空调负荷计算与送风量
暖通空调设计负荷计算及送风量确定
暖通空调设计负荷计算及送风量确定作为现代建筑的重要组成部分，暖通空调设计在整个建筑设计阶段中起着至关重要的作用。
通过规划和设计合适的暖通空调系统，可以确保建筑物内外部环境的舒适性，保持适宜的温度、湿度、空气洁净度和通风性，从而提高人员的工作效率和生活质量。
在暖通空调系统的设计过程中，负荷计算和送风量的确定是至关重要的步骤，下面将从这两个方面进行详细介绍。
一、负荷计算暖通空调系统设计中的负荷计算是指对建筑物内部运行所需的热量、湿度、风量、水量等因素进行测算和分析，以确定系统所需的热负荷、冷负荷、通风负荷和湿负荷等参数。
(一) 热负荷热负荷是指建筑物内部需要供应的热量，它的计算需要考虑到室内环境温度、相对湿度、人员活动方式、照明及电器设备等综合因素。
其中，热负荷的计算方法有多种，最常用的是传统的空气负荷法和热传导法。
(二) 冷负荷冷负荷是指建筑物内部需要供应的冷量，它的计算要考虑到气温、太阳辐射、室外风速和相对湿度等因素。
通常，冷负荷的计算方法主要有传统的负荷差法和从入口角度建立模型法。
(三) 通风负荷通风负荷是指室内空气的流通所需要的空气量，主要考虑到室内外的温度和湿度差异、室内外气压差、人员密度和呼吸率、室内设备的运行等因素。
其中，通风负荷的计算方法主要有补风法、正压法和负压法等。
(四) 湿负荷湿负荷是指室内空气中所存在的水分量，通常只存在于相对湿度很高的环境下。
对于人体来说，过度的湿度会使人感到不适，同时还会影响机房等设备的正常工作。
因此，在设计暖通空调系统的过程中需要进行湿负荷计算，以确保所需的湿度满足建筑物的要求。
二、送风量确定送风是暖通空调系统中最基本的要素之一，它的设定应该考虑到室内空气的流通性、室内外温度差异和风速控制等因素。
在确定送风量的时候，需要根据建筑物负荷计算的结果来决定，一般分为总送风量和单机送风量两种。
(一) 总送风量总送风量是指建筑物所需要的总的空气量，通常通过热负荷和新风量来计算得出。
空调与制冷技术(清华大学)课件——第四讲空调负荷
1第四讲空调负荷计算和送风参数清华大学建筑学院建筑技术科学系2思考题z有什么办法把房间里的产热、产湿排出去？z一个房间内，有一个1kW的热源。
要维持室内温度为25℃，如何确定送风量和送风温度？z一个房间内，有一个1kW的热源，还有一个散湿速率为0.2g/s的湿源。
如果要维持室内温度为25℃，相对湿度为60％，如何确定送风量和送风参数？3本章要解决的问题——怎么确定空调负荷？z室内设计标准如何确定？z室外气象参数如何取？z空调负荷由哪些部分组成？z如何对建筑进行分区来计算空调负荷？z空调负荷的估算法和计算法z室内热源应该怎么取？z渗透风量怎么样取？z新风量和新风负荷如何确定？z整个建筑的总负荷如何确定？z送风量与送风参数如何定？4一、设计计算参数z室内空气设计标准–舒适性空调：z夏T＝24‾28℃, ϕ=40‾65%，v≤0.3m/sz冬T＝18‾22℃, ϕ=40‾60%，v≤0.2m/sz温湿度、新风量、风速、空气含尘量、噪声等要求见设计标准与规范。
–工艺性空调：z降温空调、恒温恒湿、净化空调。
z设计标准取决于生产工艺过程的要求。
可查设计标准与规范。
5一、设计计算参数z室内空气设计标准大量新类型建筑的出现使得设计标准的制定与应用脱节–对于舒适性空调，需要根据人体热舒适性理论进行论证确定–工艺性空调由工艺专业人员研究提供6一、设计计算参数z室外空气设计参数–(1) 夏季空调室外计算干球温度t wg、湿球温度：历年平均不保证50小时(不保证系针对室外气象)–(2) 夏季空调室外计算日平均温度t wp：历年平均不保证5天的日平均温度–(3)夏季设计日的逐时干球温度展开方法1：余弦函数法：twt= twp+ (twg-twp) cos(15°τ-225°)特点：15时为峰值。
资料缺乏时作近似估算用。
