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1、第二章热负荷、冷负荷与湿负荷计算§2-1室内外空气计算参数§2-2冬季建筑的热负荷§2-3夏季建筑围护结构的冷负荷§2-4室内热源散热引起的冷负荷§2-5湿负荷§2-6新风负荷§2-7空调室内冷负荷与制冷系统的冷负荷
§2-8计算举例1、冷负荷：为补偿房间得热，保持肯定热湿环境，在单位时间内所需向房间供应的冷量，称为冷负荷。2、热负荷：为补偿房间失热在单位时间内所需向房间供应的热量，称为热负荷。3、湿负荷：为了维持房间湿度恒定需从房间除去湿量称为湿负荷。4、正确确定冷热湿负荷的意义：负荷计算是暖通空调设计的根据，关系到环境指标，保证设备容量大小，方案确定，系统管道大小等。5、冷、热、湿负荷计算根据：室外气象参数和室内空气参数。§2-1室内外空气计算参数一、室外空气计算参数〔1〕室
2、外空气计算参数：指在负荷计算中所采纳的室外空气参数。〔2〕确定室外空气计算参数：按现行的《采暖通风与空气调整设计规范》〔GB50019-2021〕中规定的计算参数。〔3〕我国确定室外空气计算参数的基本原则：按不保证天数〔小时数〕法，即全年允许有少数时间不保证室内温湿度标准。若必需全年保证时，参数需另行确定。〔4〕室外空气计算参数主要类别：1、夏季空调室外计算干、湿球温度《规范》确定，夏季空调室外计算干球取夏季室外空气历年平均不保证50h的干球温度；湿球温度也同
样。见附录2-1。历年平均：指近三十年平均。用处：用于计算夏季新风冷负荷。2、夏季空调室外计算日平均温度和逐时温度①空调围护结构传热负荷计算原理是按非稳态传热过程计算，因此须知夏季空调室外计算日平均温度和逐时温度。②逐时温
3、度按下式计算：—逐时温度℃；—夏季空调室外计算日平均温度，规范规定取夏季历年平均不保证5天的日平均温度℃，见附录2-1；—室外空气温度逐时改变系数，按表2-1确定；—夏季空调室外计算平均日较差，℃按附录2-1或下式计算—夏季空调室外计算干球温度，℃。3、冬季空调室外空气计算温度、相对湿度①用处：在冬季利用空调供暖时，计算围护结构的热负荷和新风负荷均用此温度。②确定原则：规范规定冬季历年平均不保证1天的日平均温度作为冬季空调室外空气计算温度。③相对湿度：规范规定，采纳累年最冷月平均相对湿度作为冬季空调室外空气计算相对湿度。4.采暖室外计算温度和冬季通风室外计算温度①采暖室外计算温度确实定：《规范》规定取冬季历年平均不保证5天的
日平均温度。②通风室外计算温度确实定：取累年最冷月平均
4、温度。③采暖室外计算温度的用处：用于计算采暖建筑物围护结构的热
负荷及冬季使用的局部送风、补偿局部排风和消除有害物质的全面通风等的进风。
④通风室外计算温度的用处：计算消除余热余湿的全面通风。5、夏季通风室外
计算温度和夏季通风室外计算相对湿度①通风室外计算温度确实定：《规范》规
定取历年最热月14时的月平均温度的平均值。②通风室外计算相对湿度确实定：取历年最热月14时的月平均相对湿度的平均值。③用处：计算消除余热余湿的
大棚怎么样建造的通风及自然通风中的计算，进风需冷却时的进风冷负荷也采纳。二、室内空气计算参数室内空气计算参数选择考虑因素：1、房间使用功能对舒适性的要求2、地区、冷热源状况、经济条件和节能要求等因素。对舒适性空调、采暖室内计算参数的要求，参见规范及相关设计手册。工艺性空调依据工艺及卫生
5、要求来确定，参见规范及《空气调整设计手册》。3.1.3.2工艺性空气调整室内温湿度基数及其允许波动范围，应依据工艺需要及卫生要求确定。活动区的风速：冬季不宜大于0.3m/s，夏季宜采纳0.2~0.5m/s；当室内温度高于30℃
