1-2-2-1圍護結(jié)構(gòu)冷風滲透耗熱量計算的方法

項目一：室內(nèi)熱水供暖工程施工模塊二：供暖系統(tǒng)設計熱負荷計算單元2冷風滲透耗熱量1-2-2圍-護1結(jié)構(gòu)冷風滲透耗熱量計算的方法.冷風滲透耗熱量常用的計算方法在風壓和熱壓共同作用下室內(nèi)、外產(chǎn)生了壓力差，室外冷空氣從門窗縫隙滲入室內(nèi)，被加熱后逸出，使這部分冷空氣被加熱到室溫所消耗的熱量稱為冷風滲透耗熱量。計算冷風滲透耗熱量時，應考慮建筑物的高低、內(nèi)部通道狀況、室內(nèi)外溫差、室外風向、風速和門窗種類、構(gòu)造、朝向等影響，凡暴露于室外的可開啟的門窗均應計算這部分耗熱量。計算冷風滲透耗熱量的常用方法有縫隙法、換氣次數(shù)法和百分數(shù)法。.用縫隙法計算冷風滲透耗熱量縫隙法是計算不同朝向門窗縫隙長度及每米縫隙滲入的空氣量，進而確定其耗熱量的一種方法，是常用的較精確的一種方法。多層和高層民用建筑滲入冷空氣所消耗的熱量可按下式計算=p（一式中一一冷風滲透耗熱量（）;2——冷空氣的定壓比熱容，=1kJ/（kg?℃p一一供暖室外計算溫度下的空氣密度（kg/）;一一冷空氣的滲入量（/）；一一單位換算系數(shù)，1kJ/=。在工程設計中，多層（六層或六層以下）的建筑物計算冷空氣的滲入量時主要考慮風壓的作用，忽略熱壓的影響。而超過六層的多層建筑和高層建筑（層數(shù)10層及10層以上的住宅建筑，建筑高度超過的其他民用建筑）則應綜合考慮風壓和熱壓的共同影響。.計算冷空氣的滲入量時，熱壓的作用冬季建筑物的室內(nèi)、外空氣溫度不同，室內(nèi)、外空氣間存在密度差，室外的冷空氣從下部一些樓層的門窗縫隙滲入室內(nèi)，通過建筑物內(nèi)部的豎直貫通通道（如樓梯間、電梯井等）上升，從上部一些樓層的門窗縫隙排出，這種引起空氣流動的壓力稱為熱壓。熱壓主要是由于室外空氣與豎直貫通通道內(nèi)空氣之間的密度差造成的。假設建筑物各層之間完全暢通，忽略流動時阻力的存在，建筑物內(nèi)、外空氣密度差和高度差作用下形成的理論熱壓差可按下式計算=（-p（p'g （1 1式中一一理論熱壓差（）；rp‘一一形成熱壓的室內(nèi)豎直貫通通道內(nèi)空氣的密度（kg/）；一一計算層門窗中心距室外地坪的高度（）;——房屋中和面距室外地坪的高度（）；中和面是指室內(nèi)、外壓差為零的界面，z1通常在純熱壓作用下，可以近似取為建筑物高度的一半，即=-（為建z2筑物高度）； 重力加速度，g= ，/從公式中可以看出，當門窗中心處于中和面以下時，熱壓差為正值，室外空氣壓力高于室內(nèi)空氣壓力，冷空氣由室外滲入室內(nèi)；當門窗處于中和面以上時，室內(nèi)空氣壓力高于室外空氣壓力，熱空氣由室內(nèi)滲出室外。圖1-2-為6熱壓作用原理圖。圖1-2-6熱壓作用原理圖1-樓梯間及豎井熱壓分布線2-各層外窗熱壓分布線上式計算的只是理論熱壓差。建筑物門窗縫隙兩側(cè)的實際有效熱壓差△與建筑物rr門、窗、樓梯間、電梯井等的設置以及建筑物內(nèi)部隔斷和上下部通風等狀況有關(guān)，也就是與空氣從建筑物下部滲入，從上部滲出流通路徑的阻力狀況有關(guān)。有效熱壓差△可按下式計算△= = -pp/ 2rrrrz wn式中△一熱壓作用下，門窗縫隙兩側(cè)產(chǎn)生的實際有效作用壓差，簡稱有效熱壓差（a一熱壓系數(shù)，表示在純熱壓作用下，縫隙內(nèi)外空氣的理論熱壓差與有效熱壓差的比值。熱壓系數(shù)的取值，當無法精確計算時，按表 2采用。表2熱壓系數(shù)內(nèi)部隔斷情況開敞空間有內(nèi)門或房門有前室門、樓梯間門或走廊兩端設門密閉性差密閉性好密閉性差密閉性好.0.6-0.0.-0.0.-0.0.?0.2.計算冷空氣的滲入量時，風壓的作用當風吹過建筑物時,空氣從迎風面門窗縫隙滲入，被室內(nèi)空氣加熱后，從背風面門窗縫隙滲出，冷空氣的滲入量取決于門窗兩側(cè)的風壓差，室外風速會隨著高度的增加而增大，冷風滲透耗熱量也會隨之增加。我國氣象部門規(guī)定，風速觀測的基準高度是0m規(guī)范給出各城市氣象參數(shù)中的冬季風速是對應基準高度=0的數(shù)據(jù)。oo考慮風速隨高度的變化，任意高度處的室外風速，可用下式表示2-12h2-12一 （~ahoho式中 一一高度處風速（）h—-基準高度冬季室外最多風向的平均風速（）；oa’——冪指數(shù)，與地面的粗糙度有關(guān)，可取a'=0.2。式（1-2-）1又2可寫成h= —0.2=0. 0.2ho10 o門窗兩側(cè)產(chǎn)生的理論風壓差就是空氣具有恒定風速時的動壓，即