7时间123456789101112βI-0.35-0.38-0.42-0.45-0.47-0.41-0.28-0.120.030.160.290.4时间131415161718192021222324βI0.480.520.510.430.390.280.140-0.1-0.17-0.28-0.29(3)设计日的逐时干球温度展开方法2：日较差法：夏季室外逐时温度twt= twp+ βΔt r= t wp+β(t wg-t wp) /0.52特点：高温短而峰值高，低温长而峰值小。
空调的热湿负荷和送风量的确定
空调的热湿负荷和送风量的确定空调的热湿负荷和送风量的确定：5．空调的热、湿负荷5.1.1建筑围护结构传热通过建筑维护结构传热包括：（1）屋顶和外墙传入（或散出）的热量；（2）窗子的传入（或散出）的热量；（3）内墙传入（或散出）的热量；（4）地面传入（或散出）的热量；以上几种不同传热（或散出）的总和即为建筑维护结构的总传热。
夏季热量由外部传入房间内，传热量为正值（＋Q），冬季热量由房间传入室外，传热量为负值（－Q）。
5.1.2人员散热、散湿人员在空调房间内会散发出热量和湿量。
人员的散热和散湿量可参照表5-1所示。
表5-1 每个人散热量(kcal/h)及散湿量（g/h）注：1KW=860kcal/h 5.1.3照明灯具散热由照明灯具的用电量（电功率）换算成热量。
对于日光灯应考虑置于室内的镇流器的散热，故应将灯管功率乘以1.2即为总功率。
5.1.4用电设备散热用电设备包括电热设备和电动设备。
其散热量也不太相同。
电热设备的热量全部散发在房间内。
知道了设备的电功率即可求得散热量。
电动设备的散热量若全部散发总空调房间内，则其发热量由其电功率可求得。
若电动机设在空调房间外，则可考虑电动机效率这一因素。
电动机的效率见表5-2所示。
表5-2 电动机效率（μ）电动设备散热计算公式Q =η·N 式中 N 电动设备电功率η电动机效率5．2快速估算热、湿负荷5.2.1计算法确定空调负荷用计算法来确定空调房间的制冷（或供暖）负荷是比较准确的，但太繁杂。
设计人员要根据设计要求查阅大量的资料、表格，结合湿空气的焓—湿图或空气线图，运用公式进行计算。
在空调传热负荷中仅建筑维护结构传热就要进行许多计算，而且相当麻烦，稍不注意就会出现差错。
用计算法来确定空调的传热量（建筑维护结构、人员、照明、设备散热、散湿等）请参阅有关设计手册，如《实用供热空调设计手册》陆耀庆主编、《空气调节设计手册》电子工业部第十设计研究院主编等。
也可采用相关的计算软件来计算。
空调负荷计算与送风量
PMV与PPD的关系
PPD是通过概率分析确定某环境条件下人群不满意的百分数 PPD＝100 – 95exp[–(0.03353 PMV 4 + 0.2179 PMV2)]
即便达到 PMV＝0，仍然 有5％的人不 满意。
空调负荷计算与送风量
室内空气温湿度设计参数的确定，除了要考虑室内参 数综合作用下的舒适条件外，还应依据室外气温、经济条 件和节能要求进行综合考虑。
可以合理的设想，人不舒适的程度愈大，由舒适状态偏离调节 机制的热负荷越大。一定活动水平的热感觉是人体热负荷的函 数，表明一个人的体内热平衡和对所处环境的热损失之间的差 异，Fanger收集了1396名美国和丹麦受试者的冷热感觉资料， 得出PMV的计算式
空调负荷计算与送风量
预测的平均热感觉指标 PMV •(Predicted Mean Vote)
空调负荷计算与送风量
室内外空气计算参数 空气调节（Air Conditioning）的意义在于向
人们提供适宜的内部空间环境。 环境指标： 主要指标 温度、湿度、空气流速、清洁度 其他指标 压力、噪声、气味等 空调房间室内气象参数的确定原则
舒适性空调－－主要取决于人体热舒适要求 工艺性空调－－主要取决于生产工艺要求
第二章 空调负荷计算与送风量
空调负荷计算与送风量
得热量和得湿量: 在室内外热、湿扰量作用下，某一时刻进入一个恒温恒湿房间内 的总热量和湿量称为在该时刻的得热量和得湿量。当得热量为负 值时称为耗（失）热量。 冷负荷和热负荷: 在某一时刻为保持房问恒温恒湿，需向房间供应的冷量称为冷负 荷；相反，为补偿房间失热而需向房间供应的热量称为热负荷； 湿负荷: 为维持室内相对湿度所需由房间除去或增加的湿量称为湿负荷
