XX樓空調(diào)房間冷(熱)、濕負(fù)荷

單元 9 空調(diào)房間冷 （熱）、濕負(fù)荷 【 知識點 】 空調(diào)房間室內(nèi)、外空氣計算參數(shù)的確定原則和方法；太陽熱輻射對建筑物的熱作用及處理方法； 冷負(fù)荷計算方法與步驟；熱負(fù)荷與濕負(fù)荷計算方法； 【 學(xué)習(xí)目標(biāo) 】 了解空調(diào)房間室內(nèi)、外空氣計算參數(shù)的確定原則，掌握空調(diào)房間室內(nèi)、外空氣計算參數(shù)的選用方法；了解太陽熱輻射對建筑物的熱作用及處理方法； 了解冷負(fù)荷計算方法，掌握冷負(fù)荷系數(shù)法的計算步驟與方法；掌握熱負(fù)荷與濕負(fù)荷計算方法； 在室內(nèi)外熱、濕擾量作用下，某一時刻進(jìn)入一個恒溫恒濕房間內(nèi)的總熱量和濕量稱為在該時刻的得熱量和得濕量。當(dāng)?shù)脽崃繛樨?fù)值時稱為耗 (失 )熱量。在某一時刻為保持房間恒溫恒濕，需向房間供應(yīng)的冷量稱為冷負(fù)荷；相反，為補(bǔ)償房間失熱而需向房間供應(yīng)的熱量稱為熱負(fù)荷；為維持室內(nèi)相對濕度而需由房間除去或增加的濕量稱為濕負(fù)荷?？照{(diào)房間冷 (熱 )、濕負(fù)荷是確定空調(diào)系統(tǒng)送風(fēng)量和空調(diào)設(shè)備容量的基本依據(jù)。 本單元主要介紹空調(diào)房間冷（熱）、濕負(fù)荷的計算方法。 目 錄 9.1 9.2 9.3 空調(diào)房間室內(nèi)、外空氣計算參數(shù)的確定 太陽輻射熱對建筑物的作用 空調(diào)房間冷 (熱 )、濕負(fù)荷 9.1 空調(diào)房間室內(nèi)、外空氣計算參數(shù)的確定 空調(diào)房間冷（熱）、濕負(fù)荷的計算必須以室外氣象參數(shù)和室內(nèi)要求維持的空氣參數(shù)為依據(jù)。 9.1.1 空調(diào)房間室內(nèi)空氣計算參數(shù) 空調(diào)房間室內(nèi)溫濕度標(biāo)準(zhǔn)的描述方法： 溫濕度基數(shù) 空調(diào)精度。 溫濕度基數(shù)是指室內(nèi)空氣所要求的基準(zhǔn)溫度和基準(zhǔn)相對濕度；空調(diào)精度是指在空調(diào)區(qū)域內(nèi)溫度和相對濕度允許的波動范圍。如： tN =26 1 和 N=60 5中， 26 和 60是空調(diào)基數(shù)， 1 和 5是空調(diào)精度?？照{(diào)區(qū)域是指離外墻0.5m，離地面 0.3m至高于精密儀器設(shè)備或人的呼吸區(qū) 0.30.5m范圍內(nèi)的空間。 9.1 空調(diào)房間室內(nèi)、外空氣計算參數(shù)的確定 空調(diào)系統(tǒng)根據(jù)所服務(wù)對象的不同，可分為 舒適性空調(diào)和工藝性空調(diào)。 舒適性空調(diào)是從人體舒適感的角度來確定室內(nèi)溫、濕度設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，一般對空調(diào)精度無嚴(yán)格要求，工藝性空調(diào)主要滿足工藝過程對溫、濕度基數(shù)和精度的特殊要求，同時兼顧人體的衛(wèi)生要求。 1.人體熱平衡和舒適感 一般來說，人體是一個發(fā)熱體，它不斷釋放熱量，同時對周圍環(huán)境的溫濕度有一定的要求。人體是靠攝取食物獲得能量的，在人體的新陳代謝過程中食物被分解氧化，同時釋放出能量以維持生命，其中一部分能量轉(zhuǎn)化為熱能散發(fā)到體外，并與周圍環(huán)境發(fā)生熱量交換。 人體為了維持正常的體溫，必須使產(chǎn)熱量和散熱量保持平衡，根據(jù)能量轉(zhuǎn)換和守恒定律可得人體熱平衡方程式： S= M R C E W (9.1) 9.1 空調(diào)房間室內(nèi)、外空氣計算參數(shù)的確定 式中 S 人體蓄熱率， W/m2； M 人體新陳代謝率，取決于人體的活動量的大小，W/m2； R 穿衣人體與環(huán)境的輻射熱交換， W/m2； C 穿衣人體與環(huán)境的對流熱交換， W/m2； E 穿衣人體與環(huán)境的蒸發(fā)熱交換， W/m2； W 人體所作的機(jī)械功， W/m2。 上式中各項采用的單位均為 W/m2，是因為以上各項都與人體的外表面面積在一定程度上成線性關(guān)系，這樣就可以忽略人的體形、年齡、性別等差別，使有關(guān)研究比較方便。 9.1 空調(diào)房間室內(nèi)、外空氣計算參數(shù)的確定 在穩(wěn)定的環(huán)境條件下， S應(yīng)該為零，這時，人體保持了能量平衡。