干貨!采暖工程負(fù)荷計(jì)算與案例分析
欄目:工程預(yù)算時(shí)間:2020-09-05
供暖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)熱負(fù)荷是指在設(shè)計(jì)室外溫度tw'下,,為達(dá)到要求的室內(nèi)溫度tn',系統(tǒng)在單位時(shí)間內(nèi)向建筑物供給的熱量Q',。它是設(shè)計(jì)供暖系統(tǒng)的最基本依據(jù),。
冬季采暖通風(fēng)系統(tǒng)的熱負(fù)荷,應(yīng)根據(jù)建筑物下列散失和獲得的熱量確定:失熱量:圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱耗熱量Q1;冷風(fēng)滲透耗熱量Q2 (加熱由門,、窗縫隙滲入室內(nèi)的冷空氣的耗熱量),;冷風(fēng)侵入耗熱量Q3(加熱由門、孔洞及相鄰房間侵入的冷空氣的耗熱量);水分蒸發(fā)的耗熱量Q4,;加熱由外部運(yùn)入的冷物料和運(yùn)輸工具的耗熱量Q5 ,;通風(fēng)耗熱量 Q6 (通風(fēng)系統(tǒng)將空氣從室內(nèi)排到室外所需要帶走的熱量)。得熱量:生產(chǎn)車間最小負(fù)荷班的工藝設(shè)備散熱量 Q7 ,;非供暖通風(fēng)系統(tǒng)的其它管道和熱表面的散熱量 Q8 ;熱物料散熱量 Q9 ,;太陽輻射熱量 Q10 ;通過其它途徑散失或獲得的熱量 Q11 。注:不經(jīng)常的散熱量,,可不計(jì)入,;經(jīng)常而不穩(wěn)定的散熱量,應(yīng)采用小時(shí)平均值,。對(duì)于民用建筑以及產(chǎn)熱量很少的工業(yè)建筑,,熱負(fù)荷主要考慮圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱耗熱量,冷風(fēng)滲透耗熱量,,冷風(fēng)侵入耗熱量,,太陽輻射得熱量。在工程設(shè)計(jì)中,,對(duì)于沒有設(shè)置通風(fēng)系統(tǒng),、不考慮太陽輻射、人體散熱量,、照明散熱量等,,設(shè)計(jì)熱負(fù)荷可表示為:Q=Q1+Q2+Q3-Q10圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱耗熱量Q1;冷風(fēng)滲透耗熱量Q2 (加熱由門,、窗縫隙滲入室內(nèi)的冷空氣的耗熱量);冷風(fēng)侵入耗熱量Q3 (加熱由門,、孔洞及相鄰房間侵入的冷空氣的耗熱量),;太陽輻射熱量Q10。圍護(hù)結(jié)構(gòu)耗熱量Q1:Q1=基本耗熱量Q1j+附加(修正)耗熱量Q1x基本耗熱量:在設(shè)計(jì)條件下,,通過房間各部分圍護(hù)結(jié)構(gòu)(門,、窗、墻,、地板,、窗頂)從室內(nèi)傳到室外的穩(wěn)定傳熱量的總和。附加(修正)耗熱量包括風(fēng)力附加,、高度附加和朝向修正等耗熱量,。基本耗熱量Q1j圍護(hù)結(jié)構(gòu)基本耗熱量計(jì)算公式:K:圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù) [W/(m2.℃)]F:圍護(hù)結(jié)構(gòu)的面積 ( m2 )tn:冬季室內(nèi)計(jì)算溫度 ( ℃ )t’w:供暖室外計(jì)算溫度 ( ℃ )α:圍護(hù)結(jié)構(gòu)的溫差修正系數(shù),。圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)地面的傳熱系數(shù):室內(nèi)地面的傳熱系數(shù)隨著離外墻的遠(yuǎn)近而變化,在冬季室內(nèi)熱量通過靠近外墻地面?zhèn)鞯绞彝獾穆烦梯^短,,熱阻較小、而通過遠(yuǎn)離外墻地面?zhèn)鞯绞彝獾穆烦梯^長,,熱阻增大,。因此,室內(nèi)地面的傳熱系數(shù)(熱阻)隨著離外墻的遠(yuǎn)近而有變化,,但在離外墻約8m以遠(yuǎn)的地面,,傳熱量基本不變。