第三章_空调负荷计算与送风量确定
第三章空调负荷计算与送风量确定第一节空调房间室内、外空气计算参数3.1. 1室内空气计算参数---------课件有误！（删除“舒适性空调”）1.舒适性空调的室内空气计算参数在舒适性空调中，涉及到热舒适标准与卫生要求的室内设计计算参数有6项：温度、湿度、新风量、风速、噪声声级、室内空气含尘浓度《室内空气质量标准》（GB/T18883-2002）规定的室内空气质量标准（表3-01）《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019－2003）规定的舒适性空调室内计算参数（表3-02）《公共建筑节能设计标准》（GB50189－2005）规定的公共建筑空调系统室内计算参数（表3-03）2. 工艺性空调的室内空气计算参数某些生产工艺过程所需的室内空气计算参数（表3-04）3.1.2 室外空气计算参数我国《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019－2003）中规定选择下列统计值作为室外空气设计参数：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。
用累年最冷月平均相对湿度作为冬季空调室外计算相对湿度。
用历年平均不保证50小时的干球温度作为夏季空调室外计算干球温度。
用历年平均不保证50小时的湿球温度作为夏季空调室外计算湿球温度。
用历年平均不保证5天的日平均温度作为夏季空调室外计算日平均温度。
第二节得热量与冷负荷的关系房间得热量是指通过围护结构进入房间的，以及房内部散出的各种热量。
由两部分组成：一是由于太阳辐射进入房间的热量和室内外空气温差经围护结构传入房间的热量;另一部分是人体、照明、各种工艺设备和电气设备散入房间的热量。
按照现行的《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019-2003）上的规定，空调区的夏季计算得热量，应根据下列各项确定：通过围护结构传入的热量。
通过外窗进入的太阳辐射热量。
人体散热量。
照明散热量。
设备、器具、管道及其他内部热源的散热量。
食品或物料的散热量。
渗透空气带入的热量渗透空气带入的热量。
《空调工程(第3版)》第三章课后习题答案
第3章空调负荷计算与送风量的确定1.影响人体舒适感的因素有哪些？答：影响人体舒适感的因素有很多，其中空气温度、空气流速、空气相对湿度直接决定了人体汗液蒸发强度。
除了以上的三者外, 空气的新鲜程度, 衣着情况, 室内各表面(墙面、家具表面等)的温度高低等对人的感觉也有影响。
2.在确定室内计算参数时，应注意些什么？答：确定室内设计计算参数时, 既要满足室内热舒适环境的需要, 又应符合节能的原则。
3.为了保持人的舒适感，在以下条件发生变化时，空气干球温度应作什么变化？①人的活动量增加；②空气流速下降；③穿的衣服加厚；④周围物体表面温度下降；⑤空气相对湿度φ下降。
答：以夏季为例分析干球温度变化：①降低；②降低；③降低；④升高；⑤升高。
4.每天的气温为什么呈现周期性变化？答：由于地球每天接受太阳辐射热和放出热量形成白天吸收太阳辐射热；夜晚地面向大气层放热；于是每天的气温呈周期性变化。
5. 夏季空调室外计算湿球温度是如何确定的？夏季空调室外计算干球温度是如何确定的？理论依据是什么？它们有什么不同？答：夏季空调室外计算湿球温度采用历年平均不保证50小时的湿球温度。
夏季空调室外计算干球温度采用历年平均不保证50小时的干球温度。
即每年中存在一个干球温度,超出这一温度的时间有50 h, 然后取近若干年中每年的这一温度值的平均值。
不保证50小时，是以每天4次（2、8、14、20时）的定时温度记录为基础，以每次记录代表6小时进行统计。
6. 冬季空调室外计算参数是否与夏季相同？为什么？答：不同。
冬季采用空调室外计算干球温度和相对湿度作为计算参数。
夏季采用空调室外计算干球温度和湿球温度作为计算参数。
