第2章热负荷计算(2)详解
暖通空调-第2章-热负荷、冷负荷与湿负荷计算
第2章 热负荷、冷负荷与湿负荷计算华北电力大学-荆有印为了保持建筑物的热湿环境，在某一时刻需向房间供应的冷量称为冷负荷；相反，为了补偿房间失热需向房间供应的热量称为热负荷；为了维持房间相对湿度恒定需从房间除去的湿量称为湿负荷。
热负荷、冷负荷与湿负荷是暖通空调工程设计的基本依据，暖通空调设备容量的大小主要取决于热负荷、冷负荷与湿负荷的大小。
热负荷、冷负荷与湿负荷=f(室外气象参数,室内空气参数)2.1 室内外空气计算参数2.1.1 室外空气计算参数1. 夏季空调室外计算参数空调室外计算干球温度：取室外历年平均不保证50h 的干球温度；空调室外计算湿球温度：取室外历年平均不保证50h 的湿球温度。
空调室外计算日平均温度：取室外历年平均不保证5d 的平均温度；空调室外设计日逐时温度，按下式计算：d m o r t t t ∆+=β. (2-1)式中 m o t .—夏季空调室外计算日平均温度，℃； β—室外空气温度逐时变化系数，按表2-1确定；d t ∆—夏季空调室外计算平均日较差，℃，s o t .—夏季空调室外计算干球温度，℃。
表2-1空调室外空气计算温度：采用历年平均不保证1d 的日平均温度；空调室外空气计算相对湿度：采用历年一月份平均相对湿度的平均值。
3．冬季采暖室外计算温度和冬季通风计算温度采暖室外计算温度：取历年平均不保证5天的日平均温度； 通风室外计算温度：取累年最冷月平均温度；4．夏季通风室外计算温度和夏季通风室外计算相对湿度通风室外计算温度：取历年最热月14时的月平均温度的平均值；通风室外计算相对湿度：取历年最热月14时的月平均相对湿度的平均值。
2.1.2 室内空气计算参数1．室内空气计算参数的主要影响因素 ⑴建筑房间使用功能对舒适性的要求。
⑵地区、冷热源情况、经济条件和节能要求等因素。
2．室内空气计算参数的选择根据我国国家标准《采暖通风与空气调节设计规范》(GBJ19-87)的规定： ⑴对舒适性空调和采暖夏季：温度 24-28℃ 相对湿度 40％-65％： 风速 ≯0.3m/s 。
第2章城市供热热负荷计算
p max( y )
2.4热负荷的计算
2.4.1最大计算热负荷及平均热负荷 根据各热用户的热负荷曲线相加求得总热负荷 曲线，其最大值及平均值乘以K值（管网热损 失及换热站用汽系数），即求得换热站（锅炉 房）的最大计算热负荷及平均热负荷。
20
2.4.2如果不能取得热负荷曲线，则可以 采用热负荷资料进行计算
生活平均热负荷cpcpcpcpcp222423全年热负荷计算2424热负荷的估算采暖热负荷通风热负荷空调热负荷空调冬季热负荷cpcpcpcp23空调夏季热负荷生活热水热负荷生活热水平均热负荷生活热水最大热负荷住宅旅馆医院等建筑工业企业生活间公共浴室学校剧院体育馆等建筑copmax1036002425工业热负荷26城市供热管网热负荷261蒸汽管道和热水管道热负荷262凝结水回水管道热负荷凝结水自流回水管道凝结水余压回水管道max251什么是供热热负荷其在城市供热工程设计中具有什么作用
Dck Qyh
w (hck hw )
11
2.3热负荷典型曲线图绘制
2.3.1生产热负荷曲线 2.3.1.1典型日热负荷曲线
图2－1 典型日生产热负荷图 a)三班制典型日负荷图 b) 二班制典型日负荷图 c)一班制典型日负荷图
12
2.3.1生产热负荷曲线
2.3.1.2月负荷曲线 2.3.1.3年生产热负荷曲线
2.1.1.2按产品单耗验算
WbQnbs D hb hma hrt hma Ta
城市供热管网最大生产工艺热负荷，应取经核实后 的各热用户最大热负荷之和乘以同时使用系数。同 时使用系数可取0.6～0.9。
