暖通負(fù)荷基礎(chǔ)知識

暖通負(fù)荷的計算是暖通設(shè)計的基礎(chǔ)工作，斯維爾暖通負(fù)荷BECH基于設(shè)計o紙進(jìn)行暖通專業(yè)的冷熱設(shè)計負(fù)荷計算，為后期的設(shè)備選型提供可靠依據(jù)。

1.專業(yè)知識

1.1冷熱負(fù)荷

通俗講：冬季里房間供暖需要的熱量就"熱負(fù)荷，其集中供熱源可以是鍋爐，也可以是空調(diào)；夏季室內(nèi)降溫需要的冷量就是冷負(fù)荷，一般由空調(diào)提供。因此，熱負(fù)荷計算包括采暖熱負(fù)荷和空調(diào)熱負(fù)荷，冷負(fù)荷計算只有空調(diào)冷負(fù)荷。

我們這里對家用空調(diào)的選擇稍做介紹：對于家用空調(diào)器，用“匹”來衡量其實是國外的做法。這里的“匹”指的是輸入功率，換算成我國習(xí)慣的以輸出功率表示的W，一“匹”相當(dāng)于2200W--2600W。所以用匹來衡量還是太粗了，也就出現(xiàn)了所謂的“大一匹”，“小一匹”之說。一般說的一“匹”指的是制冷量為2300-2500w，大約的輸入功率在800W左右。 用房間面積（平方米）計算用多大的空調(diào)： 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；按人數(shù)計算：每10人=1P。 所謂“冷暖”指制冷制熱兩用的空調(diào)（一般為熱泵型空調(diào)，如地處較寒冷的地區(qū)，應(yīng)選購電輔助加熱的冷暖空調(diào)）。

在沒有軟件計算之前，包括現(xiàn)在很多設(shè)計人員在計算冷負(fù)荷的時候都是根據(jù)經(jīng)驗值在計算，例如房間面積(m²)×負(fù)荷指標(biāo)（w/m²）=房間負(fù)荷（w），負(fù)荷BECH中的【估算負(fù)荷】為這種算法提供了一個計算器。這種算法很不準(zhǔn)確，首先負(fù)荷指標(biāo)是一個參考值，它給定的是一個范圍，不好把握；其次，由于各房間功能的不同必然帶來使用時間的不一致，事實上，房間里的負(fù)荷是隨著l間的變化而變化的，負(fù)荷就要出現(xiàn)波動，用一個定值顯然與事實不符。所以軟件的優(yōu)勢就在于能夠根據(jù)時間的變化形成逐時的負(fù)荷，這樣更符合實際，負(fù)荷值更加準(zhǔn)確，后期選擇設(shè)備才不會出現(xiàn)“大馬拉小車”現(xiàn)象，實現(xiàn)節(jié)能的目的。

    熱負(fù)荷是按照穩(wěn)態(tài)傳熱的原理進(jìn)行計算的，主要依據(jù)《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定，重點計算散失的熱量；冷負(fù)荷是對一天24小時進(jìn)行逐時計算，并按照房間逐時相加取最大值為室內(nèi)冷負(fù)荷。

比較而言，冷負(fù)荷計算復(fù)雜一些?？照{(diào)房間的冷負(fù)荷由房間以下各項得熱轉(zhuǎn)化而來的： 

l         透過外窗的日射得熱量；

l         通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱的得熱量；

l         人員、燈光、設(shè)備的散熱量和新風(fēng)帶入的熱量；

l         通過其他途徑的得熱量

這里要注意冷負(fù)荷和得熱量二者有一些微小的區(qū)別,冷負(fù)荷是指在某一時刻維持房間某一溫度需要從房間除去的熱量；得熱量是指某一時刻由室內(nèi)和室外熱源進(jìn)入房間的熱量總和。在空調(diào)負(fù)荷中經(jīng)常出現(xiàn)新風(fēng)負(fù)荷，所謂新風(fēng)就是將室外大氣通過一個空調(diào)設(shè)e進(jìn)行處理后送入房間的風(fēng)，這也是中央空調(diào)優(yōu)越于家庭戶式空調(diào)的地方之一，家庭用戶式空調(diào)是室內(nèi)的空氣不斷的加以循環(huán)，所以空氣質(zhì)量不好。

1.2顯熱和潛熱

在空調(diào)熱工中經(jīng)常遇到顯熱和潛熱的概念。我們可以這樣理解：顯熱即由于溫度差引起的熱量，（顯熱：物體在加熱或冷卻過程中，溫度升高或降低而不t變其原有相態(tài)所需吸收或放出的熱量，稱為“顯熱”。）潛熱主要由于相態(tài)變化引起的熱量，例如0℃的冰到0℃的水就是潛熱的變化。