由于冬季空调系统加热加湿所需费用小于夏季冷却减湿的费用,为了便于计算, 冬季围护结构传热量可按稳定传热方法计算, 不考虑室外气温的波动。
因而可以只给定一个冬季空调室外计算温度作为计算新风负荷和计算围护结构传热之用。
另外, 由于冬季室外空气含湿量远较夏季小, 且其变化也很小, 因而不给出湿球温度, 只给出室外计算相对湿度值。
空调负荷计算与送风量
空调负荷计算与送风量空调房间冷(热)、湿负荷是确定空调系统送风量和空调设备容量的基本依据。
在室内外热、湿扰量作用下，某一时刻进入一个恒温恒湿房间内的总热量和湿量称为在该时刻的得热量和得湿量。
当得热量为负值时称为耗(失)热量。
在某一时刻为保持房间恒温恒湿，需向房间供应的冷量称为冷负荷，相反，为补偿房间失热而需向房间供应的热量称为热负荷，为维持室内相对湿度所需由房间除去或增加的湿量称为湿负荷。
得热量通常包括以下几方面：1．由于太阳辐射进入的热量和室内外空气温差经围护结构传入的热量，2．人体、照明设备、各种工艺设备及电气设备散入房间的热量。
得湿量主要为人体散湿量和工艺过程与工艺设备散出的湿量。
房间冷(热)、湿负荷量的计算必须以室外气象参数和室内要求维持的气象条件为依据。
第一节室内外空气计算参数一、室内空气计算参数空调房间室内温度、湿度通常田两组指标来规定，即温度湿度基数和空调精度。
室内温、湿度基数是指在空调区域内所需保持的空气基准温度与基准相对湿度，空调精度是指在空调区域内，在工件旁一个或数个测温(或测相对湿度)点上水银温度计(或相对湿度计)在要求的持续时间内，所示的空气温度(或相对湿度)偏离室内温(湿)度基数的最大差值。
例如，to=20±0．5℃和φo＝50±5%，这样两组指标便完整地衷达了室内温湿度参数的要求。
根据空调系统所服务对象的不同，可分为舒适性空调和工艺性空调。
前者主要从人体舒适感出发确定室内温、湿度设计标准，一般不提空调精度要求，后者主要满足工艺过程对温湿度基数和空调精度的特殊要求，同时兼顾人体的卫生要求。
(一)人体热平衡和舒适感人体靠摄取食物(糖、蛋白质等碳水化合物)获得能量维持生命。
食物在人体新陈代谢过程中被分解氧化，同时释放出能量。
其中一部分直接以热能形式维持体温恒定(36．5℃)并散发到体外，其它为机体所利用的能量，最终也都转化为热能散发到体外。
人体为维持正常的体温，必须使产热和散热保持平衡，人体热平衡可用下式表示：S=M-W-E-R-C(2—1)式中S——人体蓄热率，W／m2，第20页M--人体能量代谢率，决定于人体的活动量大小，w／m2,W--人体所作的机械功，W／m2，E--汗液蒸发和呼出的水蒸汽所带走的热量，W／m2，R--穿衣人体外表面与周围表面间的辐射换热量，W／m2，C——穿衣人体外表面与周围环境之间的对流换热量，W／m2。
空调负荷计算与送风量(1)
有 效 温 度 ET 诺 谟 图
普通衣着，坐姿 轻劳动条件。
(2)新有效温度ET*(Gagge)
• ASHRAE标准55-74，ASHREA手册1977版
• 参考空气环境：身着0.6 clo服装静坐，空气流速0.15m/s，相对 湿度50％，干球温度T0
• 如果同样服装和活动的人在某环境中的冷热感与上述参考空气环 境中的冷热感相同，则此环境的 ET*＝T0
• 在同样的热环境条件下，人与人的热感觉也会有所不同，因此，应该采用平 均热感觉指标的概念，而预测的平均热感觉指标常常简称为PMV。
• 可以合理的设想，人不舒适的程度愈大，由舒适状态偏离调节机制的热负荷 越大。一定活动水平的热感觉是人体热负荷的函数，表明一个人的体内热平 衡和对所处环境的热损失之间的差异，Fanger收集了1396名美国和丹麦受试者 的冷热感觉资料，得出PMV的计算式：
太阳辐射能的去向
海陆风和山谷风
（一）地球对太阳的相对位置
+23.5° 0°
0°
北回归线
-23.5°
南回归线
赤纬d
（二）太阳辐射强度
太阳辐射热量的大小用辐射强度I来表示，它是指一平方米黑体 表面在太阳照射下所获得的热量值，W/m2。