如果周圍環(huán)境溫度 (空氣溫度及圍護(hù)結(jié)構(gòu)、周圍物體表面溫度 )提高，則人體的對流和輻射散熱量將減少，為了保持熱平衡，人體會運(yùn)用自身的自動調(diào)節(jié)機(jī)能來加強(qiáng)汗腺的分泌。這樣，由于排汗量和消耗在汗液蒸發(fā)上熱量的增加，在一定程度上會補(bǔ)償人體對流和輻射散熱的減少。當(dāng)人體余熱量難以全部散出時，余熱量就會在體內(nèi)蓄存起來，于是 S變?yōu)檎担瑢?dǎo)致體溫上升，人體會感到很不舒服，體溫增到40 時，出汗停止，如不采取措施，則體溫將迅速上升，當(dāng)體溫上升到 43.5 時，人即死亡。 汗液蒸發(fā)強(qiáng)度不僅與周圍空氣溫度有關(guān)，而且和相對濕度、空氣流動速度有關(guān)。 9.1 空調(diào)房間室內(nèi)、外空氣計算參數(shù)的確定 在一定溫度下，空氣相對濕度的大小，表示空氣中水蒸汽含量接近飽和的程度。相對濕度愈高，空氣中水蒸汽分壓力愈大，人體汗液蒸發(fā)量則愈少。所以，增加室內(nèi)空氣濕度，在高溫時，會增加人體的熱感；在低溫時，由于空氣潮濕增強(qiáng)了人體的導(dǎo)熱和輻射，會加劇人體的冷感。 周圍空氣的流動速度是影響人體對流散熱和水分蒸發(fā)散熱的主要因素之一，氣流速度大時，由于提高了對流換熱系數(shù)及濕交換系數(shù)，使對流散熱和水分蒸發(fā)散熱隨之增強(qiáng)，亦加劇了人體的冷感。 周圍物體表面溫度決定了人體輻射散熱的強(qiáng)度。在同樣的室內(nèi)空氣參數(shù)條件下，圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度高，人體增加熱感，表面溫度低則會增加冷感。 9.1 空調(diào)房間室內(nèi)、外空氣計算參數(shù)的確定 綜上所述，人體舒適感與下列因素有關(guān)： 室內(nèi)空氣的溫度、相對濕度、人體附近的空氣流速、圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面及其它物體表面溫度。此外，人的舒適感除受上述四項因素影響外，還和人體的活動量、人體的衣著、生活習(xí)慣、年齡、性別等因素有關(guān)。 圖 9.1是美國暖通、空調(diào)、制冷工程師學(xué)會（ ASHRAE）根據(jù)以上幾種影響因素的綜合作用，用等效溫度的概念提出的舒適圖。 圖中斜畫的一組虛線稱為等效溫度線，它們的數(shù)值標(biāo)注在=50的相對濕度線上。如通過 t=25 、 =50兩等值線交點的虛線就稱為 25 等效溫度，雖然在這條等效溫度線上各點所表示的空氣狀態(tài)的干球溫度和相對濕度都不相同，但是各個點的空氣狀態(tài)給人體的冷熱感覺是相同的，都相當(dāng)于t=25 、 =50條件下給人體的冷熱感。從一條等效溫度線可知，當(dāng)相對濕度減小時，則維持同樣冷熱感覺所需要的溫度增加，反之亦然。 9.1 空調(diào)房間室內(nèi)、外空氣計算參數(shù)的確定 在圖 9.1中還畫出了兩塊舒適區(qū)，一塊是菱形面積，它是美國堪薩斯州大學(xué)通過實驗所得出的；另一塊有陰影的平行四邊形面積是 ASHRAE標(biāo)準(zhǔn) 55-74所推薦的舒適區(qū)。兩者的實驗條件不同，前者適用于穿著 0.6 0.8clo(clo是衣服的熱阻，1clo=0.155m2K/W)服裝坐著的人，后者適用于穿著 0.8 1.0 clo服裝但活動量稍大的人。兩塊舒適區(qū)重疊處則是推薦的室內(nèi)空氣設(shè)計條件。 25 的等效溫度線正好通過重疊區(qū)的中心。需注意的是，由于不同地區(qū)的居民在生活習(xí)慣等方面的差異，以上研究推薦的舒適區(qū)及設(shè)計條件只作為參考，不宜直接套用。 9.1 空調(diào)房間室內(nèi)、外空氣計算參數(shù)的確定 2.熱舒適環(huán)境評價指標(biāo) 圖 9.2 PPD與 PMV的關(guān)系空調(diào)調(diào)節(jié)室內(nèi)熱舒適性采用預(yù)計的平均熱感覺 PMV和預(yù)計不滿意者的百分?jǐn)?shù) PPD評價。 PMV指標(biāo)代表了對同一環(huán)境絕大多數(shù)人的冷熱感覺，因此可用 PMV指標(biāo)預(yù)測熱環(huán)境人體的熱反應(yīng)。由于人與人之間生理上的差異，故用預(yù)期不滿意百分率 PPD 指標(biāo)來表示對熱環(huán)境不滿意的百分?jǐn)?shù)。PPD 指標(biāo)綜合考慮了人體的活動程度、衣著情況、空氣溫度、平均輻射溫度、空氣流動速度和空氣濕度等因素來評價人體對環(huán)境的舒適感。用 PMV PPD指標(biāo)評價環(huán)境的熱舒適狀況要比用等效溫度法所考慮的因素全面。 