供暖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)熱負(fù)荷講座

供暖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)熱負(fù)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(duì)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(dá)到適宜的生活條件或工作條件的技術(shù)。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(gè)基本組成部分。采暖期采暖期：從開(kāi)始采暖到采暖結(jié)束的期間。設(shè)計(jì)計(jì)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?cè)諗?shù)確定。并不指具體某地方的實(shí)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℃。熱負(fù)荷與設(shè)計(jì)熱負(fù)荷熱負(fù)荷：在某一室外溫度twn’下，為了達(dá)到要求的室溫tn,供暖系統(tǒng)在單位時(shí)間內(nèi)向建筑物供給的熱量Q’。設(shè)計(jì)熱負(fù)荷：在設(shè)計(jì)室外溫度twn下，為了達(dá)到要求的室溫tn,供暖系統(tǒng)在單位時(shí)間內(nèi)向建筑物供給的熱量Q。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(duì)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(hù)結(jié)構(gòu)的基本耗熱量圍護(hù)結(jié)構(gòu)的附加（修正）耗熱量冷風(fēng)滲透耗熱量冷風(fēng)侵入耗熱量圍護(hù)結(jié)構(gòu)的耗熱量

圍護(hù)結(jié)構(gòu)的耗熱量

=

基本耗熱量＋附加（修正）耗熱量

當(dāng)室內(nèi)溫度tn要求并不嚴(yán)格時(shí)，可近似按穩(wěn)定傳熱過(guò)程來(lái)處理。

圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基本耗熱量Q1、供暖控制對(duì)象

室內(nèi)溫度（干球溫度）

2、按一維穩(wěn)定傳熱過(guò)程計(jì)算

q＝KF(tn-twn)a

供暖物Q＝Σq＝ΣKF(tn-twn)a圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基本耗熱量圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的面積冬季室內(nèi)計(jì)算溫度溫差修正系數(shù)供暖室外計(jì)算溫度室內(nèi)計(jì)算溫度tn

1、tn指距地面2m以內(nèi)人們活動(dòng)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(wú)冷感S>0冬季舒適S<0有冷感新陳代謝輻射失熱量對(duì)流失熱量潛熱（呼吸、出汗蒸發(fā)）失熱量3、當(dāng)人體衣著舒適，保暖量充分且處于安靜狀況時(shí)20℃比較舒適，18℃無(wú)冷感，15℃是產(chǎn)生明顯冷感的溫度界限。4、一般房間較高時(shí)，垂直方向的溫度梯度不可忽略5、民用建筑物的主要房間，宜采用16～24℃；輔助建筑物及輔助用室，不應(yīng)低于下列數(shù)值：浴室25℃；更衣室25℃；辦公室、休息室18℃；食堂18℃；盥洗室、廁所12℃。

供暖室外計(jì)算溫度tw要正確的確定和合理的采暖室外計(jì)算溫度值過(guò)低，在采暖運(yùn)行期的絕大部分時(shí)間里，使設(shè)備能力富裕過(guò)多，造成浪費(fèi)；值過(guò)高，則在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不能保證采暖效果。規(guī)定的采暖室外計(jì)算溫度，適用于連續(xù)采暖或間歇時(shí)間較短的采暖系統(tǒng)的熱負(fù)荷計(jì)算。

圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱惰性原理

在采用兩磚半實(shí)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(huì)超過(guò)±1℃，對(duì)人的舒適感不產(chǎn)生影響。前蘇聯(lián)按50年中最冷的八個(gè)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(shí)間可以低于規(guī)定的采暖室外計(jì)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(jì)算溫度tn值。