当太阳辐射线到达大气层时，其中一部分辐射热被大气层中的 臭氧、水蒸气、二氧化碳等吸收；另一部分被云层中的尘埃、冰晶 等反射或折射，形成无方向的散射辐射；未被吸收和散射部分则透 过形成直射辐射。故而，到达地面的太阳辐射=直射+散射，直射有 方向性，散射无方向性。
PMV = (0.303 e–0.036 M + 0.0275) TL = (0.303 e–0.036 M + 0.0275) {M – W – 3.05 [5.733 – 0.007 (M – W) – Pa]–0.
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得热量和得湿量: 在室内外热、湿扰量作用下，某一时刻进入一个恒温恒湿房间内 的总热量和湿量称为在该时刻的得热量和得湿量。当得热量为负 值时称为耗（失）热量。 冷负荷和热负荷: 在某一时刻为保持房问恒温恒湿，需向房间供应的冷量称为冷负 荷；相反，为补偿房间失热而需向房间供应的热量称为热负荷； 湿负荷:
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W—人体所作的机械功
在某些活动中，人可能作外部功，如爬山而获得势能， 做这些工作所消耗的能量则取自代谢自由代能。人体所 放出的热量被称为新陈代谢产热量H，这个热量小于新 陈代谢自由能产热量。
H=M－W
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人体与外界的对流、辐射和蒸发都受到人体衣着情况 的影响。
人体对流换热与周围空气温度、空气流速有关。 汗液蒸发与空气温度、湿度、空气流速有关。
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PMV与PPD的关系
PPD是通过概率分析确定某环境条件下人群不满意的百分数 PPD＝100 – 95exp[–(0.03353 PMV 4 + 0.2179 PMV2)]
即便达到 PMV＝0，仍然 有5％的人不 满意。
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室内空气温湿度设计参数的确定，除了要考虑室内参
在同样热环境条件下，人与人之间的热感觉会存在差 异，而人与人对热环境的反应的差异除了热感觉的不 同之外，还表现在对环境满意与否的差异。因此， Fanger又提出预测不满意百分数来表示人群对热环境 不满意的情况，预测平均不满意百分数常常简写为 PPD（Predicted Percent Dissatisfied）。
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人体热感觉的标度
热感觉的七点标度
热
+3
见汗滴
暖
+2
局部见汗（手、额、颈等）
稍暖 +1
感热，皮肤发粘湿润
正常 0
感觉适宜，皮肤干燥
稍凉 -1
感凉（局部关节，可忍受）
凉
-2 局部感冷不适，需加衣
冷
-3 很冷，可见鸡皮或寒颤
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预测平均不满意百分数PPD（Predicted Percent Dissatisfied）
有效温度就结合干球温度、湿球温度和空气流速的效 应来反映冷热感觉的， •
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9
人体与外界的热交换
MWCRES=0
显热交换
对流散热C 辐射散热R 潜热交换E 皮肤散湿
出汗蒸发 皮肤湿扩散 呼吸散湿
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10
M－－人体通过新陈代谢产生能量。
主要取决于人体活动量的大小
此外还与年龄性别不同有明显差别 男性基础代谢量明显高于女性 少儿、幼儿明显高于成年、老年。
风速 不应大于0．2m／s。 工艺性空调室内温湿度基数oC及其允许波动范围，应根
据工艺需要并考虑必要的卫生条件确定。
工艺性空调可分为一般降温性空调、恒温恒湿空调和
