用建筑和工業(yè)建筑宜采用5℃。1、保持房間及工作區(qū)在給定溫度的熱平衡

供暖熱量Q＝得熱量ΣQ1-6–失熱量ΣQ7-102、對一般民用建筑及發(fā)熱量不大的普通建筑

Q=Q1+Q2+Q3-Q10=Q1.j+Q1.x+Q2+Q3

圍護結構的基本耗熱量圍護結構的附加（修正）耗熱量冷風滲透耗熱量冷風侵入耗熱量圍護結構的耗熱量

圍護結構的耗熱量

=

基本耗熱量＋附加（修正）耗熱量

當室內(nèi)溫度tn要求并不嚴格時，可近似按穩(wěn)定傳熱過程來處理。

圍護結構的基本耗熱量Q1、供暖控制對象

室內(nèi)溫度（干球溫度）

2、按一維穩(wěn)定傳熱過程計算

q＝KF(tn-twn)a

供暖物Q＝Σq＝ΣKF(tn-twn)a圍護結構的基本耗熱量圍護結構的傳熱系數(shù)圍護結構的面積冬季室內(nèi)計算溫度溫差修正系數(shù)供暖室外計算溫度室內(nèi)計算溫度tn

1、tn指距地面2m以內(nèi)人們活動地區(qū)的平均空氣溫度。

2、以人體的生理熱平衡為依據(jù)

S=M－（Qc＋Qk＋Qp）

S=0無冷感S>0冬季舒適S<0有冷感新陳代謝輻射失熱量對流失熱量潛熱（呼吸、出汗蒸發(fā)）失熱量供暖室外計算溫度tw要正確的確定和合理的采暖室外計算溫度值過低，在采暖運行期的絕大部分時間里，使設備能力富裕過多，造成浪費；值過高，則在較長時間內(nèi)不能保證采暖效果。規(guī)定的采暖室外計算溫度，適用于連續(xù)采暖或間歇時間較短的采暖系統(tǒng)的熱負荷計算。

圍護結構的熱惰性原理

在采用兩磚半實心墻的情況下，即使晝夜間室外溫度波幅為±18℃，外墻內(nèi)表面的溫度波幅也不會超過±1℃，對人的舒適感不產(chǎn)生影響。前蘇聯(lián)按50年中最冷的八個冬季里最冷的連續(xù)5天的日平均溫度的平均值確定。不保證天數(shù)的原則

采用歷年平均不保證5天的日平均溫度。人為允許有幾天時間可以低于規(guī)定的采暖室外計算溫度值，亦即容許這幾天室內(nèi)溫度可能稍低于室內(nèi)計算溫度tn值。

按照歷年室外實際出現(xiàn)的較低的日平均溫度低于室外計算溫度的時間，平均每年不超過5天的原則，確定采暖室外計算溫度的方法。圍護結構的傳熱系數(shù)K值—圍護結構的傳熱系數(shù)，W/（m2·℃）；—圍護結構的傳熱熱阻，m2·℃/W；—圍護結構內(nèi)表面、外表面的換熱系數(shù)，W/（m2·℃）；—圍護結構內(nèi)表面，外表面的換熱熱阻m2·℃/W；—圍護結構各層材料的厚度，m；—圍護結構各層材料的導熱系數(shù)，m2·℃/W；—圍護結構本體（包括單層或多層結構材料層及封閉的空氣間層）的熱阻m2·℃/W，。1、勻質(zhì)多層材料（平板）地板傳熱系數(shù)K值

（地面輻射供暖不計地板傳熱）地板傳熱系數(shù)K值分帶選取。注意：地下室面積丈量，位于室外地面以下的外墻視為地面的延伸，并從上至下按地板相同規(guī)則進行傳熱地帶劃分。圍護結構傳熱面積的丈量外墻面積的丈量，高度從本層地面算到上層地面（底層除外）。對平屋頂?shù)慕ㄖ?，最頂層的丈量是從最頂層的地面到平屋頂?shù)耐獗砻娴母叨?；而對有悶頂?shù)男蔽菝?，算到悶頂?nèi)的保溫層表面。外墻的平面尺寸，應按建筑物外廓尺寸計算。兩相鄰房間以內(nèi)墻中線為分界線。門、窗的面積按外墻外表面上的凈空尺寸計算。悶頂和地面的面積，應按建筑物外墻以內(nèi)的內(nèi)廓尺寸計算，對平屋頂，頂棚面積按建筑物外廓尺寸計算。圍護結構的附加（修正）耗熱量Q1朝向修正率風力修正率兩面外墻修正率窗墻面積比過大修正率外門開啟修正率房高修正率間歇附加修正率朝向修正耗熱量