PMV和 PPD之間的關(guān)系可用圖 9.2表示，在 PMV=0處， PPD為 5，這意味著： 即使室內(nèi)環(huán)境為最佳熱舒適狀態(tài)，由于人們的生理差別，還有 5的人感到不滿意。 IS07730對 PMV PPD指標(biāo)的推薦值為： PPD 10，相當(dāng)于在人群中允許有 10的人感覺不滿意。 9.1 空調(diào)房間室內(nèi)、外空氣計算參數(shù)的確定 另外，由于 PMV指標(biāo)的提出是在穩(wěn)定條件下利用熱舒適方程導(dǎo)出的，而對于人們在不穩(wěn)定情況下的多變環(huán)境，如由室外或由非空調(diào)房間進(jìn)入空調(diào)房間，或由空調(diào)房間走出，人的熱感覺不同。因此，國內(nèi)外有人在進(jìn)一步研究動態(tài)環(huán)境下的熱感覺指標(biāo)。 3.室內(nèi)空氣溫濕度計算參數(shù) 室內(nèi)空調(diào)設(shè)計參數(shù)的確定，除了需考慮人體的熱舒適度外，還應(yīng)根據(jù)室外空氣參數(shù)、冷源情況、建筑的使用特點以及經(jīng)濟(jì)和節(jié)能等方面的因素綜合考慮。根據(jù)我國的情況，在“采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范”中規(guī)定，舒適性空調(diào)的室內(nèi)設(shè)計參數(shù)見 表 9.1。 選用室內(nèi)設(shè)計參數(shù)關(guān)系到空調(diào)耗能量，按日本統(tǒng)計結(jié)果，改變室內(nèi)設(shè)計參數(shù)的節(jié)能效果如 表 9.2所示。 9.1 空調(diào)房間室內(nèi)、外空氣計算參數(shù)的確定 由表 9.2可見，適當(dāng)提高夏季的室內(nèi)空氣溫度和降低冬季的室內(nèi)空氣溫度有顯著的節(jié)能效果。為了改善熱環(huán)境的舒適性，夏季在適當(dāng)提高室內(nèi)空氣溫度的同時，也可適當(dāng)增加空氣的流動性，尤其是采用周期性掃描式的送風(fēng)口，不僅可以克服室內(nèi)空氣的沉悶感，而且還會給人吹自然風(fēng)的感覺。 生活用空調(diào)的室內(nèi)設(shè)計參數(shù)主要是由人體舒適度決定的，而工藝性空調(diào)的室內(nèi)空氣計算參數(shù)由生產(chǎn)工藝過程的特殊要求決定，在可能的情況下，也要盡量考慮人體熱舒適性的要求。夏季，大多數(shù)工藝空調(diào)房間的溫度對人體舒適感來講是偏低的，因此應(yīng)盡量使室內(nèi)空氣流速小些，一般不應(yīng)大于 0.25m/s。如果工藝條件允許，應(yīng)盡量提高夏季室內(nèi)設(shè)計溫度，這樣即節(jié)能又舒適。 9.1 空調(diào)房間室內(nèi)、外空氣計算參數(shù)的確定 9.1.2空調(diào)房間室外空氣計算參數(shù) 室外空氣參數(shù)對空調(diào)設(shè)計而言，主要會從兩個方面影響系統(tǒng)的設(shè)計容量： 一是由于室內(nèi)外存在溫差通過建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱量；二是空調(diào)系統(tǒng)采用的新鮮空氣量在其狀態(tài)不同于室內(nèi)空氣狀態(tài)時，需要花費(fèi)一定的能量將其處理到室內(nèi)空氣狀態(tài)。 計算圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱量和新風(fēng)負(fù)荷時，需要確定室外空氣計算干、濕球溫度值。由于室外空氣的干、濕球溫度是隨著季節(jié)、晝夜、時刻而變化的，所以在確定應(yīng)當(dāng)采取什么樣的空氣參數(shù)作為設(shè)計計算參數(shù)之前，需要對室外空氣溫度、濕度的變化規(guī)律有所了解。 9.1 空調(diào)房間室內(nèi)、外空氣計算參數(shù)的確定 1.室外空氣溫、濕度的變化規(guī)律 (1)室外空氣溫度的日變化 室外空氣溫度在一晝夜內(nèi)的波動稱為氣溫的日變化 (或日較差 ) 。室外氣溫的日變化是由于太陽對地球的輻射引起的，在白天，地球吸收了太陽的輻射熱量而使靠近地面的氣溫升高，在下午二、三點達(dá)到全天最高值；到夜晚，地面不僅得不到太陽輻射熱而且還要向大氣層和太空放散熱量，一般在凌晨四、五點氣溫最低。在一段時間內(nèi)，可以認(rèn)為氣溫的日變化是以24h為周期的周期波動。但室外氣溫并非呈等幅震蕩的簡諧波變化，這是因為全天的最低溫度到最高溫度的時間與最高溫度到下一個最低溫度的時間并非完全相等。