1-2-2-1圍護(hù)結(jié)構(gòu)冷風(fēng)滲透耗熱量計算的方法.

1、項目一：室內(nèi)熱水供暖工程施工模塊二：供暖系統(tǒng)設(shè)計熱負(fù)荷計算單元2冷風(fēng)滲透耗熱量1-2-2-1圍護(hù)結(jié)構(gòu)冷風(fēng)滲透耗熱量計算的方法1. 冷風(fēng)滲透耗熱量常用的計算方法在風(fēng)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(fēng)滲透耗熱量。計算冷風(fēng)滲透耗熱量時，應(yīng)考慮建筑物的高低、內(nèi)部通道狀況、室內(nèi)外溫差、室外風(fēng)向、風(fēng)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(yīng)計算這部分耗熱量。計算冷風(fēng)滲透耗熱量的常用方法有縫隙法、換氣次數(shù)法和百分?jǐn)?shù)法。2. 用縫隙法計算冷風(fēng)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

2、入的空氣量，進(jìn)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q2可按下式計算Q=0.28CpL（t-t）（1-2-9）2pwnnwn式中Q2冷風(fēng)滲透耗熱量（W）；C冷空氣的定壓比熱容，C=lkj/（kgc）;ppp供暖室外計算溫度下的空氣密度（kg/m3）；wnL冷空氣的滲入量（m3/h）；0.28單位換算系數(shù)，1kJ/h=0.28W。在工程設(shè)計中，多層（六層或六層以下）的建筑物計算冷空氣的滲入量L時主要考慮風(fēng)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24m的其他民用建筑）則應(yīng)綜合考慮風(fēng)

3、壓和熱壓的共同影響。3. 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(shè)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=（h-h）（p-p）g（1-2-10）rzwn式中p理論熱壓差（Pa）；rp形成熱壓的室內(nèi)豎直貫通通道內(nèi)空氣的密度（kg/m3）；nh計算

4、層門窗中心距室外地坪的高度（m）；h房屋中和面距室外地坪的高度（m）；中和面是指室內(nèi)、外壓差為零的界面，Z通常在純熱壓作用下，可以近似取為建筑物高度的一半，即h=h（H為建z2筑物高度）；g重力加速度，g=9.81m/s2。從公式中可以看出，當(dāng)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(dāng)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1-2-6為熱壓作用原理圖。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p。建筑物門窗縫隙兩側(cè)的實際有效熱壓差p與建筑物rr門、窗、

5、樓梯間、電梯井等的設(shè)置以及建筑物內(nèi)部隔斷和上下部通風(fēng)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p可按下式計算rp=Cp=C(h-h)(p-p)g(1-2-11)rrrrzwn式中p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(Pa);rC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r比值。熱壓系數(shù)C的取值，當(dāng)無法精確計算時，按表1-2-7采用。r表1-2-7熱壓系數(shù)Cr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(shè)門密閉性差密閉性好密閉性差密閉性好Cr1.01.00.80.80.60.60.4

6、0.40.23.計算冷空氣的滲入量時，風(fēng)壓的作用當(dāng)風(fēng)吹過建筑物時,空氣從迎風(fēng)面門窗縫隙滲入，被室內(nèi)空氣加熱后，從背風(fēng)面門窗縫隙滲出，冷空氣的滲入量取決于門窗兩側(cè)的風(fēng)壓差，室外風(fēng)速會隨著高度的增加而增大，冷風(fēng)滲透耗熱量也會隨之增加。我國氣象部門規(guī)定，風(fēng)速觀測的基準(zhǔn)高度是10m，規(guī)范給出各城市氣象參數(shù)中的冬季風(fēng)速v是對應(yīng)基準(zhǔn)高度h=10m的數(shù)據(jù)。o0考慮風(fēng)速隨高度的變化，任意高度h處的室外風(fēng)速v，可用下式表示hv=vhoh()ho(1-2-12)式中V高度h處風(fēng)速(m/s);hv基準(zhǔn)高度冬季室外最多風(fēng)向的平均風(fēng)速(m/s)；oa幕指數(shù)，與地面的粗糙度有關(guān)，可取a=0.2。式(1-2-12)又可寫成

7、hv=v()0.2=0.631vho.2ho10o門窗兩側(cè)產(chǎn)生的理論風(fēng)壓差就是空氣具有恒定風(fēng)速v時的動壓，即h1pf二卞Pvh2(1-2-13)f2wh式中p理論風(fēng)壓差，(Pa)；f上式計算的只是理論風(fēng)壓差Pf，門、窗兩側(cè)的實際風(fēng)壓差pf還與空氣從迎風(fēng)面滲入,從背風(fēng)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(fēng)壓差pf可用下式計算Pf=Cfpf=Cfv2=Cwhf20.631vh0.2)2o(1-2-14)式中pf風(fēng)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(fēng)壓差(Pa)；cf風(fēng)壓差有效作用系數(shù)，簡稱風(fēng)壓差系數(shù)。表示在純風(fēng)壓作用下，門窗縫隙內(nèi)

8、外空氣的有效風(fēng)壓差與理論風(fēng)壓差的比值，當(dāng)風(fēng)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(fēng)壓差系數(shù)的最大值，可取Cf=0.7；當(dāng)建筑物內(nèi)部氣流流通阻力很大時，風(fēng)壓差系數(shù)Cf值降低，約為0.3二0.5。計算門窗中心線標(biāo)高為h時，風(fēng)壓單獨作用下每米縫隙每小時滲入的空氣量L可用下h式計算Lh=apfb=a0.631h0.2v)2b=o(牛v2)b(0.6312Ch0.4)bof(1-2-15)pL=a(wv2)bC=0.6312Cho-40.3ho-4設(shè)則式中o2ohfL=CbL(1-2-16)hhoL計算門窗中心線標(biāo)高為h時，風(fēng)壓單獨作用下，每米縫隙每小時滲入的空氣量h(m3/hm)；L在