按照歷年室外實(shí)際出現(xiàn)的較低的日平均溫度低于室外計(jì)算溫度的時(shí)間，平均每年不超過(guò)5天的原則，確定采暖室外計(jì)算溫度的方法。溫差修正系數(shù)數(shù)a值考慮外圍護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)不直接接接觸大氣，傳傳熱溫差有所所消減的修正正q＝KF(tn-th)=KF(tn-twn)a不供暖房間或或空間的空氣溫度℃圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳傳熱系數(shù)K值—圍護(hù)結(jié)構(gòu)的的傳熱系數(shù)，，W/（m2·℃）；—圍護(hù)結(jié)構(gòu)的的傳熱熱阻，，m2·℃/W；—圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)內(nèi)表面、外表表面的換熱系系數(shù)，W/（（m2·℃））；—圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)內(nèi)表面，外表表面的換熱熱熱阻m2·℃℃/W；—圍護(hù)結(jié)構(gòu)各各層材料的厚厚度，m；—圍護(hù)結(jié)構(gòu)各各層材料的導(dǎo)導(dǎo)熱系數(shù)，m2·℃/W；—圍護(hù)結(jié)構(gòu)本本體（包括單單層或多層結(jié)結(jié)構(gòu)材料層及及封閉的空氣氣間層）的熱熱阻m2·℃℃/W，。1、勻質(zhì)多層層材料（平板板）2、由兩種以以上材料組成成的、兩向非非勻質(zhì)圍護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)的傳熱系系數(shù)K值（兩維傳熱過(guò)過(guò)程，通常采采用近似計(jì)算算方法或?qū)嶒?yàn)驗(yàn)數(shù)據(jù)）3、空氣間層傳熱熱系數(shù)K值（（難用理論公公式確定）間層中空氣導(dǎo)導(dǎo)熱系數(shù)比組組成圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)的其他材料料小，增加了了熱阻。圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)常常用空氣間層層以減少傳熱熱量，如雙層層玻璃、復(fù)合合墻體的空氣氣間層等。地板傳熱系數(shù)數(shù)K值（地面輻射供供暖不計(jì)地板板傳熱）地板傳熱系數(shù)數(shù)K值分帶選取。注意：地下室室面積丈量，，位于室外地地面以下的外外墻視為地面面的延伸，并并從上至下按按地板相同規(guī)規(guī)則進(jìn)行傳熱熱地帶劃分。圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱熱面積的丈量量外墻面積的丈丈量，高度從從本層地面算算到上層地面面（底層除外外）。對(duì)平屋屋頂?shù)慕ㄖ镂?，最頂層的的丈量是從最最頂層的地面面到平屋頂?shù)牡耐獗砻娴母吒叨?；而?duì)有有悶頂?shù)男蔽菸菝?，算到悶悶頂?nèi)的保溫溫層表面。外外墻的平面尺尺寸，應(yīng)按建建筑物外廓尺尺寸計(jì)算。兩兩相鄰房間以以內(nèi)墻中線為為分界線。門、窗的面積積按外墻外表表面上的凈空空尺寸計(jì)算。。悶頂和地面的的面積，應(yīng)按按建筑物外墻墻以內(nèi)的內(nèi)廓廓尺寸計(jì)算，，對(duì)平屋頂，，頂棚面積按按建筑物外廓廓尺寸計(jì)算。。圍護(hù)結(jié)構(gòu)的附附加（修正））耗熱量Q1朝向修正率風(fēng)力修正率兩面外墻修正率窗墻面積比過(guò)大修正率外門開(kāi)啟修正率房高修正率間歇附加修正率朝向修正耗熱熱量室內(nèi)因陽(yáng)光射射入而得到熱熱量1、原因向陽(yáng)面圍護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)外表面溫溫度升高，失失熱量減少向陽(yáng)面圍護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)較干燥，，λ較小，K較小2、方法：考慮日射有利利作用各向不不同。按圍護(hù)結(jié)構(gòu)的的不同朝向，，采用不同的的修正率：北、東北、西西北0～10％東南、西南﹣10％～～﹣15％東、西﹣﹣5％％南﹣﹣15％～～﹣30％應(yīng)考慮當(dāng)?shù)囟救照章?、、建筑物使用用和被遮擋等等情況。還有一種適于于全國(guó)各主要要城市的朝向向修正率，可可查。風(fēng)力附加耗熱熱量考慮室外風(fēng)速速超常規(guī)范圍圍變化而對(duì)圍圍護(hù)結(jié)構(gòu)基本本耗熱量的修修正。僅限于于高地、海邊邊、曠野。風(fēng)力附加率一一般控制在5％～﹣10％高度附加耗熱熱量(地面輻射供暖暖不計(jì))考慮房高（溫溫度梯度大））過(guò)大而使耗耗熱量增加。。不適用于樓樓梯間。當(dāng)房屋高度大大于4m時(shí)，，每高出1m應(yīng)附加2％％，但總的的高度附加率率不應(yīng)大于15％高層建筑外窗窗的風(fēng)力修正正：考慮高層建筑筑在不同高度度、風(fēng)速下外外窗K值附加加率修正?？煽刹楸怼擅嫱鈮π拚紤]圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)有兩面以上上外墻，僅用用于外墻、外外門、窗。修正率5％窗墻面積比過(guò)大修修正當(dāng)窗墻（不含窗））面積比大于1：：1時(shí)，僅修正外外窗。修正率10％間歇附加修正房間或系統(tǒng)間歇供供暖耗熱量增加。。對(duì)外墻、外門、、地面、頂棚均適適用僅白天使用20％％，不經(jīng)常使用30％外門附加耗熱量考慮建筑物外門開(kāi)開(kāi)啟時(shí)，沖入冷空空氣導(dǎo)致耗熱量增增大，而對(duì)外門基基本耗熱量的修正正。冷風(fēng)滲透耗熱量Q2

