摘 要:文章对某商业楼采暖系统设计热负荷计算进行分析,进行了围护结构基本耗热量、附加耗热量、冷风渗透耗热量和冷风侵入耗热量的计算,通过对每个房间热负荷的详细计算确定了采暖系统设计热负荷,为采暖系统方案的确定,散热器的计算,系统管道管径的选取提供了可靠依据。 

  关键词:采暖系统;热负荷;计算;依据 

  1 工程概况 

  该商业楼位于哈尔滨市内,建筑共6层,地上6层,建筑总高度22.2米,总建筑面积为5071平方米。一层、二层为大厅,三至六层为包房。完成总建筑面积约5071平方米的商业楼采暖系统的设计。 

  2 采暖系统热负荷计算 

  在实际工程设计中,计算采暖系统的设计热负荷时,分为围护结构传热耗热量和附加传热耗热量两部分进行计算。附加传热耗热量分为风力附加,高度附加和朝向修正传热耗热量三部分。在工程设计中,采暖系统的设计热负荷,为:Q′=Q′1・j+Q′1・x+Q′2+Q′3 

  式中 Q′1・j-围护结构的基本耗热量;Q′1・x-围护结构的附加(修正)耗热量;Q′2-冷风渗透传热耗热量;Q′3-冷风侵入传热耗热量。 

  3 采暖系统热负荷的计算公式及计算参数的确定 

  围护结构的基本耗热量的计算,在实际的工程设计中,围护结构的基本耗热量是按一维稳定传热过程来计算的,可按下式进行计算:Q′=KF(tn-tw′)α,K-围护结构的传热系数,W/(m2.℃);F-围护结构的面积,m2; tn-冬季室内计算温度,℃;tw′-供暖室外计算温度,℃;α-围护结构的温差修正系数。整个建筑物或房间的基本耗热量Q′1・j等于围护结构各部分(门、窗、墙、地面、屋顶等)。Q′1・j=ΣKF(tn- tw′)α。采暖室外计算温度tw′的确定,由于本设计地点在哈尔滨市,查规范得哈尔滨冬季采暖室外计算温度为-24.2℃。室内计算温度tn的确定,根据建筑物的用途,按规范选取。 

  3.1 传热系数k值的选取 

  建筑物的表面积S=4109.2m2建筑物的体积V=21033.3m3体形系数=S/V=4109.2÷21033.3=0.2<0.3查《严寒、寒冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ26-2010表A.0.1-1可知哈尔滨属于严寒B区,查《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005表4.2.2-2严寒地区B区围护结构传热系数限值可知:当体形系数<0.3时,屋面传热系数≤0.45W/(m2・℃);外墙(包括非透明幕墙)传热系数≤0.5W/(m2・℃)。 

  所选的建筑围护结构及传热系数k值为:墙:轻集料混凝土砌块框架填充墙 

  传热系数:0.43<0.5W/(m2・℃)外窗:双层反射中空玻璃,传热系数:1.63<1.7W/(m2・℃)(此为下限值),外门:节能外门,传热系数:2.00W/(m2・℃),屋面:非上人屋面-加气100-挤塑聚苯板90传热系数:0.32<0.45W/(m2・℃),屋面:上人屋面-挤塑聚苯板 传热系数:0.3<0.45W/(m2・℃) 

  3.2 温差修正系数α值的选取 

  根据规范《采暖通风与空气调节设计规范》GB50736-2012中选取。表中规定外墙、屋顶、地面以及与室外相通的楼板等α=1.00 

  4 围护结构的附加(修正)耗热量的计算 

  根据规范《采暖通风与空气调节设计规范》GB50736-2012中规定,朝向修正率已选定,风力附加耗热量不予考虑。北、东北、西北:10%;东南、西南:-10%;东、西:-5%,南:-15%;本设计,围护结构总的耗热量可用下式表示;Q'1=Q'1,j+Q'1,x=∑αKF(tn-t'w)(1+xch),冷风渗透耗热量的计算,可按下式进行计算:Q′2=0.278VρwCp(tn-tw′),V=Lln m3/h当采暖室外计算温度tw′=-24.2℃时,空气密度ρw=1.5kg/m3 

  5 冷风侵入耗热量的计算 

  在冬季受风压和热压作用下,冷空气由开启的外门侵入室内,把这部分冷空气加热到室内温度所消耗的热量为冷风侵入耗热量。可按下式进行计算: Q′3=NQ′1・j・m式中Q′1・j・m-外门的基本耗热量,W;N-考虑冷风侵入的外门附加率,按表1选取。 

  6 散热器的计算 

  7 热负荷计算举例 

  以下是商业楼3002室的采暖设计热负荷计算过程,商业楼3002室是包房,房间面积为51.9m2,房间高度为3.3m。外围护结构有西南外墙,西南外窗,西南外门。西南外墙的面积为F=9×3.3-1.5×2.1×3-1.2×2.1=17.73m2西南外窗的面积为F=1.5×2.1×3=9.45m2西南外门的面积为F=1.2×2.1=2.52m2外墙:轻集料混凝土砌块框架填充墙传热系数:0.43W/(m2・℃)外窗:双层反射中空玻璃,传热系数:1.63W/(m2・℃)外门:节能外门,传热系数:2.00W/(m2・℃)根据《暖通规范》温差修正系数a均取为1,按照围护结构基本耗热量公式:Q′=KF(tn-tw′)α,计算出包房的外围护结构基本耗热量为:西南外墙耗热量:337W,西南外窗耗热量:681W,西南外门耗热量:223W。相邻房间的温差小于5℃,所以耗热量不计。朝向修正系数:西南-10%。风力附加耗热量和高度附加耗热量不计。外窗的冷风渗透耗热量为361W,门的冷风渗透耗热量为499W。外门的冷风侵入耗热量为869W。修正后的耗热量为:西南外墙耗热量:303W,西南外窗耗热量: 613W,西南外门耗热量: 200W。 

  8 结束语 

  文章对某商业楼采暖系统设计热负荷计算进行分析,进行了围护结构基本耗热量、附加耗热量、冷风渗透耗热量和冷风侵入耗热量的计算,通过对每个房间热负荷的详细计算确定了采暖系统设计热负荷,为采暖系统方案的确定,散热器的计算,系统管道管径的选取提供了可靠依据。 

  参考文献 

  [1]贺平,孙刚,王飞,等.供热工程[M].北京:中国建筑工业出版社,2009. 

  [2]民用建筑供暖通风与空气调节设计规范[M].北京:中国建筑工业出版社,2012 

  [3]严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准[M].北京:中国建筑工业出版社,2010. 

  [4]实用供暖空调工程设计[M].北京.中国建筑工业出版社,1995.