9、基準(zhǔn)高度h=10m，單純風(fēng)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(jìn)入室內(nèi)的理論滲透冷空氣量(m3/hm)；C高度修正系數(shù)，計算門窗中心線標(biāo)高為h時單位滲透空氣量，相對于h=10mho時基準(zhǔn)滲透空氣量L的高度修正系數(shù)(因為10m以下時，風(fēng)速均為v,滲入oo的空氣量均為L，所以hWlOm時應(yīng)按h=10m計算C值)；oha外門窗縫隙滲風(fēng)系數(shù)m3/(mhPab)，當(dāng)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(biāo)準(zhǔn)，按表1-2-8采用；表1-2-8外門窗縫隙滲風(fēng)系數(shù)下限值a建筑外窗空氣滲透性能分級IIIIIIWVam3/(mhPab)0.10.30.50.81.2b門

10、窗縫隙滲風(fēng)指數(shù)，b=0.560.78，當(dāng)無實測數(shù)據(jù)時，可取b=0.67。在風(fēng)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(yīng)考慮由于各地主導(dǎo)風(fēng)向的作用，不同朝向門窗滲入的空氣量是不相等的，應(yīng)對式(1-2-16)中的L值進(jìn)h行朝向修正。L值表示在主導(dǎo)風(fēng)向n=1時，門窗中心線標(biāo)高為h時單位縫長滲透的空氣量。同一h標(biāo)高，其他朝向(n1)門窗單位縫長滲透的空氣量L應(yīng)為hLz=nL(1-2-17)h(n0，該朝向門窗應(yīng)采用前述各計算公式計算其冷風(fēng)滲透耗熱量。5. 估算多層民用建筑的冷風(fēng)滲透耗熱量多層民用建筑的滲透空氣量L（m3/h），當(dāng)無相關(guān)數(shù)據(jù)時，可按下式估算L=kV（1-2-22）式中V

11、房間體積（m3）；k換氣次數(shù)（次/h），當(dāng)無實測數(shù)據(jù)時，可按表1-2-9采用。滲入冷空氣所消耗的熱量Q2可按式（1-2-9）計算。表1-2-9換氣次數(shù)房間類型一面有外窗房間兩面有外窗房間二面有外窗房間門廳K/(次/h)0.50.51.01.01.526. 估算工業(yè)建筑的冷風(fēng)滲透耗熱量百分?jǐn)?shù)法是工業(yè)建筑計算冷風(fēng)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1-2-10進(jìn)行估算。表1-2-10冷風(fēng)滲透耗熱量占總耗熱量的百分率（%）建筑物高度/m10玻璃窗層數(shù)單層253540單、雙層均有203035雙層1525307.哈爾濱市某十五層辦公樓南向底層、十層?xùn)|北向、十五層北向窗戶的冷風(fēng)滲透耗

12、熱量的計算訓(xùn)練已知條件：哈爾濱市某十五層辦公樓層高3米，冬季室內(nèi)計算溫度各房間均為t=18C，樓n梯間和走廊內(nèi)的平均溫度為t=10C，每間辦公室都有一雙層木窗，縫隙長度均為l=12m。n【解】十五層辦公樓，應(yīng)綜合考慮風(fēng)壓與熱壓的共同作用。查附錄4，哈爾濱供暖室外計算溫度t=-26C，供暖室外計算溫度下的空氣密度為p=1.4kg/m3；基準(zhǔn)高度冬季室外最多風(fēng)wn向的平均風(fēng)速v=4.7m/s。取風(fēng)壓差系數(shù)C=0.7，熱壓差系數(shù)C=0.5。ofrH3x15該建筑物中和面位置h=-=22.5m2221）南向底層設(shè)該層窗的中心線在層高的一半處，計算熱壓時取h=l.5m；計算風(fēng)壓時取h=10m（因h10m

13、）。哈爾濱南向的朝向修正系數(shù)n=1.0。求壓差比C,根據(jù)公式（1-2-21）h一hC=70lCv2h0.4fot1(22.5-1.5)x(10+26)=4.81-1nw=70X273+10.7x4.72x100.4x(273+10)n高度修正系數(shù)C=O.3ho.4=O.3X100.4=0.75h風(fēng)壓與熱壓共同作用下，冷風(fēng)滲透壓差綜合修正系數(shù)m=CC（ni/b+C）C=0.5X0.7X（1+4.81）X0.75=1.530rfh基準(zhǔn)高度單純風(fēng)壓作用下每米門窗縫隙進(jìn)入室內(nèi)的理論滲透冷空氣量L=a(v2)bo2o查表1-2-8，a=0.5，取b=0.67L=0.5X(1.4/2X4.72)0.67=

14、3.13m3/hmo冷空氣的滲入量L=Llmb=3.13X12X1.530.67=49.94m3/ho滲入冷空氣所消耗的熱量Q=0.28CpL(t-t)=0.28X1X1.4X49.94X(18+26)=861.37W2pwnnwn2)十層?xùn)|北向設(shè)該層窗的中心線在十層層高的一半處,計算熱壓時取h=(3X9+3/2)m=28.5m；計算風(fēng)壓時取h=28.5m(因h10m)。哈爾濱東北向的朝向修正系數(shù)n=0.15。求壓差比C,根據(jù)公式（1-2-21）h一hC=70z-Cv2h0.4fot1(22.5-28.5)x(10+26)f=70X=-09-1273+10.7x4.72x28.50.4x(273+10