（設(shè)計(jì)熱負(fù)荷中所占占比例很大）1、冷風(fēng)滲透機(jī)理理：由風(fēng)力和熱壓造成成地室內(nèi)外綜合壓壓差作用。2、冷風(fēng)滲透耗熱熱量影響因素：室外風(fēng)向、風(fēng)速，，室內(nèi)外溫差，門門窗朝向、構(gòu)造，，建筑物高低等。。滲入空氣量室外計(jì)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建筑物迎風(fēng)面（粗線部分）主導(dǎo)風(fēng)向主導(dǎo)風(fēng)向風(fēng)壓作用原理圖0壓力（﹢）（﹢）壓力0高度高度室外風(fēng)壓迎風(fēng)面背風(fēng)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一、縫隙法多層（六層及六層層以下）的建筑物物，忽略熱壓及室外外風(fēng)速沿房高的遞遞增，只計(jì)入風(fēng)壓壓作用時(shí)的計(jì)算方方法。按冬季主導(dǎo)風(fēng)向(最多風(fēng)向)計(jì)算算：滲入空氣量每米門、窗縫隙滲入空氣量門、窗縫隙的計(jì)算長(zhǎng)度朝向修正系數(shù)高層民用建筑，風(fēng)壓與熱壓共同作作用下。按各方向計(jì)算：二、換氣次數(shù)法（（用于民用建筑筑的概算法）當(dāng)無(wú)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)，，可按表采用。三、百分?jǐn)?shù)法（用用于工業(yè)建筑的概概算法）滲透耗熱量占圍護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)總耗熱量的的百分率，可按表表估算。房間體積滲入空氣量換氣次數(shù)（次/h）分戶計(jì)量供暖熱負(fù)負(fù)荷計(jì)量供暖系統(tǒng)與常常規(guī)供暖系統(tǒng)熱負(fù)負(fù)荷計(jì)算方法比較較計(jì)算方法是基本相相同的。考慮對(duì)對(duì)不同需求的熱用用戶提供一定范圍圍內(nèi)熱舒適度的選選擇余地，計(jì)量供供暖系統(tǒng)的用戶可可以根據(jù)需要對(duì)室室溫進(jìn)行自主調(diào)節(jié)節(jié)，計(jì)量供暖系統(tǒng)統(tǒng)的設(shè)計(jì)室內(nèi)溫度度宜比常規(guī)供暖系系統(tǒng)有所提高。目前，比較普遍認(rèn)認(rèn)可的看法是：計(jì)計(jì)量供暖系統(tǒng)的室室內(nèi)設(shè)計(jì)計(jì)算溫度度宜比國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)提高2℃，計(jì)計(jì)算熱負(fù)荷將會(huì)增增加7%~11%。如《大連市住宅采采暖（分戶計(jì)量））工程技術(shù)暫行規(guī)規(guī)定》對(duì)住宅室內(nèi)內(nèi)設(shè)計(jì)計(jì)算溫度按按下列數(shù)值選?。海壕邮?、客廳、餐餐廳為20~22℃，廚房為16℃，洗浴間為25℃。計(jì)量供暖系統(tǒng)運(yùn)行行中各用戶根據(jù)自自己的生活習(xí)慣、、經(jīng)濟(jì)能力等在一一定范圍內(nèi)自主選選擇室內(nèi)采暖溫度度，這就會(huì)出現(xiàn)在在運(yùn)行過(guò)程中由于于人為節(jié)能所造成成的鄰戶、鄰室傳傳熱。戶間熱負(fù)荷：相鄰戶會(huì)由于調(diào)調(diào)控、短期外出、、無(wú)人居住等各類類原因而關(guān)閉其戶戶內(nèi)的供暖系統(tǒng)，，使本戶與鄰戶（（上、下、左、右右）的內(nèi)隔墻及樓樓板兩側(cè)形成較大大的傳熱溫差，導(dǎo)導(dǎo)致本戶的總供熱熱量增加。即由于于分室調(diào)溫而出現(xiàn)的的溫度差引起的向向鄰戶的傳熱量。在確定戶內(nèi)供暖設(shè)設(shè)備容量時(shí)，選用用的房間熱負(fù)荷應(yīng)應(yīng)為常規(guī)供暖房間間熱負(fù)荷與戶間熱熱負(fù)荷之和。目前《暖通規(guī)范》》并未給出戶間傳傳熱的統(tǒng)一計(jì)算方方法。北京市