1.3濕負(fù)荷

一般空調(diào)都具有去濕和加濕功能，在計算空調(diào)負(fù)荷時還要考慮濕負(fù)荷，濕負(fù)荷主要是由于人體和設(shè)備等的散濕，在計算中要注意房間的功能，例如在火鍋餐廳，散濕量相當(dāng)大，這樣，設(shè)計者在后續(xù)的設(shè)計中就要考慮空調(diào)設(shè)備濕負(fù)荷（去濕）的特殊要求。

1.4干濕球溫度

空氣中含有水蒸氣，我們知道了干球溫度和濕球溫度就能計算出空氣的相對濕度，例如我們平常說的“桑拿天”就是由于空氣中的相對濕度較高，人體散濕不好，感覺不舒服。一般相對濕度在50％～60％人感覺較舒服。

1.5夏季空調(diào)室外計算干、濕球溫度

這是一個由統(tǒng)計部門得出的一個統(tǒng)計值，指室外空氣歷年不保<50h的干、濕球溫度。（軟件操作中選擇工程所在地，這些設(shè)置就確定下來了，使用者不必人工錄入。）

1.6冷負(fù)荷系數(shù)法

一種常用的計算空調(diào)冷負(fù)荷的計算方法，它是建立在傳遞函數(shù)法的基礎(chǔ)上，便于工程上手算的一種簡化計算方法。此外還有諧波分析法，穩(wěn)態(tài)法等等，了解即可。

1.7傳熱量最基本的公式

Q=K×F×Δt；Q為傳熱量，K為傳熱系數(shù)，F為傳熱面積，Δt為傳熱體兩側(cè)的溫差。例如兩個房間的溫度不同要傳熱，要計算傳熱量，F取兩個房間的隔墻面積，Δt為兩個房間的溫度差值。

2.軟件知識

2.1計算方法

在暖通負(fù)荷BECH中采用如下方法計算負(fù)荷——

諧波法：主要用于外墻、屋頂?shù)劝灞趥鳠幔?span lang="EN-US">

冷負(fù)荷系數(shù)法：主要用于窗日射、人員、設(shè)備散熱；

穩(wěn)態(tài)法：主要用于新風(fēng)、臨室溫差傳熱。

2.2有關(guān)設(shè)置

房間中的人員和設(shè)備等參數(shù)可以在底圖中選中房間對象后打開特性表（ctrl+1）進(jìn)行設(shè)置。這里說明一下特性表最后一項中的冷負(fù)荷附加參數(shù)。

n         間歇附加系數(shù)
辦公樓、研究室、劇場、影院、單班值工廠等，一般僅在一定時間內(nèi)工作，在不工作時不開空氣調(diào)節(jié)設(shè)備。因此，開機時要負(fù)擔(dān)開機以前的房間蓄熱量。對于設(shè)備、人員發(fā)熱較大的房間，其設(shè)備和人員的發(fā)熱如按p定傳熱計算時，如預(yù)冷(工作前開機)0.5~1小時或更多時間，則不需附加。對于以圍護(hù)結(jié)構(gòu)負(fù)荷為主的房間(如辦公樓)，則需要將計算出的冷負(fù)荷乘以間歇負(fù)荷系數(shù)。

n         輕型附加系數(shù)
每平方空調(diào)面積的圍護(hù)結(jié)構(gòu)的材料重量小于150kg的稱為輕型結(jié)構(gòu)。由于輕型結(jié)構(gòu)的蓄熱能力小，對波動負(fù)荷衰減少，故需增加一個附加系數(shù)。

n         其它附加系數(shù)
對于躍層的房間或廠房，當(dāng)房間高度比較高時，因為人都是在下邊活動，所以房間上邊的溫度高一點是無所謂的。這時可以把“其它附加系數(shù)”設(shè) 成小于1的適當(dāng)?shù)闹?；對于其它情況若考慮的不足或過多時也可以設(shè)置“其它附加系數(shù)”來修正。

2.3熱負(fù)荷設(shè)置

熱負(fù)荷計算的相關(guān)設(shè)置在對話框上進(jìn)行。

計算類型：如果做采暖設(shè)計，選擇采暖熱負(fù)荷；如果是空調(diào)設(shè)計選擇空調(diào)熱負(fù)荷。其中空調(diào)熱負(fù)荷有兩個可選附加項。

計 算  新 風(fēng)——勾選此項，表示附加上新風(fēng)的熱負(fù)荷，這一項最常用。

計算冷風(fēng)滲透——勾選此項，表示附加上冷風(fēng)滲透熱負(fù)荷。其下有三個計算方法：

縫隙法：主要用于房間氣密p不夠好，門窗縫隙較大的情況，縫隙長度在門窗特性表里輸入。下面有一項豎井計算溫度主要是考慮由于房間與樓梯間等豎向大空間的風(fēng)壓、熱壓作用下冷空氣滲透，其值需查相應(yīng)手冊。采用縫隙法因與高度有關(guān)需勾選“展開標(biāo)準(zhǔn)層”。