时，可大于0.5m/s3.1.5当工艺无特别要求时，生产厂房夏季工作地点的温度，应依据夏季通风室外计算温度及其与工作地点的允许温差不得超过表3.1.5的规定夏季通风室外计算温度≤2223242526272829~32≥33允许温差1098765432工作地点温度≤323232~3535§2-2冬季建筑的热负荷采暖通风设计热负荷确实定根据：热量平衡原理，即热负荷=失热量-得热量民用建筑：失热量：围护结构耗热量、由门窗缝隙渗入冷空气〔冷风渗透〕、外门开启侵入冷
6、空气〔冷风侵入〕。得热量：太阳辐射工业建筑：失热量：除上述民用建筑失热量项目，还有冷物料运输工具、水分蒸发、通风等。得热量：设备散热，热物料一、围护结构的耗热量围护结构耗热量包含内容：①围护结构温差传热量。
②冷风渗透〔缝隙渗入冷空气〕。③冷风侵入〔外门开启侵入〕。④太阳辐射。上述代数和为围护结构耗热量，为简化计算可分为基本耗热量和附加耗热量。1、围护结构的基本耗热量按下式计算—j部分围护结构的基本耗热量，W；—j部分围护结构的传热面积，㎡；—j部分围护结构的传热系数，W/㎡·℃；—冬季室内计算温度，℃；—冬季室外计算温度，℃；—围护结构的温差修正系数，无量纲，见表2-4。①确实定：a、外墙高度，本层地面到上层地面〔中间层〕。底层：由地面下外表到上层地面。顶层：
7、平屋顶，地面到屋顶外外表。斜屋面：到屋顶的保温层外表。长：外外表到外外表，外外表到中心线，中心线到中心线。b、门、窗按净空尺寸。c、地面、屋顶面积，地面和屋顶按内廓尺寸，平屋顶按外廓。d、地下室，位于室外地面以下的外墙，按地面计算。②确实定。查有关手册计算〔多层匀质平壁〕地面通常用地带划分法：第一地带=0.47W/㎡·℃第二地带
=0.23W/㎡·℃第三地带=0.12W/㎡·℃第四地带=0.07W/㎡·℃③围护结构的热阻全面采暖建筑的围护结构必需具有肯定的保温性能，应能满足肯定的卫生要求和内外表不结露的要求，技术经济合理。围护
结构的热阻是衡量保温性能的主要指标。应依据技术经济比较确定，且符合国家有关民用建筑热工设计规范和节能标准的要求。围护结构最小
8、热阻应按规范中的公式计算确定。选择合适的围护结构。2、围护结构附加耗热量①朝向修正耗热量产生缘由：太阳辐射对建筑物得失热量的影响，《规范》规定对不同朝向的垂直围护结构进行修正。修正方法：采纳修正率，，留
意各地规定。北、东北、西北朝向：0~10%东、西朝向：-5％东南、西南朝向：-10％～-15％南向：-15％～25％选用修正率时应考虑当地冬季日照率及辐射强度的大小。冬季日照
凯特戴琳斯下载率小于35％的地区，东南、西南和南向的修正率宜采纳0～10％，其他朝向可不修正。②风力附加耗热量产生缘由：风力增添。《规范》规定在不避风的高地、
河边、海岸、旷野上的建筑物以及城镇、厂区内特殊高的建筑物，垂直的外围护结构热负荷附加5％～10％。一般城市中
9、建筑物可不附加。③外门开启附加产生缘由：加热开启外门侵入的冷空气。方法：短时间开启，无热风幕，按表2-5查取附加率。④高度附加缘由：高度过高附加方法：当净高超过4m时，每增加1m，附加率为2%，最大不超过15%，高度附加是在基本耗热量和其他附加耗热量总和上。通过某一
起义时刻围护结构传热量耗热量，二、门窗缝隙渗入冷空气的耗热量1、产生缘由：因风压与热质作用室外空气经门窗缝隙进入室内。2、方法：《规范》规定，对多层和高层民用建筑用以下方法。—加热渗入冷空气耗热量，w；0.278—单位换算系数，1kJ/h=0.278w；L—经门窗缝隙渗入室内的冷空气量，