6
2.1.2采暖、空调热负荷资料的收集
采暖（空调）热负荷调查表
采暖 采暖指 面积 标
第2章 热负荷计算 (2)
W/ m2· ℃
c. 地面的传热系数 地面通常用地带划分法： 第一地带 K j =0.47 W/㎡· ℃
第二地带 K j =0.23 W/㎡· ℃
第三地带 K j =0.12 W/㎡· ℃ 第四地带 K j =0.07 W/㎡· ℃ 地面传热地带的划分 非保温地面的传热系数和热阻
地 带
（㎡· ℃／W） 第一地带 第二地带 第三地带 第四地带 （W／㎡· ℃）
A R n R w R p j n Ai R 0 i i 1
修 正 系 数
序 1 2 3 4 号
2 / 1 或 (2 3 ) / 21
0.09～0.19 0.20～0.39 0.40～0.69 0.70～0.99 0.86 0.93 0.96 0.98
供暖系统设计热负荷是供暖设计中最基本的 数据。它直接影响供暖系统方案的选择,供暖管
道管径和散热器等设备的确定，关系到供暖系统
的使用和经济效果。
二、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）耗热量。
③冷风侵入（外门开启侵入）耗热量。
④太阳辐射得热量。
按围护结构的不同朝向，选择不同的朝向修正率。 （注意各地规定）
Qch X ch .Q j
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
选用修正率时应考虑当地冬季日照率及辐射强度的大小。 冬季日照率小于35％的地区，东南、西南和南向的修正率 宜采用0～-10％，其他朝向可不修正。
② 风力附加耗热量
a. 主要原因： 考虑室外风速变化而对围护结构基本耗热量
供暖室外计算温度的用途：计算供暖建筑物围护结
热负荷计算方法
风量后，再计算其耗热。
4. 外门开启冲入冷风耗热量 Q3(W)
请参考《实用供热空调设计手册》第二版
P314 。
5. 单层厂房的大门开启冲入冷风耗热量
Q3(W)
每班开启时间等于或者小于 15min 的大门，采用附加率法确定其大门冲入冷风耗热
附加在大门的基本耗热量上，附加率为 200% ~ 500%
每班开启时间大于 15min 的大门，按下面经验公式确定其大门开启冲入冷风量
V 的计算方法：
V = ∑（l ·L ·n ）
(3.1.1)
式中：
l— 房间某朝向上的可开启门、窗缝隙的长度， m ；
L— 每米门窗缝隙的渗风量， m3/(m ? h) ；
n — 渗风量的朝向修正系数。
考虑热压与风压的联合作用， 且室外风速随高度递增时的计算方法 （暖通与空调设
计规范规定之方法） : V = l1 ·L0 ·pow(m, b) 式中：
式中：
Qj — 该围护物的基本耗热量， W ；
βch — 朝向修正；
βf — 风力修正；
βlang — 两面外墙修正；
βm —窗墙面积比过大修正；
βfg —房高修正；
βjian —间歇附加。
3. 通过门、窗缝隙的冷风渗透耗热量
Q2(W)
Q2 = 0.28 ·Cp ·V ·ρｗ·(tn - tw)
式中：
F—车间上部可能开启的排风窗或排气孔的面积，
m2
多层厂房大门开启冲入冷风耗热量可按民用多层建筑外门开启冲入冷风耗热量计算，
条
件是车间内无机械通风造成的余压（或正或负） ，无天窗，无大量余热。
3
G
（ kg/s ）: G=A+(a+N · vw) ·F 式中：
供暖热负荷计算
供暖热负荷计算供暖热负荷计算是针对建筑物或空间的供暖系统设计的重要环节，能够确保供暖系统的正常运行和满足室内舒适温度的要求。