工程計算時，把氣溫的日變化近似看作按正弦或余弦規(guī)律變化。 圖 9.3是北京地區(qū) 1975年夏季最熱一天的氣溫日變化曲線。 9.1 空調(diào)房間室內(nèi)、外空氣計算參數(shù)的確定 (2)室外氣溫的季節(jié)性變化 室外氣溫的季節(jié)性變化也呈周期性的，。全國各地的最熱月份一般在 7、 8月份，最冷月份在 1月份。 圖 9.4是北京、西安、上海三地區(qū) 10年 (1961 1970年 )平均的月平均氣溫變化曲線。 (3)室外空氣濕度的變化 空氣的相對濕度與空氣的干球溫度和含濕量有關(guān)，而通常認(rèn)為室外大氣中全天的含濕量保持不變。因此，室外空氣相對濕度的變化規(guī)律正好與干球溫度的變化規(guī)律相反，即干球溫度升高時，相對濕度變小；干球溫度降低時，相對濕度則變大。如圖 9.3所示。從圖中還可以看出濕球溫度的變化規(guī)律與干球溫度相似，只是峰值出現(xiàn)的時間不同。 9.1 空調(diào)房間室內(nèi)、外空氣計算參數(shù)的確定 2.夏季室外空氣計算參數(shù) 為了保證室內(nèi)空氣溫度、濕度的設(shè)計值，可以采用當(dāng)?shù)厥彝庾罡吒伞袂驕囟茸鳛橛嬎阋罁?jù)，但是這種做法并不合理，因為最高溫度出現(xiàn)的時間是極少的，而且持續(xù)時間很短，用這樣的氣溫資料所確定的空調(diào)設(shè)備容量必然很大，造成不必要的浪費(fèi)。因此，必須合理確定室外空氣計算參數(shù)。 空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計計算中所用的室外空氣計算參數(shù)，并非是某一地區(qū)某一天的實際氣象參數(shù)，而是應(yīng)用科學(xué)方法從很長一段時間內(nèi)的實際氣象參數(shù)中整理出來的統(tǒng)計值，因此，用于計算的這一天實際上是抽象的一天，在空氣調(diào)節(jié)中稱之為設(shè)計日或標(biāo)準(zhǔn)天。 下面介紹我國 采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范 （ GB50019-2003）中規(guī)定的室外計算參數(shù)。 9.1 空調(diào)房間室內(nèi)、外空氣計算參數(shù)的確定 夏季空氣調(diào)節(jié)室外計算干球溫度，應(yīng)采用歷年平均不保證50h的干球溫度。 夏季空氣調(diào)節(jié)室外計算濕球溫度，應(yīng)采用歷年平均不保證50h的濕球溫度。 夏季空氣調(diào)節(jié)室外計算日平均溫度，應(yīng)采用歷年平均不保證 5天的日平均溫度。 夏季空氣調(diào)節(jié)室外計算逐時溫度，按下式計算確定： tsh=twp+ tr （ 9.2） 式中 tsh 夏季設(shè)計日的逐時溫度， ； twp 設(shè)計日夏季空氣調(diào)節(jié)室外計算干球溫度， ； 主要城市的 twp見附錄 9.1； 室外溫度逐時變化系數(shù)，見 表 9.3 tr 夏季室外計算平均日較差， ；應(yīng)按下式計算： 9.1 空調(diào)房間室內(nèi)、外空氣計算參數(shù)的確定 （ 9.3） 式中 twg 夏季空氣調(diào)節(jié)室外計算干球溫度， 。 3.冬季空調(diào)室外計算溫度、濕度的確定 由于空調(diào)系統(tǒng)冬季的加熱、加濕量所需費(fèi)用遠(yuǎn)小于夏季冷卻除濕所耗的費(fèi)用，而且室外氣溫的波動也比較小，因此冬季通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱量的計算按穩(wěn)定傳熱方法，不考慮室外氣溫的波動，所以冬季采用空調(diào)設(shè)備送熱風(fēng)時，計算其圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱和冬季新風(fēng)負(fù)荷時采用冬季空調(diào)室外計算溫度。此外，冬季室外空氣含濕量遠(yuǎn)小于夏季，且變化也很小，故其濕度參數(shù)只給出相對濕度值。 9.1 空調(diào)房間室內(nèi)、外空氣計算參數(shù)的確定 冬季空調(diào)室外計算溫度采用歷年平均不保證 1天的日平均溫度。當(dāng)冬季不使用空調(diào)設(shè)備送熱風(fēng)，而僅使用采暖設(shè)備時，計算圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱應(yīng)采用采暖室外計算溫度。 冬季空調(diào)室外計算濕度，應(yīng)采用歷年累計最冷月平均相對濕度。 