採暖設計熱負荷概算指標中常見的有體積熱負荷指標、面積熱負荷指標。它們的相同點:都是熱指標。不同點:體積熱指標指的是單位供暖體積的指標;面積熱指標是指單位面積的指標。覺得體積熱指標更合適些,因為和房間的高度有關,也就是和圍護結構的面積關係更密切。
基本介紹
英文名,單位,計算方法,比較分析,概念差異,方法差異,比較結論,
英文名
index of design load for heating of building
單位
在採暖室外計算溫度條件下,為保持室內計算溫度,單位建築面積在單位時間內需由鍋爐房或其他供熱設施供給的熱量,單位:W/`M^2` 。
計算方法
在採暖室外計算溫度條件下,為保持室內計算溫度;單位建築面積在單位時間內需由鍋爐房或其他供熱設施供給的熱量
採暖設計熱負荷指標q計算公式如下:
q=Q/Ao (1)
式中Q,Ao分別為冬季採暖通風系統的熱負荷(W)和建築面積(m2),且Q值應根據建築物下列散失的獲得的熱量確定:
1) 圍護結構的耗熱量,包括基本耗熱量和附加耗熱量,且基本耗熱量計算公式為
Q1=Afk(tn-twn)(2)
式中Q1、F、K、a、tn、twn分別表示圍護結構的基本耗熱量(W)、面積(m2)、傳熱係數[W/(m2?
K)]、溫差修正係數及冬季室內計算溫度(℃)、採暖室外(℃)。圍護結構附加耗熱量,包括朝向附加、風力附加、外門附加和高度附加,各項附加應按其占基本耗熱量的百分比確定。
2) 加熱由門窗隙滲入室內的冷空氣的耗熱量 舊設計規範中的計算公式為:
Q2=acpρwnLlm(tn-twn)(3)
式中Q2表示由門窗縫隙滲入室內的冷空氣的耗熱量(W)、a表示單位換算係數、cp表示空氣的定壓比熱容[kJ/(kg/K)]、L表示在基準高度(10m)風壓的單獨作用一,通過每米門縫進入室內的空氣量[m3/(m?h)]、l表示門窗縫隙的計算長度(m)、tn和twn與上同、ρwn表示採暖室外計算溫度下的空氣溫度(kg/m3)、m表示綜合修正係數。
新設計規範中的計算公式為:
Q2=0.28cpρwnL(tn-twn)(4)
式中tn和twn、ρwn與上同,L表示滲透空氣量(m3/h)、其計算公式如下:
L=L0lmb(5)
式中L0表示在基準高度(10m)風壓的單獨作用下,通過每米門縫進入室內的空氣量[m3/(m/h)] 、表示門窗縫隙的計算長度(m)、m表示冷風滲透壓差綜合修正係數,b表示門窗縫滲風指數,b=0.56~0.78。
由式(4)和式(5)可知,新設計規範對公式的形式及有關參數的確定上都進行了較大的修訂,加熱由門窗縫隙滲入室內的冷空氣的耗熱量的計算將更加合理和精確。
3)加熱由門、孔沿及相鄰房間浸入的冷空氣的耗熱量;
4)建築內部設備得熱;
5)通過其他途徑散失或獲得的熱量。
比較分析
概念差異
1)採暖設計熱負荷指標和建築物耗熱量指標是不完全相同的兩個概念。前者是在設計室內外條件下能耗量,其值是按設計規範計算得到的為確定最不利工況時達到室內溫度所必須設計的採暖設備的依據,北京地區其值不宜超過52.0 W/ m2;後者是在全採暖期間內的耗熱量的平均值,其值是按節能標準計算得到的,可用以計算全年採暖能耗量,北京地區其值不應超過20.6 W/ m2;
2)在計算圍護結構傳熱和冷風滲透耗熱量時,設計規範中都用到了最大溫差(tn-twn),而節能標準中都用到了平均溫差(ti-te),二者的差異是很大的。以北京地區為例,前者一般為27℃(廚房為24℃,衛生間為34℃),後者統一為17.6℃,前者為後者的1.534倍;
3)設計規範是從純滲透的角度出發(衛生間除外)確定滲透耗熱量,而節能標準是從換氣的角度出發確定滲透耗熱量。
方法差異
1)設計規範是按各房間分別計算,然後匯總得到整棟建築的供熱負荷;而節能標準是按滲透耗熱、圍護結構耗熱和建築內部得熱三部分分別計算,然後匯總得到整棟建築的供熱負荷。
2)設計規範與節能標準中圍護結構耗熱量的計算公式是類似的,但修正係數的選取方法不同;由於計算分類不同,面積的選取也不同,但從整體上講,計算所用的面積基本一致。
3)在計算圍護結構傳熱耗熱量時,節能標準中對外圍護結構各部分的傳熱係數都有上限值要求。以北京地區為例,節能標準一設計規範中各圍護的傳熱係數列入表1中。從表1可以看出,按設計規範計算時選用的傳熱係數一般都比按節能標準計算時選用的傳熱係數要大一些。
4)設計設計規範與節能標準中滲透耗熱量的計算公式存在較大的差異,其原因在於進入室內的冷空氣的計算方法不同。
5)建築內部得熱的計算差異。設計規範中雖然指明在計算冬季採暖通風系統的熱負荷要考慮建築內部得熱,但並沒有給出相應的量化公式,因此,在具體的計算過程中往往忽略了建築內部得熱:而節能標準中明確地對其進行了量化規定。
比較結論
1)設計規範中採暖設計熱負荷指標和節能標準中建築耗熱量指標是有本質判別的兩個概念,計算方法也不盡相同,且節能標準對各項指標的要求更為嚴格一些;
2)設計規範與節能標準在計算圍護結構傳熱耗熱量時溫差和傳熱係數的差異是最主要的原因,而修正係數、計算公式等的不同引起的差異則是相對次要的原因;
3)按設計規範與節能標準的分別計算的滲透總耗熱量和圍護結構總耗熱量的百分比差別不大,與一般情況下,滲透耗熱量占30%的比例基本上是一致的。
4)新設計規範中將"加熱由門窗縫隙滲入室內的冷空氣的耗熱量"的計算方法作為修訂的重點,是非常有意義的。
採暖設計熱負荷指標面積方法
面積熱指標法:建築物的供暖設計熱負荷可按下式進行概算。Qn=qf×F式中Qn——建築物的供暖設計熱負荷,WF——建築物的建築面積,m2;Qf——建築物的供暖面積熱指標,W/m2,它表示每1 m2建築面積的供暖設計熱負荷建築物的供暖熱負荷,主要取決於通過垂直圍護結構(牆、門、窗等)向外傳遞熱量,它與建築物的平面尺寸和層高有關,因而不是直接取決於建築平面面積。用供暖體積熱指標表征建築物供暖熱負荷的大小,物理概念清楚;但採用供暖面積熱指標法,比體積熱指標更易於概算,對於一般民用住宅層高在3m以下工程上可採用面積熱指標法進行概算。對於這次投標的熱負荷計算,由於各個區域的室內設計溫度不同,並且,各個區域的維護結構、冷空氣滲透情況均有差別,如果需要計算的較為準確,應根據各個區域在建築中的位置(如:是否靠近外牆、外牆上的門窗)和門窗(是否有冷空氣滲透)進行分別計算。對於衛生間,如不靠近外牆,可以按照臥室等區域的熱負荷乘以1.2估算供水42℃,回水35℃,供回水溫差7℃。理論上,如果每小時一噸水的流量,循環後釋放的熱量為7000000卡,折合為8.14KW。根據以上計算的熱負荷,可以估算出所需流量。