換氣次數(shù)法：主要用于房間密閉性較好的情況。(換氣次數(shù)＝每小時通風(fēng)量與房間容積之比)。

百分率法：主要用于廠房等工業(yè)大空間建筑。

風(fēng)力附加率：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)特別高的建筑物，垂直的外維護(hù)結(jié)構(gòu)熱負(fù)荷附加5％～10％。

間歇修正率：指系統(tǒng)不連續(xù)運行下進(jìn)行的附加修正，其值可以大于1。

朝向修正率：此項系統(tǒng)設(shè)定，一般不用更改。

考慮內(nèi)維護(hù)結(jié)構(gòu)的得熱——

溫差修正法：當(dāng)考慮內(nèi)維護(hù)結(jié)構(gòu)得熱時，鄰室房間溫度低，但是不知道具體值時，用室外溫度代替，然后再乘以溫差修正系數(shù)。

設(shè)計溫度法：知道兩房間的設(shè)計溫度，然后進(jìn)行計算。

分戶計量采暖選項——

單位面積法：主要是用戶間傳熱量（查相關(guān)手冊所得）×傳熱面積=傳熱量。（這里傳熱面積是指要計算房間的面積，戶間傳熱量在選中房間后特性表里輸入）

計算溫差法：根據(jù)設(shè)定計算溫差Δt然后算出傳熱量。傳熱面積是由系統(tǒng)自動提取戶墻面積，所以如果要計算這項時需要把戶型區(qū)分開。

【拓展】    

當(dāng)兩個房間設(shè)計溫度不一樣，溫度高的房間要向溫度低的房間傳熱，如果考慮這部分傳熱量，那么勾選上考慮內(nèi)圍護(hù)a構(gòu)的得熱，其下有臨室不采暖的內(nèi)維護(hù)的計算方法：溫差修正法和設(shè)計溫度法。溫差修正法一般是指：假設(shè)內(nèi)維護(hù)結(jié)構(gòu)溫度t_n ,內(nèi)維護(hù)結(jié)構(gòu)以外房間溫度為t,室外溫度為t_w,本來計算時應(yīng)用（t_n-t）,但是現(xiàn)在是用（t_n-t_w）,然后再乘以溫差修正系數(shù)；設(shè)計溫度法即：根據(jù)（t_n-t）進(jìn)行計算。因此對于溫差修正法一般適用于不知道內(nèi)維護(hù)結(jié)構(gòu)外房間溫度的情況下，反之用設(shè)計溫度法。

分戶計量是近年來發(fā)展的一種采暖計量方法，它是根據(jù)進(jìn)入住戶房間的供回水溫差以及水的流量進(jìn)行計算，得出熱量，然后根據(jù)熱量進(jìn)行收費。這種方法顯然更合理，即用多少熱付多少費。此項主要針對某些住戶需要采暖，而隔壁住戶不需要采暖，那么它們之間要傳熱，勾選此項就是考慮這部分傳熱量。單位面積法主要是用傳熱指標(biāo)（查相關(guān)手冊所得）×傳熱面積=傳熱量；計算溫差法就是根據(jù)設(shè)定計算溫差然后算出傳熱量。

2.4冷負(fù)荷設(shè)置

冷負(fù)荷計算的相關(guān)設(shè)置在對話框上進(jìn)行。

計算參數(shù)——有4個選項

計算窗戶外遮陽：窗戶有外遮陽并考慮該因素請勾選，無則不勾選。勾選將影響計算速度。

計算地面負(fù)荷：民用建筑一般不勾選，主要用于手術(shù)室等對空調(diào)計算精度要求較高的場所。

展開標(biāo)準(zhǔn)層：計算與高度變化無關(guān)時無需勾選。不展開時標(biāo)準(zhǔn)層的負(fù)荷按“標(biāo)準(zhǔn)層底層負(fù)荷x標(biāo)準(zhǔn)層數(shù)”的方式輸出。如果標(biāo)準(zhǔn)層底層和頂層的邊界條件與中間層差別較大應(yīng)展開計算。

計算新風(fēng)：勾選此項，計算出的冷負(fù)荷包含新風(fēng)冷負(fù)荷。

鄰室非空調(diào)控溫的內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的計算方法——有2項

設(shè)計溫度法：見前段的【拓展】。

據(jù)發(fā)熱情況計算法：一般選此項。

【拓展】

設(shè)計溫度/與熱負(fù)荷計算一致，在前段的【拓展】中已有闡述，適用于已知控溫和非控溫房間的溫度情況下；據(jù)發(fā)熱情況計算法適于某些房間內(nèi)有設(shè)備等散熱需要冷量去除這部分熱量，發(fā)熱量在房間對象特性表中設(shè)置。

2.5估算負(fù)荷

【估算負(fù)荷】功能相當(dāng)于負(fù)荷計算器，可從圖中提取房間編號和房間面積，然后輸入負(fù)荷指標(biāo)，計算統(tǒng)計出房間負(fù)荷和建筑物總負(fù)荷。