12ph式中 一理論風壓差，（）;上式計算的只是理論風壓差，門、窗兩側(cè)的實際風壓差△還與空氣從迎風面滲入,ff從背風面滲出，穿過該樓層流通途徑的阻力分布狀況有關(guān)，也就是與該層建筑物內(nèi)部的隔斷情況有關(guān)。有效風壓差△可用下式計算10h.2)式中4——風壓作用下，門窗縫隙兩側(cè)產(chǎn)生的有效作用壓差，簡稱有效風壓差（）；—-風壓差有效作用系數(shù)，簡稱風壓差系數(shù)。表示在純風壓作用下，門窗縫隙內(nèi)外空氣的有效風壓差與理論風壓差的比值，當風垂直吹到墻面上，且建筑物內(nèi)部氣流流通阻力很小的情況下，風壓差系數(shù)的最大值，可取 0.當建筑物內(nèi)部氣流流通阻力很大時，風壓差系數(shù)值降低，約為0?。計算門窗中心線標高為h時，風壓單獨作用下每米縫隙每小時滲入的空氣量 可用下h式計算pTOC\o"1-5"\h\za△a -2^(0 1ha(^2 )(01ho)2o f設則式中a(—w ) 0hl4i0 設則式中2o h fho風壓單獨作用下，每米縫隙每小時滲入的空氣量ho風壓單獨作用下，每米縫隙每小時滲入的空氣量計算門窗中心線標高為h時，（m/h?m）；——在基準高度h10m單純風壓作用下，不考慮朝向修正和建筑物內(nèi)部隔斷情況oo時，通過每米門窗縫隙進入室內(nèi)的理論滲透冷空氣量（m/h-m）；——高度修正系數(shù)，計算門窗中心線標高為h時單位滲透空氣量，相對于h10mho時基準滲透空氣量的高度修正系數(shù)（因為10m以下時，風速均為，滲入oo的空氣量均為，所以hW10m時應按h10n計算值）；oha——外門窗縫隙滲風系數(shù)3/（m?h?a］當無實測數(shù)據(jù)時，可根據(jù)建筑外窗空氣滲透性能分級的相關(guān)標準，按表1-2-采8用；表1 外門窗縫隙滲風系數(shù)下限值a建筑外窗空氣滲透性能分級iiimwVam(m?h?a010001門窗縫隙滲風指數(shù)， 0?0,當無實測數(shù)據(jù)時，可取 0。在風壓單獨作用下，計算建筑物各層不同朝向門窗單位縫長滲入量時，應考慮由于各地主導風向的作用，不同朝向門窗滲入的空氣量是不相等的，應對式（1 ）1中的值進h行朝向修正。值表示在主導風向 時1門窗中心線標高為h時單位縫長滲透的空氣量。同一h標高，其他朝向（）1門窗單位縫長滲透的空氣量,應為h/h（n＜）1h式中一一單純風壓作用下，滲透空氣量的朝向修正系數(shù)。滲透空氣量的朝向修正系數(shù)是考慮門窗縫隙處于不同朝向時，由于室外風速、風溫、風頻的差異,造成不同朝向縫隙實際滲入的空氣量不同而引入的修正系數(shù)，我國主要集中供暖城市的值見附錄8在工程設計中，多層（六層或六層以下）的建筑物計算冷空氣的滲入量時主要考慮風壓的作用，忽略熱壓的影響，多層建筑任意朝向門窗冷空氣的滲入量可按下式計算h'hC （1 ）1式中一一多層建筑任意朝向門窗冷空氣的滲入量（mh；——門窗縫隙長度（m）,建筑物門窗縫隙長度按各朝向所有可開啟的外門窗縫隙丈量。將公式（1 ）1代入公式（1）中，可計算多層建筑冷風滲透耗熱量Q.計算超過六層的多層建筑和高層建筑的冷風滲透耗熱量計算超過六層的多層建筑和高層建筑（層數(shù)10層及10層以上的住宅建筑,建筑高度超過 的其他民用建筑）門窗縫隙的實際滲透空氣量時，應綜合考慮風壓與熱壓的共同作用。任意朝向門窗由于風壓與熱壓共同作用產(chǎn)生的冷空氣滲入量可按下式計算L=bLmlo式中一一風壓與熱壓共同作用下考慮建筑體型、內(nèi)部隔斷和空氣流通等因素后不同朝向、不同高度的門窗冷風滲透壓差綜合修正系數(shù),可按下式計算:C（n1/b+C）C m=（C1-2-）20TOC\o"1-5"\h\zrf h式中C一一熱壓作用下在計算門窗兩側(cè)產(chǎn)生的有效熱壓差與風壓作用下在計算門窗兩側(cè)產(chǎn)生的有效風壓差之比,簡稱壓差比,可按下式計算:'\o"CurrentDocument"一一h一ht一t 一、.C 0~~ ?—n wnT （1 ）1Cv2h0.4273+tfo n式中t一一建筑物內(nèi)部形成熱壓的空氣溫度，簡稱豎井溫度（℃）；n式中的h表示計算門窗的中心線標高，分母中的h是計算風壓差時的取值，當hW10m時，仍應按基準高度取h10m式中各符號的意義同前所述。計算m值和C值時，應注意：1）如果計算得出CW1即（1+C）W0,表示在該計算樓層的所有各朝向門窗，即使處于主導風向時，也已無冷空氣滲入或已有室內(nèi)空氣滲出，此時該樓層所有朝向門窗的冷風滲透耗熱量均取零值。）如果計算得出C，即（1+C）0在此條件下再計算n值時，若：mW0,表示所計算的給定朝向的這個門窗已無冷空氣的滲入或已有室內(nèi)空氣滲出，此時該層該朝向門窗的冷風滲透耗熱量取零值。m0該朝向門窗應采用前述各計算公式計算其冷風滲透耗熱量。.估算多層民用建筑的冷風滲透耗熱量多層民用建筑的滲透空氣量（m）當無相關(guān)數(shù)據(jù)時，可按下式估算L=kV（1-2-）22式中一一房間體積（m）;一一換氣次數(shù)（次h）,當無實測數(shù)據(jù)時，可按表1 采用。滲入冷空氣所消耗的熱量可按式（1 -計算。表1-2-中 換氣次數(shù)房間類型一面有外窗房間兩面有外窗房間三面有外窗房間門廳