热负荷计算是通过对建筑物或空间内各种因素的综合考虑，计算出供暖系统需要提供的热量。
下面将从热负荷的定义、计算方法以及影响热负荷的因素等方面进行详细介绍。
首先，热负荷是指在室内环境中，建筑物或空间所需要的热量。
室内温度、外部气温、建筑物的结构、材料、面积等因素都会影响建筑物的热负荷。
因此，热负荷计算应该综合考虑以上因素，以确定合适的供暖系统容量。
热负荷计算一般可以分为两种方法，即传统方法和现代方法。
传统方法主要通过经验公式和因数来进行计算，例如根据建筑物的面积、外墙材料、窗户的数量和尺寸等来估计热负荷。
而现代方法则采用计算机软件来进行热负荷计算，更加科学和精确。
这些软件可以根据建筑物的具体参数，如墙体材料、窗户型号、保温层厚度等进行热负荷计算。
影响热负荷计算的因素有很多，下面列举几点主要的因素：1.窗户和墙体的传热系数：窗户和墙体是建筑物外部与室内的分界面，传热系数的大小直接影响热负荷计算的准确性。
一般来说，传热系数越小，热负荷越小。
2.外部气温和室内温度：外部气温和室内温度是热负荷计算的两个基本参数。
当外部气温较低，室内温度要求较高时，热负荷就会增加。
3.建筑物的保温性能：建筑物的保温性能是指建筑物对外界热传导的抵抗能力。
建筑物的保温性能越好，热负荷就越小。
4.室内人员和设备的热量释放：人员和设备的热量释放是热负荷计算中的一个重要因素。
人员和设备产生的热量会增加热负荷。
5.通风换气量：通风换气量也会影响热负荷。
通风换气量越大，热负荷也会相应增加。
综上所述，供暖热负荷计算是建筑物供暖系统设计的重要环节。
通过对室内外温度、建筑物结构、面积、保温性能、人员和设备热量释放以及通风换气量等因素的综合考虑，可以准确计算出供暖系统所需的热量。
计算方法可以根据传统方法和现代方法进行选择，以满足实际需求。
热负荷及散热量计算讲解
热负荷及散热量计算所谓热负荷是指维持室内一定热湿环境所需要的在单位时间向室内补充的热量。
所谓得热量是指进入建筑物的总量，它们以导热、对流、辐射、空气间热交换等方式进入建筑。
系统热负荷应根据房间得、失热量的平衡进行计算，即房间热负荷=房间失热量总和-房间得热量总和房间的失热量包括：1）围护结构传热量Q1 ；2）加热油门、窗缝隙渗入室内的冷空气的耗热量Q2 ；3）加热油门、孔洞和其他相邻房间侵入的冷空气的耗热量Q3 ；4）加热由外部运入的冷物料和运输工具的耗热量Q4 ；5）水分蒸发的耗热量Q5 ；6）加热由于通风进入室内冷空气的耗热量Q6;7）通过其他途径散失的热量Q7 ；房间的得热量包括：1）太阳辐射进入房间的热量Q8 ；2）非供暖系统的管道和其他热表面的散热量Q9；3）热物料的散热量Q10 ；4）生产车间最小负荷班的工艺设备散热量Q11 ；5）通过其他途径获得的散热量Q12 ；1.1围护结构的基本耗热量q= KF （£ _t w）aI式中q—围护结构的基本耗热量，WK —围护结构的传热系数，w/（ m2 . C ）;F —围护结构的面积，m；t'w —供暖室外计算温度，c；tn—冬季室内计算温度，c；a —围护结构的温差修正系数。
整个建筑物的基本耗热量等于各个部分围护结构的基本耗热量的总和：Q1 F q，「KF（t n —tw）1.2围护结构的附加耗热量在实际中，气象条件和建筑物的结构特点都会影响基本耗热量使其发生变化，此时需要对基本耗热量加以修正，这些修正耗热量称为围护结构附加耗热量。
附加耗热量主要有朝向修正，风力附加和高度附加耗热量。
1.2.1朝向修正耗热量朝向修正耗热量是太阳辐射对建筑围护耗热量的修正。
表1-1朝向修正率《暖通规范》规定：在一般情况下不必考虑风力附加。