《新建集集中采暖住宅分戶戶熱計(jì)量設(shè)計(jì)技術(shù)術(shù)規(guī)程》對(duì)于集中采暖用戶戶，不采用地板采采暖時(shí)，暫按6℃℃溫差計(jì)算戶間樓樓板和隔墻的傳熱熱量，采用地板采采暖時(shí)，暫按8℃℃溫差計(jì)算戶間樓樓板和隔墻的傳熱熱量；采用分戶獨(dú)立熱源源的用戶，因間歇歇采暖的可能性更更大，戶間傳熱負(fù)負(fù)荷溫差宜按10%計(jì)算；以各戶間傳熱量總總和的適當(dāng)比例作作為戶間總傳熱負(fù)負(fù)荷，即考慮各戶戶間出現(xiàn)傳熱溫差差的概率，一般可可取50%，而頂頂層或底層垂直方方向因只向下或向向上傳熱，故考慮慮較大概率，可取取70%~80%；戶間傳熱量不宜大大于房間基本采暖暖負(fù)荷的80%。。天津市《集中供熱熱住宅計(jì)量供熱設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)程》戶間熱負(fù)荷只計(jì)算算通過(guò)不同戶之間間的樓板和隔墻的的傳熱量，而同一一戶內(nèi)不計(jì)算該項(xiàng)項(xiàng)熱傳遞，典型房房間與周圍房間的的計(jì)算溫差宜取5~8℃；考慮到戶間各方向向的熱傳遞并不是是同時(shí)發(fā)生，因此此計(jì)算房間各熱負(fù)負(fù)荷之和后，應(yīng)乘乘以一個(gè)概率系數(shù)數(shù)，且不應(yīng)超過(guò)采采暖計(jì)算熱負(fù)荷的的50%。規(guī)程中還給出了戶戶間熱負(fù)荷的具體體計(jì)算公式：1、按面積傳熱計(jì)計(jì)算方法的基本傳傳熱公式2、按體積積熱指標(biāo)計(jì)計(jì)算方