/(次/h).估算工業(yè)建筑的冷風滲透耗熱量百分數(shù)法是工業(yè)建筑計算冷風滲透耗熱量的一種估算方法?？筛鶕?jù)建筑物高度及玻璃窗層數(shù)按表1-2-進1行0估算。表1-2-10冷風滲透耗熱量占總耗熱量的百分率（%）建筑物高度/m<〉玻璃窗層數(shù)單層單、雙層均有雙層7.哈爾濱市某十五層辦公樓南向底層、十層東北向、十五層北向窗戶的冷風滲透耗熱量的計算訓練已知條件：哈爾濱市某十五層辦公樓層高米，冬季室內(nèi)計算溫度各房間均為 ℃,樓n梯間和走廊內(nèi)的平均溫度為, ℃，每間辦公室都有一雙層木窗，縫隙長度均為 1mn【解】十五層辦公樓，應綜合考慮風壓與熱壓的共同作用。查附錄4，哈爾濱供暖室外計算溫度 2,供暖室外計算溫度下的空氣密度為p k基準高度冬季室外最多風向的平均風速v=47m/。取風壓差系數(shù)Cf=O7,熱壓差系數(shù)C=05。H3x15 ' r該建筑物中和面位置h=—=---=225mz2 21）南向底層 設該層窗的中心線在層高的一半處，計算熱壓時取h=l5m；計算風壓時取h風壓時取h'=10m（因h10m）。哈爾濱南向的朝向修正系數(shù)n=10。Cv2h0.4

Cv2h0.4

fo，t-t-n wny273+1n查表， ，取L=0.X（51.4X/42.2）7o冷空氣的滲入量L=lLmb=3.X113X21.05o滲入冷空氣所消耗的熱量p-/h?mi9.39/h4mX.1X218.X449.X9(4求壓差比C,根據(jù)公式（ ）? (22.5-1.5)x(10+26)*0.7x4.72x100.4x(273+10)高度修正系數(shù) hXh風壓與熱壓共同作用下,冷風滲透壓差綜合修正系數(shù)=)0CX.05.X7(1+4).X8h基準高度單純風壓作用下每米門窗縫隙進入室內(nèi)的理論滲透冷空氣量）十層東北向設該層窗的中心線在十層層高的一半處，計算熱壓時取h=（X）/5m；計算風壓時取h,=m（因h10m）。哈爾濱東北向的朝向修正系數(shù)n求壓差比C,根據(jù)公式（)-0-hzCv2h0.4

fo,t-t-n wnj-273+1X0(22.5-28.5)x(10+26)

0.7x4.72x28.50.4