地面的傳熱系數(shù)的近似計(jì)算方法:貼土非保溫地面(組成地面的各層材料導(dǎo)熱系數(shù)都大于1.16W/m2.℃)。貼土保溫地面(組成地面的各層材料中,,有導(dǎo)熱系數(shù)小于1.16w/m2.℃的保溫層),。鋪設(shè)在地壟墻上的保溫地面。貼土非保溫地面:第一地帶靠近墻角的地面面積需要計(jì)算兩次,。工程計(jì)算中,,也有采用對(duì)整個(gè)建筑物或房間地面以平均傳選自.投標(biāo)書代寫網(wǎng) yipai178.com 熱系數(shù)進(jìn)行計(jì)算的簡易方法,可詳見《供暖通風(fēng)設(shè)計(jì)手冊(cè)》,。貼土保溫地面:貼土保溫地面各地帶的熱阻值,,可按下式計(jì)算:R0’:保溫地面換熱阻 [(m2.℃)/w]R0:非保溫地面換熱阻 [(m2.℃)/w]δ:保溫層厚度( m )λ:保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù) [w/(m2.℃)]工程計(jì)算中,也有采用對(duì)整個(gè)建筑物或房間地面以平均傳熱系數(shù)進(jìn)行計(jì)算的簡易方法,,可詳見《供暖通風(fēng)設(shè)計(jì)手冊(cè)》圍護(hù)結(jié)構(gòu)的面積:外墻面積的丈量:高度從本層地面算到上層的地面。對(duì)平屋頂?shù)慕ㄖ?,最頂層的丈量是從最頂層的地面到平屋頂?shù)耐獗砻娴母叨?;而?duì)有悶頂?shù)男蔽菝妫愕綈烅攦?nèi)的保溫層表面,。平面尺寸,;應(yīng)按建筑物外廓尺寸計(jì)算;兩相鄰房間以內(nèi)墻中線為分界線,。圍護(hù)結(jié)構(gòu)的溫差修正系數(shù)溫差修正系數(shù)a值:對(duì)供暖房間圍護(hù)結(jié)構(gòu)外側(cè)不是與室外空氣直接接觸,而中間隔著不供暖房間或空間的場合,,通過該圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱量的計(jì)算采用了圍護(hù)結(jié)構(gòu)的溫差修正系數(shù),。圍護(hù)結(jié)構(gòu)的附加(修正)耗熱量附加(修正)耗熱量有:朝向修正耗熱量風(fēng)力附加耗熱量高度附加耗熱量...朝向修正耗熱量朝向修正耗熱量:是考慮建筑物受太陽照射影響而對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)基本耗熱量的修正,。計(jì)算方法:需要修正的耗熱量等于垂直的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)(門、窗,、外墻及屋頂?shù)拇怪辈糠?的基本耗熱量乘以相應(yīng)的朝向修正率?!杜ㄒ?guī)范》規(guī)定:按下列規(guī)定的數(shù)值,,選用不同朝向的修正率:北、東北,、西北:0 — 10%;東南,、西南:-10% — 15%;東,、西:-5% ;南-15%— -30%,。風(fēng)力附加耗熱量:風(fēng)力附加耗熱量是考慮室外風(fēng)速變化而對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)基本耗熱量的修正。計(jì)算方法:在一般情況下,不必考慮風(fēng)力附加,。只對(duì)建在不避風(fēng)的高地、河邊,、海岸,、曠野上的建筑物,,以及城鎮(zhèn),、廠區(qū)內(nèi)特別突出的建筑物,,才考慮垂直外圍結(jié)構(gòu)附加5% — 10%。高度附加耗熱量:高度附加耗熱量是考慮房屋高度對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)耗熱量的影響而附加的耗熱量,。計(jì)算方法:《暖通規(guī)范》規(guī)定:民用建筑筑和工業(yè)輔助建筑物(樓梯間除外)的高度附加率,,當(dāng)房間高 度大于4m時(shí),高出1m應(yīng)附加2%,,但總的附加率不應(yīng)大于15%。