查规范附录D，多层建筑用换气次数法计算；—采暖室外计算温度下空气密度，kg/m3；Cp—空气定压张瑞希结婚了吗
10、质量比热，1kJ/kg℃；渗透冷风量=换气次数×房间体积留意:1、空调房间通常保持正压，不计算冷风渗透。2、封窗，可不计算。3、高层建筑冷风渗透查询有关手册。房间类型一面有外窗两面有外窗三面有外窗门厅换气次数〔1/h〕0.50.5~1.01.0~1.52.0§2-3夏季建筑围护结构的冷负荷1、冷负荷计算方法：我国工程有用方法：谐波反应法、冷负荷系数法。冷负荷系数法：基础是传递函数法。便于手算。本课程采纳这种方法。谐波反应法：得热量形成冷负荷的关键是得热中辐射部分变为冷负荷的比例。谐波反应法中辐射扰量转化为冷负荷的过程为：辐射扰量投到板壁上，相当于引起板壁外表空气边界层温度升高，板壁吸热后温度升高会以对流的形式向房间放热，所放出的热量即为一部分冷负荷。2、冷负荷产生缘由：室内外温
11、差，太阳辐射，人体、照明、设备散热。一、围护结构逐时传热形成冷负荷的计算方法：1、外墙和屋顶逐时传热引起的冷负荷逐时冷负荷按下式—外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷，w；A—
外墙和屋面的面积，㎡；K—外墙和屋面和传热系数，查附录2-2，2-3；—室内计算温度，℃；—外墙和屋面的逐时综合冷负荷计算温度，查附录2-4，2-5。垂直面：=0水平面：=3.5~4℃留意：1〕附录2-4，2-5给出的是以北京地区气象参数计算而得，对其他地区，应修正，成为+∆td，可由附录2-6查得。2〕当≠18.6W/㎡·℃时，应将〔+∆td〕乘以表2-8中的修正值。3〕当改变时，可不修正。一般取8.7W/㎡·℃。4〕表中吸收系数已建议采纳=0.90，但有把握保持外外表的中浅时，表中数值可查表2-9所列
12、吸收系数修正值。因此，外墙和屋面的冷负荷计算温度为冷负荷计算式改为:5〕为了削减计算工作量，对非轻型外墙，室外计算温度可采纳平均综合温度代替冷负荷计算温度—夏季空调室外计算日平均温度，规范规定取夏季历年平均不保证5天的日平均温度℃，—夏季空调室外计算日平均综合温度—围护结构所在朝向太阳总辐射照度的日平均值，W/m2—围护结构外外表太阳辐射热的吸收系数—围护结构外外表换热系数注：附录2-4、2-5中给出的围护结构其类型是依
据围护结构热惰性指标来判定的，可参见暖通规范4.1.9或民用建筑热工设计规范2、内围护结构冷负荷：①产生缘由：邻室为非空调房间，或有发热量。②负荷计算：a、邻室为非空调房间，且通风良好，通过内墙与楼板传热冷负荷，可按式〔2-5〕计算。b、当邻室
13、有发热量时，可视作稳定传热，按下式——内围护结构传热系数℃；——内围护结构面积m2；——建军多少周年了
夏季空调室外计算日平均温度℃；——附加温升，按表2-10选取。3、外玻璃窗逐时传热引起的冷负荷〔温差传热〕通过外玻璃窗冷负荷——外玻璃窗口瞬变传热引起的冷负荷；——外窗传热系数℃，查附录2-7、2-8；——窗口面积；——外窗冷负荷温度的逐时值，按式2-1计算或查附录2-10。留意：1〕值要依据窗框状况不同修正，修正值查附录2-9；2〕要进行地点修正，修正值可查附录2-11。因此，式〔2-9〕变为：4.地面传热形成的冷负荷舒适性空调：夏季可不计算地面传热形成的冷负荷工艺性空调规范规定：有外墙时，距外墙2
14、m内的地面要计算传热形成的冷负荷。〔稳态计算〕保温地面Kg=0.35W/m2℃非保温地面Kg=0.47W/m2℃二、通过玻璃窗的日射得热引起冷负荷的计算方法。〔一〕日射得热因数的概念1、日射得热的分类：通过玻璃窗直接进入室内的太