9.2 太陽輻射熱對建筑物的作用 9.2.1 太陽輻射熱 太陽是一個巨大的熾熱球體，直徑相當(dāng)于地球的 110倍，表面溫度約 6000K左右，太陽的能量是由氫聚變?yōu)楹さ臒岷朔磻?yīng)所產(chǎn)生的，聚變所產(chǎn)生的巨大能量維持著太陽的高溫。太陽表面不斷地以電磁波輻射方式向宇宙發(fā)射出巨大的熱能，總稱為太陽輻射。 9.2 太陽輻射熱對建筑物的作用 當(dāng)太陽輻射穿過大氣層時，一部分輻射光能被大氣中的水蒸氣、二氧化碳和臭氧等所吸收；一部分輻射光遇到空氣分子、塵埃和微小水珠等分子時，產(chǎn)生散射現(xiàn)象。另外云層對太陽輻射還有反射作用。最終到達(dá)地球表面的太陽輻射能可分為兩部分；一部分是從太陽直接照到地球表面的部分，稱為直接輻射。這部分輻射是具有方向性的，是太陽到達(dá)地面總輻射的主要部分；另一部分由于被各種氣體分子、塵埃和微小水珠等反射或折射，到達(dá)地球表面無特定方向稱為散射輻射，它沒有方向性，特別是在晴天，它只占總輻射的一小部分。我們把直射輻射和散射輻射之總和稱為太陽總輻射或簡稱太陽輻射。 9.2 太陽輻射熱對建筑物的作用 太陽輻射強(qiáng)度是指 1m2黑體表面在太陽照射下所獲得的熱量值，單位為 KW/m2或 W/ m2。 地面所接受的太陽輻射強(qiáng)度受太陽高度角、大氣透明度、地球緯度、云量和海拔高度等因素影響。 9.2.2 太陽輻射熱對建筑物的作用 到達(dá)地面的太陽輻射能為直接輻射和散射輻射之和，其中一部分被地面反射出去，而形成地面的反射輻射；另一部分被地面所吸收。由于地面吸收太陽輻射熱后溫度升高，形成一個輻射熱源，而向大氣及周圍物體表面發(fā)出長波輻射。所以建筑物所受到的輻射熱，除了太陽的直接輻射與散射輻射外，還有地面的反射輻射與長波輻射。此外，建筑物表面，由于受輻射而提高了表面溫度，也變成了輻射熱源，并以長波向外輻射，稱為有效輻射，這樣，建筑物表面所受到的輻射照度 J可按下式表示。 9.2 太陽輻射熱對建筑物的作用 J=JZ+JS+JD+JC-Jy (9.4) 式中 JZ 太陽直射輻射照度， W/ m2； JS 太陽散射輻射照度， W/ m2； JD 地面反射輻射照度， W/ m2； JC 地面長波輻射照度， W/ m2； Jy 建筑物表面有效輻射照度， W/ m2。 9.2 太陽輻射熱對建筑物的作用 建筑物在相同地點、不同朝向的外表面所受到的輻射強(qiáng)度各不相同。當(dāng)太陽照射到圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面時，一部分被反射，另一部分被吸收，二者的比例取決于表面材料的種類、粗糙度和顏色等。各種材料的圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面對太陽輻射熱的吸收系數(shù)不同，表面越粗糙，顏色越深吸收的太陽輻射熱就越多；反之，表面越光滑，顏色越淺吸收的太陽輻射熱就越少，因此，建筑物的外表面根據(jù)需要太陽輻射的強(qiáng)度大小而采用不同的顏色。對于夏季需使用空調(diào)的地區(qū)，外墻易采用淺色，有利于減小輻射熱。外窗采用反射玻璃，增大玻璃的反射率，減少室內(nèi)的太陽輻射熱。 9.2 太陽輻射熱對建筑物的作用 9.2.3 室外空氣綜合溫度 室外環(huán)境傳給圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面的熱量由對流傳熱和太陽輻射熱兩部分組成。這樣，建筑物單位外表面上得到的熱量應(yīng)取決于其表面換熱量與太陽輻射熱之和，即： （ 9.5） 式中 F 建筑外表面面積， m2； 室外空氣溫度， ； 圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面溫度； 表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) W/（ m2 ）； w9.2 太陽輻射熱對建筑物的作用 圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料對太陽輻射的吸收系數(shù)，見附錄 9.2； 太陽總輻射強(qiáng)度（ W/ m2）。根據(jù)地理緯度、朝向、時刻等按規(guī)范查取。 室外空氣綜合溫度， 。 稱 為綜合溫度。所謂綜合溫度是相當(dāng)于室外氣溫由原來的 值增加了一個太陽輻射的等效溫度 值。顯然這只是為了計算方便所得到的一個相當(dāng)?shù)氖彝鉁囟龋⒎菍嶋H的室外空氣溫度。 zt WwzItt /Wwz Itt /wt WI /WWwzRItt (9.6) 式中 圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面的長波輻射系數(shù)； 9.2 太陽輻射熱對建筑物的作用 圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面向外界發(fā)射的長波輻射和由天空及周圍物體向圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面的長波輻射之差， W/ m2。 