– fcl hc (tcl ta ) – 0.0014 M (34 ta ) –3.96 10-8 fcl [ (tcl + 273)4 (+ 273)4 ]}•
–0.42(MW58.15) –
PMV是由舒适方程得到的一个热感觉值数，体现了四种热环境变量的 一定组合、活动水平和着装对平均热感觉的影响的预测
人体周围环境物体的表面温度影响人体的辐射散热强 度。
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是在同样的热环境条件下，人与人的热感觉也会有所不同，因 此，应该采平均热感觉指标的概念，而预测的平均热感觉指标 常常简称为PMV（Predicted Mean Vote）。
可以合理的设想，人不舒适的程度愈大，由舒适状态偏离调节 机制的热负荷越大。一定活动水平的热感觉是人体热负荷的函 数，表明一个人的体内热平衡和对所处环境的热损失之间的差 异，Fanger收集了1396名美国和丹麦受试者的冷热感觉资料， 得出PMV的计算式
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预测的平均热感觉指标 PMV •(Predicted Mean Vote)
PMV = (0.303 e–0.036 M + 0.0275) TL
= (0.303 e–0.036 M + 0.0275) {M – W – 3.05 [5.733 – 0.007 (M – W) – Pa] 1.7310-2M(5.867Pa)
数综合作用下的舒适条件外，还应依据室外气温、经济条
件和节能要求进行综合考虑。
根据我国《采暖通风与空气调节设计规范》（GBJ19－
87）．舒适性空调计算参数如下：
夏季：温度 应采用24～28 ；
相对湿度 应采用40％～65％
风速 不应大于0．3m／s； 冬季：温度 应采用18～22 oC
相对湿度 应采用40～60 ％
工艺性空调－－主要取决于生产工艺要求
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人体热舒适感
人体的热平衡 人体的热舒适 热舒适的评价
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影响热平衡的因素
MWCRES=0
人的因素： ➢ 活动量 ➢ 衣着 环境因素： ➢ 空气干球温度 ➢ 空气相对湿度 ➢ 人体附近的空气流速 ➢ 平均辐射温度
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在同一条有效温度线上具有相同的热感觉
有效温度线与50％相对湿度线的交点上标注 着等效温度的数值，在该点等效温度与干球温 度相等
例如，通过t＝25℃，＝50％的两线的交点 的虚线即为25℃等效温度线
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有效温度ET与ASHRAE舒适区
由于人的舒适感共四个环境影响因素和两个人为因素， 因此不能用一个单一的物理量来表示环境是否处于热 舒适状态。
为维持室内相对湿度所需由房间除去或增加的湿量称为湿负荷
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得热量通常包括以下几方面：
1．由于太阳辐射进入的热量和室内外空气温差经围
护结构传入的热量； 2．人体、照明设备、各种工艺设备及电气设备散入
房间的热量。 得湿量主要为人体散湿量和工艺过程与工艺设备散
出的湿量。 房间冷（热）、湿负荷量的计算必须以室外气象参
数和室内要求维持的气象条件为依据。
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室内外空气计算参数
空气调节（Air Cຫໍສະໝຸດ nditioning）的意义在于向 人们提供适宜的内部空间环境。
环境指标：
主要指标 温度、湿度、空气流速、清洁度
其他指标 压力、噪声、气味等
空调房间室内气象参数的确定原则
舒适性空调－－主要取决于人体热舒适要求