阳辐射热qt窗玻璃吸收太阳辐射后进入室内热量qα2、影响因素：窗类型遮阳设施太阳入射角太阳辐射强度3、日射得热因数：因素组合太多，无法建立太阳辐射得热与太阳辐射强度间的函数关系，于是采纳一种对比计算方法，采纳3mm厚玻璃〔一般平板〕作标准玻璃，在=8.7℃和=18.6℃条件下，得出夏季〔七月份为代表〕通过这一“标准玻璃”的日射得热量和值。称为日射得热因数。经统计计算，得出适用于各地区〔不同纬度〕的，由附录2-12查得。在非标准玻璃状况下，不同窗类型和遮阳
15、设施对得热影响可对加以修正，乘以窗玻璃的综合遮挡系数。窗玻璃的遮阳系数定义式为由附录
2-13查得；——窗内遮阳设施的遮阳系数，由附录2-14查得。外遮阳不介绍。〔二〕通过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷的计算方法冷负荷式中—窗口面积；—有效面积系数，附录2-15查得；—窗玻璃冷负荷系数，无因次，附录2-16至2-19查得。留意：分南北区，以北纬27°30‘为界。1、室内热源散热的构成：设备散热照明散热人体散热2、室内热源散热的类型：显热潜热显热：因温差造成。以对流形式散出的成为瞬时冷负荷；以辐射形式散出的成为先被围护结构或家具外表所吸收，然后再缓慢散出，形成滞后冷负荷，要采纳冷负荷系数计算。潜热：因水分凝聚放热，为瞬时冷负荷。§2-4室内热源散热引起的冷负荷一、设备散热形成的冷负荷
16、按下式计算：式中：-设备和用具显热形成的冷负荷，W；-设备和用具的实际显热散热量，W；-设备和用具的实际显热冷负荷系数，可由附录2-20、20-21查得，假如空调系统不连续运行，则=1.0。1、电动设备当工艺设备和电动机都在室内时当工艺设备在室内，而电动机不在室内当工艺设备不在室内，而只有电动机在室内时其中各项意义N—电动设备的安装功率kW；—电动机效率，可由产品样本查，Y系列电动见表2-11。—利用系数，电动最大实耗功率与安装功率之比，一般取0.7-0.9。—电机负荷系数，电机每小时平均实耗功率与机器设计时最大实耗功率之比，精密机床可取
0.15-0.40，一般机床取0.5左右。—同时使用系数，室内电机同时使用安装
功率与总安装功率之比，一般取0
17、.5-0.8。2、电热设备散热量对无保温密闭罩的设备，按下式计算—考
虑排风带走热量的系数，一般取0.5，其他符号同前。3、电子设备计算公式同〔2-17〕其中依据使用状况而定，计算机取1.0，一般仪表取0.5-0.9。二、照明设备形
成的冷负荷特点：电压肯定时，室内照明散热量不随时间改变，是稳定散热量，但以对流与辐射两种方式散热，仍采纳冷负荷系数计算。白炽灯荧光灯式中：—灯具散热形成的冷负荷，W；N—灯具所需功率KW；—镇流器消耗功率系数，明装荧光灯的镇流器在空调房间内时，取n1=1.2，当暗装荧光灯镇流器装设在顶棚内时n1=1.0。—灯罩隔热系数，当灯罩上部有孔，可利用自然通风散热于顶棚内时n2=0.5-0.6，无通风孔n2=0.6-0.8；—照明散热冷负荷系数，可由附录2-22
18、查得。三、人体散热形成的冷负荷1、影响人体散热因系：性别、年龄、穿着、活动强度及四周环境条件〔温、湿度等〕。2、特点：潜热量和对流热形成瞬时冷负荷，辐射热形成滞后冷负荷，采纳冷负荷系数进行计算。3、计算基础：
为设计计算方便，以成年男子散热量为计算基础，对不同功能建筑物中各类人员进行修正，引入集系数，表2-12给出数据。4、人体显热散热引起的冷负荷计算式为式中：—人体显热散热形成的冷负荷，W；—不同室温柔劳动性质成年男
子显热散热量，W，见表2-13；n—室内全部人数；—集系数，见表2-12；—