值可近似取用：垂直表面 ： =0水平面： 可見，考慮長波輻射作用后，綜合溫度 值有所下降。 由于太陽輻射強(qiáng)度因朝向而異，而吸收系數(shù) 因外圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面材料而有別，所以一個建筑物的屋頂和各朝向的外墻表面有不同的綜合溫度值。 RRR0.45.3WR 。 zt9.3 空調(diào)房間冷 (熱 )、濕負(fù)荷 9.3.1冷負(fù)荷計算概述 在進(jìn)行空調(diào)房間的冷負(fù)荷計算時，首先需要對得熱量和冷負(fù)荷這兩個含義不同但又互相關(guān)聯(lián)的概念有清楚的認(rèn)識。房間的得熱量是指在某一時刻由室外和室內(nèi)熱源散入房間熱量的總和。房間冷負(fù)荷是指在某一時刻為了維持某個穩(wěn)定的室內(nèi)基準(zhǔn)溫度需要從房間排出的熱量或者是向房間供應(yīng)的冷量。兩者的關(guān)系是得熱量和冷負(fù)荷有時相等，有時則不等。得熱量的性質(zhì)和圍護(hù)結(jié)構(gòu)的蓄熱特性決定了兩者的關(guān)系。 房間的得熱量通常包括以下幾方面： (1)傳導(dǎo)得熱：由室內(nèi)、室外溫差傳熱進(jìn)入的熱量； (2)日射得熱：太陽輻射經(jīng)過圍護(hù)結(jié)構(gòu)、窗玻璃時引起的得熱； (3)人員得熱：由室內(nèi)停留人員的人體散熱引起的得熱； 9.3 空調(diào)房間冷 (熱 )、濕負(fù)荷 (4)燈光得熱：由室內(nèi)照明燈具引起的得熱； (5)設(shè)備得熱：由室內(nèi)發(fā)熱設(shè)備引起的得熱； (6)滲透和新風(fēng)得熱：由室外進(jìn)入室內(nèi)的空氣帶入的熱量。 根據(jù)熱量的性質(zhì)不同，得熱量中包含有潛熱和顯熱兩部分熱量，而顯熱又包括對流熱和輻射熱兩種成分。在瞬時得熱中的潛熱得熱和顯熱得熱中的對流成分會立即傳給室內(nèi)空氣，構(gòu)成瞬時冷負(fù)荷；而顯熱得熱中的輻射成分 (如經(jīng)窗的瞬時日射得熱及照明輻射得熱等 )被室內(nèi)各種物體 (圍護(hù)結(jié)構(gòu)和室內(nèi)家具 )所吸收和貯存，當(dāng)這些蓄熱體的表面溫度高于室內(nèi)空氣溫度時，它們又以對流方式將貯存的熱量再次散發(fā)給空氣，從而不能立即成為瞬時冷負(fù)荷。各種瞬時得熱量中所含各種熱量成分的百分比如 表 9.4所示。 9.3 空調(diào)房間冷 (熱 )、濕負(fù)荷 得熱量轉(zhuǎn)化為冷負(fù)荷的過程中，存在著衰減和延遲現(xiàn)象，不只是冷負(fù)荷的峰值低于得熱量的峰值，而且還在時間上有滯后，如 圖 9.5所示。這些衰減和滯后是由于建筑物的蓄熱能力所決定的， 圖 9.6所示為不同重量的圍護(hù)結(jié)構(gòu)的蓄熱能力對冷負(fù)荷的影響。 由上述可見，任意時刻房間瞬時總的得熱量與同一時間冷負(fù)荷未必相等，只有當(dāng)瞬時得熱量全部以對流方式傳遞給室內(nèi)空氣時或房間沒有蓄熱能力的情況下，兩者才相等。 9.3 空調(diào)房間冷 (熱 )、濕負(fù)荷 9.3.2 冷負(fù)荷計算 計算空調(diào)冷負(fù)荷的方法有兩種：即冷負(fù)荷系數(shù)法和諧波反應(yīng)法，冷負(fù)荷系數(shù)法是工程中計算空調(diào)冷負(fù)荷的一種簡化計算法，下面介紹冷負(fù)荷系數(shù)法的計算方法。 1.外墻和屋面、地面瞬變傳熱引起的冷負(fù)荷 在日射和室外氣溫的綜合作用下，外墻和屋面瞬變傳熱引起的逐時冷負(fù)荷，可按下式計算： 式中 外墻和屋面瞬變傳熱引起的逐時冷負(fù)荷， W； 外墻和屋面的傳熱系數(shù)， W (m2 )，根據(jù)外墻和屋面的不同構(gòu)造和厚度分別在附錄 9.3中查出； )( nl ttKFQ (9.7) QK9.3 空調(diào)房間冷 (熱 )、濕負(fù)荷 外墻和屋面的面積； 外墻和屋面的冷負(fù)荷計算溫度的逐時值， ，根據(jù)外墻和屋面的不同類型在附錄 9.4中查出； 室內(nèi)設(shè)計溫度， 。 應(yīng)用公式 (9.6)計算時，應(yīng)注意外墻和屋頂?shù)闹饡r冷負(fù)荷計算溫度值是以北京地區(qū)氣象參數(shù)數(shù)據(jù)為依據(jù)計算出來的。所采用的外表面放熱系數(shù)為 18.6 W/（ m2K ）；內(nèi)表面放熱系數(shù)為 8.7 W/（ m2K ），外墻和屋面吸收系數(shù)為 =0.90。