暖通负荷基础知识080828
2013-08-25 作者:绿建之窗
暖通负荷基础知识
暖通负荷的计算是暖通设计的基础工作，斯维尔暖通负荷BECH基于设计o纸进行暖通专业的冷热设计负荷计算，为后期的设备选型提供可靠依据。
1.专业知识
1.1冷热负荷
通俗讲：冬季里房间供暖需要的热量就"热负荷，其集中供热源可以是锅炉，也可以是空调；夏季室内降温需要的冷量就是冷负荷，一般由空调提供。因此，热负荷计算包括采暖热负荷和空调热负荷，冷负荷计算只有空调冷负荷。
我们这里对家用空调的选择稍做介绍：对于家用空调器，用“匹”来衡量其实是国外的做法。这里的“匹”指的是输入功率，换算成我国习惯的以输出功率表示的W，一“匹”相当于2200W--2600W。所以用匹来衡量还是太粗了，也就出现了所谓的“大一匹”，“小一匹”之说。一般说的一“匹”指的是制冷量为2300-2500w，大约的输入功率在800W左右。 用房间面积（平方米）计算用多大的空调： 1P:11-17㎡ ；1.25P:18-23㎡； 1.5P:18-25㎡； 2P:30-33㎡；3P:40-45㎡；5P:60㎡左右；10P:100㎡左右；按人数计算：每10人=1P。 所谓“冷暖”指制冷制热两用的空调（一般为热泵型空调，如地处较寒冷的地区，应选购电辅助加热的冷暖空调）。
在没有软件计算之前，包括现在很多设计人员在计算冷负荷的时候都是根据经验值在计算，例如房间面积(m2)×负荷指标（w/m2）=房间负荷（w），负荷BECH中的【估算负荷】为这种算法提供了一个计算器。这种算法很不准确，首先负荷指标是一个参考值，它给定的是一个范围，不好把握；其次，由于各房间功能的不同必然带来使用时间的不一致，事实上，房间里的负荷是随着l间的变化而变化的，负荷就要出现波动，用一个定值显然与事实不符。所以软件的优势就在于能够根据时间的变化形成逐时的负荷，这样更符合实际，负荷值更加准确，后期选择设备才不会出现“大马拉小车”现象，实现节能的目的。
热负荷是按照稳态传热的原理进行计算的，主要依据《采暖通风与空气调节设计规范》的有关规定，重点计算散失的热量；冷负荷是对一天24小时进行逐时计算，并按照房间逐时相加取最大值为室内冷负荷。
比较而言，冷负荷计算复杂一些。空调房间的冷负荷由房间以下各项得热转化而来的：
l 透过外窗的日射得热量；
l 通过围护结构传热的得热量；
l 人员、灯光、设备的散热量和新风带入的热量；
l 通过其他途径的得热量
这里要注意冷负荷和得热量二者有一些微小的区别,冷负荷是指在某一时刻维持房间某一温度需要从房间除去的热量；得热量是指某一时刻由室内和室外热源进入房间的热量总和。在空调负荷中经常出现新风负荷，所谓新风就是将室外大气通过一个空调设e进行处理后送入房间的风，这也是中央空调优越于家庭户式空调的地方之一，家庭用户式空调是室内的空气不断的加以循环，所以空气质量不好。
1.2显热和潜热
在空调热工中经常遇到显热和潜热的概念。我们可以这样理解：显热即由于温度差引起的热量，（显热：物体在加热或冷却过程中，温度升高或降低而不t变其原有相态所需吸收或放出的热量，称为“显热”。）潜热主要由于相态变化引起的热量，例如
1.3湿负荷
一般空调都具有去湿和加湿功能，在计算空调负荷时还要考虑湿负荷，湿负荷主要是由于人体和设备等的散湿，在计算中要注意房间的功能，例如在火锅餐厅，散湿量相当大，这样，设计者在后续的设计中就要考虑空调设备湿负荷（去湿）的特殊要求。
1.4干湿球温度
空气中含有水蒸气，我们知道了干球温度和湿球温度就能计算出空气的相对湿度，例如我们平常说的“桑拿天”就是由于空气中的相对湿度较高，人体散湿不好，感觉不舒服。一般相对湿度在50％～60％人感觉较舒服。
1.5夏季空调室外计算干、湿球温度
这是一个由统计部门得出的一个统计值，指室外空气历年不保<50h的干、湿球温度。（软件操作中选择工程所在地，这些设置就确定下来了，使用者不必人工录入。）
1.6冷负荷系数法
一种常用的计算空调冷负荷的计算方法，它是建立在传递函数法的基础上，便于工程上手算的一种简化计算方法。此外还有谐波分析法，稳态法等等，了解即可。
1.7传热量最基本的公式
Q=K×F×Δt；Q为传热量，K为传热系数，F为传热面积，Δt为传热体两侧的温差。例如两个房间的温度不同要传热，要计算传热量，F取两个房间的隔墙面积，Δt为两个房间的温度差值。
2.软件知识
2.1计算方法
在暖通负荷BECH中采用如下方法计算负荷——
谐波法：主要用于外墙、屋顶等板壁传热；
冷负荷系数法：主要用于窗日射、人员、设备散热；
稳态法：主要用于新风、临室温差传热。
2.2有关设置
