某商業樓采暖系統設計熱負荷計算分析

摘 要：文章對某商業樓采暖系統設計熱負荷計算進行分析，進行了圍護結構基本耗熱量、附加耗熱量、冷風滲透耗熱量和冷風侵入耗熱量的計算，通過對每個房間熱負荷的詳細計算確定了采暖系統設計熱負荷，為采暖系統方案的確定，散熱器的計算，系統管道管徑的選取提供了可靠依據。

關鍵詞：采暖系統；熱負荷；計算；依據

1 工程概況

該商業樓位于哈爾濱市內，建筑共6層，地上6層，建筑總高度22.2米，總建筑面積為5071平方米。一層、二層為大廳，三至六層為包房。完成總建筑面積約5071平方米的商業樓采暖系統的設計。

2 采暖系統熱負荷計算

在實際工程設計中，計算采暖系統的設計熱負荷時，分為圍護結構傳熱耗熱量和附加傳熱耗熱量兩部分進行計算。附加傳熱耗熱量分為風力附加，高度附加和朝向修正傳熱耗熱量三部分。在工程設計中，采暖系統的設計熱負荷，為：Q′=Q′1·j+Q′1·x+Q′2+Q′3

式中 Q′1·j-圍護結構的基本耗熱量；Q′1·x-圍護結構的附加（修正）耗熱量；Q′2-冷風滲透傳熱耗熱量；Q′3-冷風侵入傳熱耗熱量。

3 采暖系統熱負荷的計算公式及計算參數的確定

圍護結構的基本耗熱量的計算，在實際的工程設計中，圍護結構的基本耗熱量是按一維穩定傳熱過程來計算的，可按下式進行計算：Q′=KF（tn-tw′）α，K-圍護結構的傳熱系數，W/（m2.℃）；F-圍護結構的面積，m2； tn-冬季室內計算溫度，℃；tw′-供暖室外計算溫度，℃；α-圍護結構的溫差修正系數。整個建筑物或房間的基本耗熱量Q′1·j等于圍護結構各部分（門、窗、墻、地面、屋頂等）。Q′1·j=ΣKF（tn- tw′）α。采暖室外計算溫度tw′的確定，由于本設計地點在哈爾濱市，查規范得哈爾濱冬季采暖室外計算溫度為-24.2℃。室內計算溫度tn的確定，根據建筑物的用途，按規范選取。

3.1 傳熱系數k值的選取

建筑物的表面積S=4109.2m2建筑物的體積V=21033.3m3體形系數=S/V=4109.2÷21033.3=0.2<0.3查《嚴寒、寒冷地區居住建筑節能設計標準》JGJ26-2010表A.0.1-1可知哈爾濱屬于嚴寒B區，查《公共建筑節能設計標準》GB50189-2005表4.2.2-2嚴寒地區B區圍護結構傳熱系數限值可知：當體形系數<0.3時，屋面傳熱系數≤0.45W/（m2·℃）；外墻（包括非透明幕墻）傳熱系數≤0.5W/（m2·℃）。

所選的建筑圍護結構及傳熱系數k值為：墻：輕集料混凝土砌塊框架填充墻

傳熱系數：0.43<0.5W/（m2·℃）外窗：雙層反射中空玻璃，傳熱系數：1.63<1.7W/（m2·℃）（此為下限值），外門：節能外門，傳熱系數：2.00W/（m2·℃），屋面：非上人屋面-加氣100-擠塑聚苯板90傳熱系數：0.32<0.45W/（m2·℃），屋面：上人屋面-擠塑聚苯板 傳熱系數：0.3<0.45W/（m2·℃）

3.2 溫差修正系數α值的選取

根據規范《采暖通風與空氣調節設計規范》GB50736-2012中選取。表中規定外墻、屋頂、地面以及與室外相通的樓板等α=1.00

4 圍護結構的附加（修正）耗熱量的計算

根據規范《采暖通風與空氣調節設計規范》GB50736-2012中規定，朝向修正率已選定，風力附加耗熱量不予考慮。北、東北、西北：10%；東南、西南：-10%；東、西：-5%，南：-15%；本設計，圍護結構總的耗熱量可用下式表示；Q'1=Q'1，j+Q'1，x=∑αKF（tn-t'w）（1+xch），冷風滲透耗熱量的計算，可按下式進行計算：Q′2=0.278VρwCp（tn-tw′），V=Lln m3/h當采暖室外計算溫度tw′=-24.2℃時，空氣密度ρw=1.5kg/m3

5 冷風侵入耗熱量的計算

在冬季受風壓和熱壓作用下，冷空氣由開啟的外門侵入室內，把這部分冷空氣加熱到室內溫度所消耗的熱量為冷風侵入耗熱量。可按下式進行計算： Q′3=NQ′1·j·m式中Q′1·j·m-外門的基本耗熱量，W；N-考慮冷風侵入的外門附加率，按表1選取。

6 散熱器的計算

7 熱負荷計算舉例

以下是商業樓3002室的采暖設計熱負荷計算過程，商業樓3002室是包房，房間面積為51.9m2，房間高度為3.3m。外圍護結構有西南外墻，西南外窗，西南外門。西南外墻的面積為F=9×3.3-1.5×2.1×3-1.2×2.1=17.73m2西南外窗的面積為F=1.5×2.1×3=9.45m2西南外門的面積為F=1.2×2.1=2.52m2外墻：輕集料混凝土砌塊框架填充墻傳熱系數：0.43W/（m2·℃）外窗：雙層反射中空玻璃，傳熱系數：1.63W/（m2·℃）外門：節能外門，傳熱系數：2.00W/（m2·℃）根據《暖通規范》溫差修正系數a均取為1，按照圍護結構基本耗熱量公式：Q′=KF（tn-tw′）α，計算出包房的外圍護結構基本耗熱量為：西南外墻耗熱量：337W，西南外窗耗熱量：681W，西南外門耗熱量：223W。相鄰房間的溫差小于5℃，所以耗熱量不計。朝向修正系數：西南-10%。風力附加耗熱量和高度附加耗熱量不計。外窗的冷風滲透耗熱量為361W，門的冷風滲透耗熱量為499W。外門的冷風侵入耗熱量為869W。修正后的耗熱量為：西南外墻耗熱量：303W，西南外窗耗熱量： 613W，西南外門耗熱量： 200W。

8 結束語

文章對某商業樓采暖系統設計熱負荷計算進行分析，進行了圍護結構基本耗熱量、附加耗熱量、冷風滲透耗熱量和冷風侵入耗熱量的計算，通過對每個房間熱負荷的詳細計算確定了采暖系統設計熱負荷，為采暖系統方案的確定，散熱器的計算，系統管道管徑的選取提供了可靠依據。

參考文獻

[1]賀平，孫剛，王飛，等.供熱工程[M].北京：中國建筑工業出版社，2009.

[2]民用建筑供暖通風與空氣調節設計規范[M].北京：中國建筑工業出版社，2012

[3]嚴寒和寒冷地區居住建筑節能設計標準[M].北京：中國建筑工業出版社，2010.

[4]實用供暖空調工程設計[M].北京.中國建筑工業出版社，1995.

作者簡介：夏后峰，男，江蘇豐縣人，畢業于太原理工大學，技術員。