1.2.3高度附加耗热量《暖通规范》规定：民用建筑和工业辅助建筑(除楼梯间外) 的高度附加率，当房高超过四米时，每增加一米，为附加围护基本耗热量和其他修正量总和的2%但总附加率不超过总附加率的15%所以，建筑物的总耗热量等于围护结构基本耗热量和朝向修正，风力附加和高度附加耗热量的总和，贝UQ1(1 X g)' aKF (t n -t w')(1 X ch xj式中Xch—朝向修正率，%Xf—风力附加率，%Xg—高度附加率，%1.3冷风渗透耗热量在室内外风压和热压压差作用下，室外的冷空气通过门窗的缝隙渗入室内，被加热后又溢出室外。
暖通空调-第2章-热负荷、冷负荷与湿负荷计算
暖通空调-第2章-热负荷、冷负荷与湿负荷计算1. 热负荷计算1.1 热负荷计算的概念热负荷指的是单位时间内建筑物所需要的热量。
在暖通空调领域，热负荷计算是非常重要的一项工作，其精准程度直接影响着设计方案的质量。
1.2 热负荷计算的方法热负荷计算的方法主要分为传统计算法和现代计算法两种。
传统计算法传统计算法主要依据经验公式或者查表法来计算热负荷，这种方法优点在于简单易行，但精度较低，适合于一些建筑物的初步设计。
现代计算法现代计算法则主要依赖于计算机技术，通过数学模型和计算软件，可以做到更加精准的热负荷计算。
不过这种方法需要掌握一定的计算机技能才能应用。
1.3 热负荷计算的要点要做好热负荷计算，需要注意以下几点：1.做好建筑物的环境分析，包括气象条件、周边建筑物、设备情况等等；2.选择合适的计算方法和手段；3.按照一定的标准和规范进行计算；4.对计算结果进行反复核对和修正，确保精度。
2. 冷负荷计算2.1 冷负荷计算的概念冷负荷指的是单位时间内建筑物需要的冷量。
冷负荷计算是设计空调系统的重要前提和基础，其准确性关系到空调系统的节能效果和使用效果。
2.2 冷负荷计算的方法冷负荷计算的方法很多，常见的有传统计算法和电脑计算法两种。
传统计算法传统计算法主要是基于经验公式或者查表法进行计算，这种方法适用于简单建筑物和初步设计。
但是精度较低，无法满足高精度的设计需求。
现代计算法现代计算法则主要依赖于计算机技术，采用数学模型和计算软件进行计算。
这种方法计算精度高，可以应用于对精度要求高的设计项目中。
2.3 冷负荷计算的要点冷负荷计算的要点可以概括为以下几点：1.做好建筑物的环境分析，包括气象条件、周边建筑物、变化规律等等；2.选择合适的计算方法和手段；3.参照一定的标准和规范进行计算；4.对计算结果进行反复核对和修正，确保精度。
3. 湿负荷计算3.1 湿负荷计算的概念湿负荷是指单位时间内建筑物所需要的水分量。
湿负荷计算是一项非常重要的工作，可以用于确定恰当的空气湿度，实现更加舒适的室内环境。
建筑节能的热负荷计算方法
建筑节能的热负荷计算方法建筑节能是当前社会中一个十分重要的议题。
为了实现建筑节能的目标，热负荷计算方法是一个关键步骤。
本文将介绍几种常用的建筑热负荷计算方法，以帮助读者更好地理解和应用于实际工程中。
一、简述热负荷计算的概念和意义热负荷计算是指根据建筑的使用需求和环境条件，计算建筑内部热源和热损失之间的平衡，从而确定建筑的制冷和供暖能力。
准确计算热负荷有助于正确选择制冷设备和供暖设备，合理设计建筑结构和空调系统，从而降低能源消耗，提高建筑节能性能。
二、传统热负荷计算方法1. 定义建筑的能量平衡方程传统的热负荷计算方法通常基于建筑的能量平衡方程。
该方法将建筑划分为若干部分，并计算每个部分的热量输入和输出。
然后，通过求解能量平衡方程，得到建筑的总热负荷。
2. 热负荷计算手册法热负荷计算手册法是一种经验性的方法，通常使用建筑物的基本尺寸、材料性质、使用功能和场所的特点等因素来进行计算。
根据经验公式和相关参数，该方法可以快速估算建筑的热负荷，提供建筑节能设计的参考依据。