室內(nèi)因陽光射入而得到熱量

1、原因

向陽面圍護結構外表面溫度升高，失熱量減少

向陽面圍護結構較干燥，λ較小，K較小2、方法：考慮日射有利作用各向不同。按圍護結構的不同朝向，采用不同的修正率：

北、東北、西北0～10％東南、西南﹣10％～﹣15％東、西﹣5％南﹣15％～﹣30％

應考慮當?shù)囟救照章?、建筑物使用和被遮擋等情況。還有一種適于全國各主要城市的朝向修正率，可查。

高層建筑外窗的風力修正：

考慮高層建筑在不同高度、風速下外窗K值附加率修正?？刹楸?。兩面外墻修正

考慮圍護結構有兩面以上外墻，僅用于外墻、外門、窗。修正率5％窗墻面積比過大修正

當窗墻（不含窗）面積比大于1：1時，僅修正外窗。修正率10％間歇附加修正

房間或系統(tǒng)間歇供暖耗熱量增加。對外墻、外門、地面、頂棚均適用

僅白天使用20％，不經(jīng)常使用30％外門附加耗熱量

考慮建筑物外門開啟時，沖入冷空氣導致耗熱量增大，而對外門基本耗熱量的修正。冷風滲透耗熱量Q2

（設計熱負荷中所占比例很大）

1、冷風滲透機理：由風力和熱壓造成地室內(nèi)外綜合壓差作用。2、冷風滲透耗熱量影響因素：室外風向、風速，室內(nèi)外溫差，門窗朝向、構造，建筑物高低等。

滲入空氣量室外計算溫度下的空氣密度

空氣的定壓比熱容

單位換算系數(shù)1kJ/h=0.278W風壓作用原理圖0壓力（﹢）（﹢）壓力0高度高度室外風壓迎風面背風面熱壓作用原理圖0壓力（﹢）高度室外壓力豎直通道壓力中和面煙筒作用

高層民用建筑，風壓與熱壓共同作用下。

按各方向計算：二、換氣次數(shù)法（用于民用建筑的概算法）當無實測數(shù)據(jù)時，可按表采用。

三、百分數(shù)法（用于工業(yè)建筑的概算法）滲透耗熱量占圍護結構總耗熱量的百分率，可按表估算。

房間體積

滲入空氣量換氣次數(shù)（次/h）

分戶計量供暖熱負荷

計量供暖系統(tǒng)與常規(guī)供暖系統(tǒng)熱負荷計算方法比較

計算方法是基本相同的。考慮對不同需求的熱用戶提供一定范圍內(nèi)熱舒適度的選擇余地，計量供暖系統(tǒng)的用戶可以根據(jù)需要對室溫進行自主調(diào)節(jié)，計量供暖系統(tǒng)的設計室內(nèi)溫度宜比常規(guī)供暖系統(tǒng)有所提高。目前，比較普遍認可的看法是：計量供暖系統(tǒng)的室內(nèi)設計計算溫度宜比國家現(xiàn)行標準提高2℃，計算熱負荷將會增加7%~11%。如《大連市住宅采暖（分戶計量）工程技術暫行規(guī)定》對住宅室內(nèi)設計計算溫度按下列數(shù)值選取：居室、客廳、餐廳為20~22℃，廚房為16℃，洗浴間為25℃。

北京市

《新建集中采暖住宅分戶熱計量設計技術規(guī)程》

對于集中采暖用戶，不采用地板采暖時，暫按6℃溫差計算戶間樓板和隔墻的傳熱量，采用地板采暖時，暫按8℃溫差計算戶間樓板和隔墻的傳熱量；采用分戶獨立熱源的用戶，因間歇采暖的可能性更大，戶間傳熱負荷溫差宜按10%計算；以各戶間傳熱量總和的適當比例作為戶間總傳熱負荷，即考慮各戶間出現(xiàn)傳熱溫差的概率，一般可取50%，而頂層或底層垂直方向因只向下或向上傳熱，故考慮較大概率，可取70%~80%；戶間傳熱量不宜大于房間基本采暖負荷的80%。天津市《集中供熱住宅計量供熱設計規(guī)程》

戶間熱負荷只計算通過不同戶之間的樓板和隔墻的傳熱量，而同一戶內(nèi)不計算該項熱傳遞，典型房間與周圍房間的計算溫差宜取5~8℃；考慮到戶間各方向的熱傳遞并不是同時發(fā)生，因此計算房間各熱負荷之和后，應乘以一個概率系數(shù)，且不應超過采暖計算熱負荷的50%。規(guī)程中還給出了戶間熱負荷的具體計算公式：1、按面積傳熱計算方法的基本傳熱公式

2、按體積熱指標計算方法的計算公式建筑供暖設計負荷概算負荷概算方法適用于方案設計與初步設計階段。

1、單位面積指標法

2、單位體積指標法

不能把這一平均指標直接用于不同的房間的熱負荷計算。各房間的熱負荷應按各房間的情況逐個計算，或按房間的不同采用各自的房間熱負荷指標。這些指標都是以連續(xù)供熱為基礎的?！豆步ㄖ?jié)能設計標準》（GB50189-2005），強制性條文：“施工圖設計階段，必須進行熱負荷和逐項逐時冷負荷計算”。圍護結構的