應(yīng)注意:高度附加率,,應(yīng)附加于房間各圍護(hù)結(jié)構(gòu)基本耗熱量和其它附加(修正)耗熱量的總和上,。其他:兩面外墻修正率βlang是人員處在室內(nèi),有兩面(外墻,、外窗,、外門)以上的房間與單面外墻的房間相比,,在室內(nèi)溫度相同的情況下,因冷墻對(duì)人體的輻射作用,,使得在兩面以上外墻房間里的人有冷的感覺,,因此對(duì)于兩面以上外墻的房間應(yīng)考慮適當(dāng)增加散熱,。計(jì)算方法:附加修正率5%,。間歇修正率βjan是在對(duì)間歇采暖房間進(jìn)行預(yù)熱的時(shí)間內(nèi),,為迅速提高室內(nèi)溫度所需增加供給的熱流量占熱負(fù)荷的百分率,。計(jì)算方法:僅白天使用+20%;不經(jīng)常使用+30%對(duì)外墻、外窗,、外門、地面,、頂棚均適用。冷風(fēng)滲透耗熱量Q2:在風(fēng)力和熱壓造成的室內(nèi)外壓差作用下,,室外的冷空氣通過門,、窗等縫隙滲入室內(nèi),加熱后逸出,。把這部分冷空氣從室外溫度加熱到室內(nèi)溫度所消耗的熱量,,稱為冷風(fēng)滲透耗熱量,。影響冷風(fēng)滲透耗熱量的因素影響冷風(fēng)滲透耗熱量的因素很多,,如門窗構(gòu)造、門窗朝向,、室外風(fēng)向和風(fēng)速,、室內(nèi)外空氣溫差,、建筑物高低以及建筑物內(nèi)部通道狀況等,??偟膩碚f,,對(duì)于多層(六層及六層以下)的建筑物,由于房屋高度不高,,在工程設(shè)計(jì)中,冷風(fēng)滲透耗熱量主要考慮風(fēng)壓的作用,,可忽略熱壓的影響。計(jì)算冷風(fēng)滲透耗熱量的常用方法:Q2=0.278CpVpw*(tn-tw)=0.364L*l*(tn-tw)Cp:干空氣的定壓質(zhì)量比熱容Cp=1.0056kj/(kg*℃)pw :室外采暖計(jì)算溫度下的空氣密度,kg/m3V:室內(nèi)的冷風(fēng)滲透體積流量,m3/h常用方法:縫隙法,、換氣次數(shù)法,、百分?jǐn)?shù)法??p隙法縫隙法的概念:對(duì)多層建筑,,可通過計(jì)算不同朝向的門,、窗縫隙長度以及從每米長縫隙滲入的冷空氣量,確定其冷風(fēng)滲透耗熱量,。這種方法稱為縫隙法。每米長縫隙滲入的空氣量L 的確定:可采用右表的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),。每米門窗縫隙滲入的空氣量L(m3/m.h)縫隙法:經(jīng)門、窗縫隙滲入室內(nèi)的總空氣量V=L l n (m3/h)滲透空氣量的朝向修正系數(shù)n縫隙法:門、窗縫隙的計(jì)算長度下面以幾個(gè)實(shí)例進(jìn)行講解:第一種,,平開窗,,窗洞尺寸寬x高:1.5×2.0m答案:第一種情況縫隙長度9m第二種,,前推窗,,開啟尺寸寬x高:2.0×1.5m答案:第一種情況縫隙長度7m第三種,,單扇推拉窗,,窗洞尺寸寬x高:2.0×2.0m,其上端固定窗高0.5m答案:第三種5m,。第四種,,雙扇推拉窗,,窗洞尺寸寬x高:2.0x2.0m,,其上端固定窗高0.5m答案:第四種8.5m在工程設(shè)計(jì)中,按房間換氣次數(shù)來估算該房間的冷風(fēng)滲透耗熱量,。概念:在冬季受風(fēng)壓和熱壓作用下,,冷空氣從開啟的外門侵入室內(nèi),。把這部分冷空氣加熱到室內(nèi)溫度所消耗的熱量稱為冷風(fēng)侵入耗熱量,。冷風(fēng)侵入耗熱量,,可按下式計(jì)算:冷風(fēng)侵入耗熱量可采用外門基本耗熱量乘以表l—10的百分?jǐn)?shù)的簡便方法進(jìn)行計(jì)算,即:工業(yè)廠房及輔助房屋的供暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷計(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)基本耗熱量室內(nèi)空氣計(jì)算溫度的確定 集中供暖冬季室內(nèi)計(jì)算溫度,,按下列規(guī)定采用:1.