房间中的人员和设备等参数可以在底图中选中房间对象后打开特性表（ctrl+1）进行设置。这里说明一下特性表最后一项中的冷负荷附加参数。
n 间歇附加系数
办公楼、研究室、剧场、影院、单班值工厂等，一般仅在一定时间内工作，在不工作时不开空气调节设备。因此，开机时要负担开机以前的房间蓄热量。对于设备、人员发热较大的房间，其设备和人员的发热如按p定传热计算时，如预冷(工作前开机)0.5~1小时或更多时间，则不需附加。对于以围护结构负荷为主的房间(如办公楼)，则需要将计算出的冷负荷乘以间歇负荷系数。
n 轻型附加系数
每平方空调面积的围护结构的材料重量小于
n 其它附加系数
对于跃层的房间或厂房，当房间高度比较高时，因为人都是在下边活动，所以房间上边的温度高一点是无所谓的。这时可以把“其它附加系数”设 成小于1的适当的值；对于其它情况若考虑的不足或过多时也可以设置“其它附加系数”来修正。
2.3热负荷设置
热负荷计算的相关设置在对话框上进行。
计算类型：如果做采暖设计，选择采暖热负荷；如果是空调设计选择空调热负荷。其中空调热负荷有两个可选附加项。
计 算 新 风——勾选此项，表示附加上新风的热负荷，这一项最常用。
计算冷风渗透——勾选此项，表示附加上冷风渗透热负荷。其下有三个计算方法：
缝隙法：主要用于房间气密p不够好，门窗缝隙较大的情况，缝隙长度在门窗特性表里输入。下面有一项竖井计算温度主要是考虑由于房间与楼梯间等竖向大空间的风压、热压作用下冷空气渗透，其值需查相应手册。采用缝隙法因与高度有关需勾选“展开标准层”。
换气次数法：主要用于房间密闭性较好的情况。(换气次数＝每小时通风量与房间容积之比)。
百分率法：主要用于厂房等工业大空间建筑。
风力附加率：在不避风的高地、河边、海岸、旷野上的建筑物以及城镇、厂区内特别高的建筑物，垂直的外维护结构热负荷附加5％～10％。
间歇修正率：指系统不连续运行下进行的附加修正，其值可以大于1。
朝向修正率：此项系统设定，一般不用更改。
考虑内维护结构的得热——
温差修正法：当考虑内维护结构得热时，邻室房间温度低，但是不知道具体值时，用室外温度代替，然后再乘以温差修正系数。
设计温度法：知道两房间的设计温度，然后进行计算。
分户计量采暖选项——
单位面积法：主要是用户间传热量（查相关手册所得）×传热面积=传热量。（这里传热面积是指要计算房间的面积，户间传热量在选中房间后特性表里输入）
计算温差法：根据设定计算温差Δt然后算出传热量。传热面积是由系统自动提取户墙面积，所以如果要计算这项时需要把户型区分开。
【拓展】
当两个房间设计温度不一样，温度高的房间要向温度低的房间传热，如果考虑这部分传热量，那么勾选上考虑内围护a构的得热，其下有临室不采暖的内维护的计算方法：温差修正法和设计温度法。温差修正法一般是指：假设内维护结构温度tn ,内维护结构以外房间温度为t,室外温度为tw,本来计算时应用（tn-t）,但是现在是用（tn-tw）,然后再乘以温差修正系数；设计温度法即：根据（tn-t）进行计算。因此对于温差修正法一般适用于不知道内维护结构外房间温度的情况下，反之用设计温度法。
分户计量是近年来发展的一种采暖计量方法，它是根据进入住户房间的供回水温差以及水的流量进行计算，得出热量，然后根据热量进行收费。这种方法显然更合理，即用多少热付多少费。此项主要针对某些住户需要采暖，而隔壁住户不需要采暖，那么它们之间要传热，勾选此项就是考虑这部分传热量。单位面积法主要是用传热指标（查相关手册所得）×传热面积=传热量；计算温差法就是根据设定计算温差然后算出传热量。
2.4冷负荷设置
冷负荷计算的相关设置在对话框上进行。
计算参数——有4个选项
计算窗户外遮阳：窗户有外遮阳并考虑该因素请勾选，无则不勾选。勾选将影响计算速度。
计算地面负荷：民用建筑一般不勾选，主要用于手术室等对空调计算精度要求较高的场所。
展开标准层：计算与高度变化无关时无需勾选。不展开时标准层的负荷按“标准层底层负荷x标准层数”的方式输出。如果标准层底层和顶层的边界条件与中间层差别较大应展开计算。
计算新风：勾选此项，计算出的冷负荷包含新风冷负荷。
邻室非空调控温的内围护结构的计算方法——有2项
设计温度法：见前段的【拓展】。
据发热情况计算法：一般选此项。
【拓展】
设计温度/与热负荷计算一致，在前段的【拓展】中已有阐述，适用于已知控温和非控温房间的温度情况下；据发热情况计算法适于某些房间内有设备等散热需要冷量去除这部分热量，发热量在房间对象特性表中设置。
2.5估算负荷
【估算负荷】功能相当于负荷计算器，可从图中提取房间编号和房间面积，然后输入负荷指标，计算统计出房间负荷和建筑物总负荷。