為了使上述的逐時冷負(fù)荷計算溫度適用于我國其它的地區(qū)和條件，需要對他們進(jìn)行修正，可用下式計算。 ( ) (9.8) 式中 地點修正值， ，見附錄 9.5； 外表面放熱系數(shù)修正值，見 表 9.5； 外表面吸收系數(shù)修正值，見 表 9.6。 Fltntlt lt9.3 空調(diào)房間冷 (熱 )、濕負(fù)荷 經(jīng)修正后，相應(yīng)的冷負(fù)荷計算式為： (9.9) 舒適性空氣調(diào)節(jié)區(qū)，夏季可不計算通過地面?zhèn)鳠嵝纬傻睦湄?fù)荷，工藝性空氣調(diào)節(jié)區(qū)，有外墻時，宜計算據(jù)外墻 2m范圍內(nèi)的地面?zhèn)鳠嵝纬傻睦湄?fù)荷。 2.外玻璃窗瞬變傳熱引起的冷負(fù)荷 在室內(nèi)外溫差作用下，由玻璃窗瞬變傳熱引起的冷負(fù)荷計算式與上式相同，即： (9.10) 式中 外玻璃窗的瞬變傳熱引起的逐時冷負(fù)荷， W； 9.3 空調(diào)房間冷 (熱 )、濕負(fù)荷 外玻璃窗的傳熱系數(shù)， W m2 ，根據(jù)單層和雙層窗的不同情況可分別按附錄 9.6和附錄 9.7中查出當(dāng)窗框情況不同時，按 表 9.8修正；有內(nèi)遮陽設(shè)施時，單層玻璃窗 K應(yīng)減小 25，雙層玻璃窗 K應(yīng)減小 15； 窗口的面積， m2； 玻璃窗冷負(fù)荷計算溫度的逐時值， ，見 表 9.7； 空調(diào)室內(nèi)設(shè)計溫度， 。 如計算地點不在北京市，則應(yīng)按附錄 9.8對 值加上地點修正值 。 如外表面放熱系數(shù)不是 18.6 W/（ m2K ），則應(yīng)用表9.5 修正 。 KFltntltdtlt9.3 空調(diào)房間冷 (熱 )、濕負(fù)荷 3.透過玻璃窗日射得熱引起的冷負(fù)荷 無外遮陽玻璃窗的日射得熱引起的逐時冷負(fù)荷，按下式計算： (9.11) 式中 透過玻璃窗的日射得熱引起的逐時冷負(fù)荷， W； 玻璃窗的凈面積， m2 ，等于窗洞面積乘以有效面積系數(shù) Ca ，見 表 9.9； 窗玻璃的遮擋系數(shù)，見 表 9.10； 窗內(nèi)遮陽系數(shù)，見 表 9.11； 不同緯度帶各朝向七月份日射得熱因素的最大值W/m2, 見 表 9.12； 冷負(fù)荷系數(shù)，以緯 27 30 為界劃為南、北兩區(qū)，見附錄 9.9。 QFsCnCmaxJDCLC9.3 空調(diào)房間冷 (熱 )、濕負(fù)荷 4.隔墻、樓板等內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱形成的逐時冷負(fù)荷 當(dāng)空調(diào)房間與鄰室的溫差大于 3 時，需要考慮由內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的溫差傳熱對空調(diào)房間形成的瞬時冷負(fù)荷，可按穩(wěn)定傳熱的公式計算： （ 9.12） 式中 內(nèi)墻、樓板等內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱形成的瞬時冷負(fù)荷，W； 內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù) (W m2 )； 內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱面積 (m2)； 空調(diào)室內(nèi)設(shè)計溫度， ； 相鄰非空調(diào)房間的平均計算溫度， ，可用式(9.13)計算。 (9.13) )( nls ttKFQ QKFntlstlswpls ttt 9.3 空調(diào)房間冷 (熱 )、濕負(fù)荷 式中 夏季空調(diào)室外計算日平均溫度， ； 鄰室計算平均溫度與夏季空調(diào)室外計算日平均溫度的差值， ，可按 表 9.13選取。 5.照明得熱引起的逐時冷負(fù)荷 室內(nèi)熱源包括 照明散熱、設(shè)備散熱和人體散熱 等。照明設(shè)備散熱量一般屬于穩(wěn)定得熱，只要電壓穩(wěn)定，這一得熱量是不隨時間變化的。照明設(shè)備所散發(fā)的熱量由輻射和對流兩部分組成，照明散熱的對流成分直接與室內(nèi)空氣換熱成為瞬時冷負(fù)荷。其輻射成分則首先被室內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)和家具所吸收，并蓄存于其中，當(dāng)它們受熱溫度高于室內(nèi)空氣溫度后，才以對流方式與室內(nèi)空氣進(jìn)行換熱。