民用建筑的主要房間,宜采用16℃~24℃,;2.生產(chǎn)廠房的工作地點(diǎn)輕作業(yè):18~21℃,,中作業(yè):16~18℃ ,重作業(yè):14~16℃,過重作業(yè):12~14 ℃ ,;圍護(hù)結(jié)構(gòu)基本耗熱量室內(nèi)空氣計(jì)算溫度的確定對(duì)于高度較高的生產(chǎn)廠房,,通過上部圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱量增加,。層高超過4m的建筑物或房間,冬季室內(nèi)計(jì)算溫度tn,,應(yīng)按下列規(guī)定采用:計(jì)算地面的耗熱量時(shí),,應(yīng)采用工作地點(diǎn)的溫度,tg(℃)計(jì)算屋頂和天窗耗熱量時(shí),,應(yīng)采用屋頂下的溫度,,td(℃)計(jì)算門,、窗和墻的耗熱量時(shí),,應(yīng)采用室內(nèi)平均溫度tp.j=(tg+td)/2(℃)Tg:工作地帶涉及溫度,;Td:屋頂溫度 td=tg+Δt(H-2)(式中Δt是室內(nèi)空氣垂直方向每米的溫度升高值,一般Δt=0.3~1.5℃/m).通過門窗縫隙冷風(fēng)滲透耗熱量Q2(w)單層工業(yè)廠房的門窗縫隙冷風(fēng)滲透量Q2可按下表估定:工業(yè)廠房的門窗縫隙冷風(fēng)滲透量占房間圍護(hù)物耗熱量的%數(shù)單層廠房的大門開啟沖入冷風(fēng)耗熱量Q3(w)每班開啟時(shí)間等于或小于15min的大門,采用附加率法確定其大門沖入冷風(fēng)耗熱.附加在大門的基本耗熱量,附加率為200%~500%每班開啟時(shí)間大于15min的大門,按下列經(jīng)驗(yàn)公式確定大門開啟沖入冷風(fēng)量G( kg/s):G=A+ (a +N*vw)F供暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷計(jì)算例題1.項(xiàng)目概況:武漢市XX制衣車間位于公司辦公樓的一樓,,總采暖建筑面積1872㎡,,車間長72m,寬26m,,車間層高4m,。2.已知條件2.1室內(nèi)外設(shè)計(jì)參數(shù):室外計(jì)算溫度:-2℃;室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度: 18℃2.2 北面窗距地高1350mm,,南面窗距地高850mm窗尺寸均為2400(長)×1800(高)2.3 傳熱系數(shù)外窗傳熱系數(shù):3.4w/㎡.k外墻:北:1.4 w/㎡.k 西:1.2 w/㎡.k 東:1.2 w/㎡.k 南:1.3 w/㎡.k外門:2.0w/㎡.k樓板:1.48 w/㎡.k地面為接觸土壤保溫地板計(jì)算步驟:供暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱耗熱量Q1j基本耗熱量:q=Kf(tn-tw)a分別計(jì)算得出:值得注意的是,地面的傳熱系數(shù)需要根據(jù)地帶劃分不同的傳熱系數(shù),計(jì)算過程如下:傳熱地帶的劃分:此車間南北兩面為外墻,故需考慮傳熱系數(shù)修正第一地帶面積:(72*2)*2=288m2第二地帶面積:288m2第三地帶面積:288m2第四地帶面積:1008m2圍護(hù)結(jié)構(gòu)附加耗熱量Q1x根據(jù)工業(yè)廠房及輔助房屋的供暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷冷風(fēng)滲透耗熱量Q2根據(jù)工業(yè)廠房及輔助房屋的供暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷冷風(fēng)侵入耗熱量Q3根據(jù)工業(yè)廠房及輔助房屋的供暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷最后得出:容易造成局部溫度失控或者控制錯(cuò)位的現(xiàn)象,。