三、模拟计算方法随着计算机技术的发展，热负荷计算方法也发生了变化。
模拟计算方法是一种基于计算机模拟建筑空间热传输的方法，可以更为准确地计算建筑的热负荷。
常见的模拟计算软件有EnergyPlus、TRNSYS等。
1. 建筑热环境模拟建筑热环境模拟是指通过模拟计算，对建筑内部热量传递、室内温度分布和建筑物的能耗进行预测和分析。
该方法可以考虑建筑的不同朝向、外墙材料、窗户特性等因素，提供更准确的热负荷计算结果。
2. CFD模拟CFD模拟是建筑工程中常用的计算流体力学方法，可以模拟建筑内部的流动和热传递过程。
通过CFD模拟，可以得到建筑内部空气流动的速度、温度和湿度分布情况，进而计算建筑的热负荷。
这种方法适用于复杂的建筑形状和气流场景。
四、热负荷计算的参数选择和边界条件热负荷计算需要确定一系列参数和边界条件，以确保计算结果的准确性和可靠性。
其中，以下几个参数和边界条件是十分关键的。
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1、冷负荷：为补偿房间得热，保持一定热湿环境，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 依据，关系到环境指标，保证设备容量大小，方案确定，系统
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：太阳辐射、设备散热、热物料等
2. 热负荷Q的特点：随着室外温度的变化而变化。 因为室外温度的变化直接导致了供暖房间得、失热 量的变化。 3. 供暖系统的设计热负荷：指在设计室外温度下 ， 为达到要求的室内温度，供暖系统在单位时间内向 建筑物供给的热量。
2、地区、冷热源情况、经济条件和节能要求等因素。
对舒适性空调、供暖室内计算参数的要求，参见规范
及相关设计手册。
工艺性空调根据工艺及卫生要求来确定，参见规范及
《空气调节设计手册》。
1）冬季室内计算温度
tR
：
定义：室内计算温度指距地面2m以内人们活 动区域的平均空气温度。 当人体衣着适宜，保暖量充分且处于安静状 况时：室内温度20 ℃比较舒服，18 ℃无冷感， 15 ℃为明显冷感温度界限。
人们为了生产和生活上的需要，要求室内能够 维持一定的温度。 在冬季由于室内、外温度的差别，就会有热量 自室内不断地传向室外，从而导致室内温度的降低。 为了维持室内温度不变，就需要不断地向室内供给 热量，这部分供给的热量就称之为热负荷。
1. 热负荷Q的确定方法：是由冬季供暖房间的热平衡决定的。
如： 失热量有：Q 1 、Q2 、Q3 、Q4 、Q5 、Q6. 得热量有： Q 7、Q8、Q9 、Q10 、Q11. 则： ∑Q失 = Q 1 +Q2 +Q3 +Q4 +Q5 +Q6 ∑Q得 = Q 7+Q8+Q9 +Q10 +Q11. 供暖房间的热平衡。即： ∑Q失=∑Q得+Q 则热负荷： Q =∑Q失-∑Q得
供暖系统设计热负荷是供暖设计中最基本的 数据。它直接影响供暖系统方案的选择,供暖管
道管径和散热器等设备的确定，关系到供暖系统
的使用和经济效果。
二、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）耗热量。
③冷风侵入（外门开启侵入）耗热量。
④太阳辐射得热量。
上述代数和为
围护结构耗热量，
为简化计算可将围护结构温差传热量分为：围 护结构基本耗热量和附加（修正）耗热量； 即：
' ' Q' Q1. Q （ 1 x g） aKF (t j 1.x
围护结构的基本耗热量，按一维稳定传热计算。
1、围护结构的基本耗热量按下式计算：
.