因而 照明散熱形成冷負(fù)荷的機(jī)理與日射透過窗玻璃形成冷負(fù)荷的機(jī)理是相同的，也可用相應(yīng)的冷負(fù)荷系數(shù)來簡化計算。 lst9.3 空調(diào)房間冷 (熱 )、濕負(fù)荷 (1)照明得熱量 由于照明燈具類型和安裝方式不同，其得熱量也不同。其中 白熾燈： (9.14) 熒光燈： (9.15) 式中 照明燈具的功率， W； 鎮(zhèn)流器消耗功率系數(shù)，明裝時 =1.2，暗裝熒光燈的鎮(zhèn)流器在頂棚內(nèi)時， =1.0； 燈罩隔熱系數(shù)，當(dāng)熒光燈罩上部穿有小孔 (下部為玻璃板 )可利用自然通風(fēng)散熱于頂棚內(nèi)時， =0.5 0.6；而熒光燈罩無通風(fēng)孔時，則根據(jù)頂棚內(nèi)通風(fēng)情況取 =0.6 0.8。 PnnQ 21p1n1n9.3 空調(diào)房間冷 (熱 )、濕負(fù)荷 (2)照明得熱引起的逐時冷負(fù)荷 照明得熱引起的逐時冷負(fù)荷用下式計算： (9.16) 式中 照明得熱量， W； 照明冷負(fù)荷系數(shù)，見附錄 9.10。 6.人體散熱引起的冷負(fù)荷 人體的散熱量與性別、人體勞動強(qiáng)度、服裝、室內(nèi)外境、年齡等因素有關(guān)。 在人體散發(fā)的總熱量中，輻射成分占 40，對流成分占 20，其余 40則作為潛熱成分散出。人體的潛熱和對流散熱可以作為瞬時冷負(fù)荷，而輻射散熱與照明散熱情況類似，形成滯后冷負(fù)荷。 CLQCQ QCLC9.3 空調(diào)房間冷 (熱 )、濕負(fù)荷 附錄 9.12中給出了成年男子在不同情況下的散熱量，成年女子和兒童分別按男子的 85%和 75%計算?？紤]到人體散熱還與人員群集的場所有關(guān)，綜合考慮以上因素，人體散熱的冷負(fù)荷按下式計算： （ 9.17） 式中 人體散熱引起的冷負(fù)荷， W； 群集系數(shù)，見 表 9.14； 室內(nèi)全部人數(shù)，人； 成年男子潛熱散熱量， W人，見附錄 9.11； 人體顯熱散熱冷負(fù)荷系數(shù)，見附錄 9.12； 不同室溫和勞動性質(zhì)時成年男子顯熱散熱量， W人，見附錄 9.11。 rCLs qCqnQ QnsqCLCrq9.3 空調(diào)房間冷 (熱 )、濕負(fù)荷 7.設(shè)備散熱引起的冷負(fù)荷 空調(diào)房間的設(shè)備、用具及其它散熱表面所散發(fā)的熱量包括顯熱和潛熱兩部分。對既散發(fā)顯熱又散發(fā)潛熱的設(shè)備或用具等其潛熱散熱量作為瞬時冷負(fù)荷。而其顯熱散熱量也包括對流散熱和輻射散熱它與照明和人體的顯熱散熱一樣，對流散熱形成瞬時冷負(fù)荷，輻射散熱形成滯后冷負(fù)荷。 設(shè)備和用具散熱引起的冷負(fù)荷按下式計算： (9.18) 式中 設(shè)備和用具的顯熱散熱量， W； 設(shè)備和用具的潛熱散熱量， W； 設(shè)備和用具的顯熱散熱冷負(fù)荷系數(shù)，由附錄9.13和附錄 9.14查出，如果空凋系統(tǒng)不連續(xù)運(yùn)行， =1.0。 rCLS QCQQ SQrQ9.3 空調(diào)房間冷 (熱 )、濕負(fù)荷 9.3.3 熱負(fù)荷計算 空調(diào)房間的熱負(fù)荷是指空調(diào)系統(tǒng)在冬季里，當(dāng)室外空氣溫度在設(shè)計溫度條件時，為了保持室內(nèi)的溫度，系統(tǒng)向房間提供的熱量。一般情況，空調(diào)系統(tǒng)冬季的加熱、加濕所耗費(fèi)的能量遠(yuǎn)小于夏季的冷卻、除濕所消耗的能量。為了便于計算，冬季按穩(wěn)定傳熱方法計算傳熱量，而不考慮室外氣溫的波動。其計算方法與采暖耗熱量計算方法相同。計算圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基本耗熱量時，室外溫度應(yīng)該采用冬季室外空調(diào)計算干球溫度。普通空調(diào)建筑室內(nèi)通常保持正壓，如不是某些因工藝要求保持室內(nèi)負(fù)壓的場所，不用計算由門窗縫隙滲入室內(nèi)的冷風(fēng)滲透引起的熱負(fù)荷。 9.3 空調(diào)房間冷 (熱 )、濕負(fù)荷 9.3.4 濕負(fù)荷計算 濕負(fù)荷是指空調(diào)房間的濕源 (人體散濕、敞開水槽表面散濕等 )向室內(nèi)的散濕量。 1.人體散濕量 （ 9.19） 式中 人體散濕量， g/h； 室內(nèi)人數(shù)，人； 群集系數(shù)，見表 9.14； g 每個成年男子的散濕量， g/(h人 )，見附錄 9.15。 9.3 空調(diào)房間冷 (熱 )、濕負(fù)荷 2. 敞開水面的散濕量 (9.20) 式中 敞開水面的散濕量， kg/h； 蒸發(fā)面積， m2； 室