冷负荷系数，由附录2-23查得。注：人员密集的场所〔影院、剧院、会堂等〕
由于人体对围护结构和室内物品的辐射换热量相应削减，可取=1.0。5、人体潜热散热引起的冷负荷计算式为：—人体潜热形
19、成的冷负荷，W。—不同室温柔劳动性质成年男子潜热散热量，W见表
2-13；n,—同式〔2-21〕。§2-5湿负荷1、湿源：人体散湿，敞开水池〔槽〕外表散湿，地面积水，洗涤洗浴，工艺过程等。2、湿负荷：为维持室内恒定的空气含湿量需去除的湿量。一、人体散湿量人体散湿量按下式计算：式中—人体散湿量，kg/s；—成年男子小时散湿量，见表2-13；—同式〔2-21〕。
二、敞开水外表散湿量式中mw—敞开水外表散湿量，kg/s；A—蒸发外表面积，m2；pw—水面温度下的饱和空气水蒸气分压力，Pa；pa—空气中水蒸气分压力，Pa；Bs—标准大气压，101325Pa；B—当地实际大气压力，Pa；β—蒸发系数，kg/Ns，β按下式计算：β=〔α+0.00363v〕×0.00001α—空气
20、温度为15~30℃时，不同水温下的扩大系数kg/Ns，见表2-14；v—水面上空气流速，m/s。为简化计算可按下式式中：—敞开水外表的散湿量，kg/s；w—单位水面蒸发量，kg/ ，见表2-15；A—蒸
发外表面积，。§2-6新风负荷1、通风换气的作用：保障良好的室内空气品质。2.室外新奇空气〔简称新风〕的处理：夏季：室外空气焓值和温度比室内空气高，消耗冷量。冬季：气温低，含湿量少，消耗热量和加湿量。3、新风能量消耗比重：新风能耗约占空调系统总能耗25%-30%，高级宾馆和办公建筑可高达40%，耗能可观。4、新风量确定原则：满足空气品质前提下，尽量选较小的新风量。按规范手册规定〔或推举〕。计算在§6-4和§8-2。5、夏季空调新风冷负荷按下式计算：
21、式中—夏季新风冷负荷，KW；—新风量，kg/s；—室外空气焓值，kJ/kg；—室内空气焓值，kJ/kg。6、冬季空调新风热负荷按下式计算：式中—空调新风热负荷，kW；—空气定压比热kJ/kg℃，1.005kJ/kg℃；—冬季空调室外计算温度，℃；—冬季空调室内计算温度，℃。§2-7空调室内冷负荷与制冷系统的冷负荷图2-1给出空调制冷系统负荷的组成框图，表示出空调室内的冷负荷，与制冷系统负荷的形成及组成。1.得热量与冷负荷是两个概念不同而又有关联的量得热量：指某一时刻〔瞬时〕由室内和室外热源进入房间的热量总和。可以分为显热和潜热，显热中又分为对流热和辐射热。冷负荷：为维持室内温度恒定，在某一时刻〔瞬时〕应从房间除去的热量。差异所在：瞬时得热
22、量中，以对流方式传递的显热、潜热直接放热给空气，构成瞬时冷负荷。辐射方式传热量，为围护结构和物体吸收并贮存，然后放出，称为滞后冷负荷。瞬时得热量≠瞬时冷负荷；只有当得热量中不存在辐射热或结构和物体无蓄热能力时才相等。2、室内冷负荷：包括①由于室内外温差和太阳辐射，通过围护结构进入室内的热量形成的冷负荷。②人体散热，散温形成的冷负荷。
③灯光照明散热形成的冷负荷。④其它设备散热形成的冷负荷。上述空调室内冷负荷是确定空调送风处理过程，系统设定和设备容量的根据之一。3、新风冷负荷：处理新风需要的冷负荷。4、空调系统冷负荷：从热平衡角度分析，系统冷负荷包括：①室内冷负荷；②新风冷负荷〔以上两项是主要部分〕；
③制冷量输送过程传热；〔冷损失〕④输送设备〔风机、
23、泵〕的机械能转变的得热量；⑤某些空调系统采纳冷、热抵消的调整手段〔如再加热〕；⑥其它进入空调系统的热量〔顶棚回风，灯光热量带入回风系统。〕系统冷负荷=房间冷负荷+新风负荷+冷损失+各系统