Q j A j K j (t R t o.w )
—j部分围护结构的传热面积，㎡；
.
Q j —j部分围护结构的基本耗热量，W；
Aj
K j —j部分围护结构的传热系数，W/㎡·℃；
tR
—冬季室内计算温度，℃；
to.w —供暖室外计算温度，℃；
—围护结构的温差修正系数，无量纲，
见表2-4.
① 温差修正系数 ：
计算与大气不直接接触的外围护结构的基本 耗热量
民用建筑冬季供暖室内设计参数：
寒冷和严寒地区主要房间 夏热冬冷地区主要房间 辅助建筑物及辅助用房 浴室 更衣室 办公室、休息室 食堂 盥洗室、厕所 18~24℃ 18~22℃ 不应低于25℃ 不应低于25℃ 不应低于18℃ 不应低于18℃ 不应低于12℃
2.2
冬季建筑的热负荷
一. 什么是热负荷？
最热月平均温度25~30℃。
设计要求：必须满足夏季防热要求，适当兼顾冬季
保温。
夏热冬暖地区：最冷月平均温度>10℃。
最热月平 均温度25~29℃。 设计要求：必须充分满足夏季防热要求，一般可不 考虑冬季保温。
温和地区：最冷月平均温度0~13℃，
最热月平均温度18~25℃的地区。
设计要求：部分地区考虑冬季保暖，一般可不考 虑夏季防热
供暖室外计算温度的用途：计算供暖建筑物围护结
构的热负荷；以及计算消除有害污染物通风的进风
热负荷。
冬季通风室外计算温度 :
通风室外计算温度的确定：取累年最冷月平均温度。
通风室外计算温度的用途：计算消除余热余湿的全
面通风。
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
管道大小等。
5、冷、热、湿负荷计算依据：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）室外空气计算参数：指在负荷计算中所采用
的室外空气参数。
（2）确定室外空气计算参数：按现行的《民用建
筑供暖通风与空气调节设计规范》（GB50736-
2012）中规定的计算参数。
（3）我国确定室外空气计算参数n tw
计算温差修正系数的示意图
1-供暖房间；2-非供暖房间 式中：
F ——供暖房间所计算的围护结构表面积，㎡ K ——供暖房间所计算的围护结构的传热系数W/㎡·℃ th ——不供暖房间或空间的空气温度， ℃ ——温差修正系数。
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。若必须全年保证时，参数需
另行确定。
（4）室外空气计算参数主要有：
供暖室外计算温度：
供暖室外计算温度的确定：《规范》规定取冬季历
年平均不保证5天的日平均温度。
供暖室外计算温度确定方法有：
围护结构的热惰性原理
不保证天数的原则 我国采用的是不保证天数的原则来确定的 供暖室外计算温度
第 2章
热负荷计算
2.1室内外空气计算参数
2.2冬季建筑的热负荷
2.3计算例题
建筑热工分区：
严寒地区：最冷月平均温度
< －10℃。
设计要求：必须充分满足冬季保温要求， 一般可不考虑夏季防热。
寒冷地区：最冷月平均温度0~－10℃。
设计要求：应满足冬季保温要求，部分地区兼
顾夏季防热。
夏热冬冷地区：最冷月平均温度0~10℃。