项目一 空调负荷计算项目一 空调负荷计算主讲 祁小波主讲 祁小波

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提出任务

准备知识

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任务一 泉州阳光广场

设计参数选择

任务二 泉州阳光广场

空调负荷计算

空调负荷计算

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1.11.1

1.21.2

1.31.3

空调房间室内、外空气计算参数的确定空调房间室内、外空气计算参数的确定

太阳辐射强度及其影响太阳辐射强度及其影响

空调房间冷空调房间冷 (( 热热 )) 、湿负荷、湿负荷

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1.11.1 空调房间室内、外空气计算参数的确定空调房间室内、外空气计算参数的确定

1 、 夏季空调室外计算干、湿球温度

采用历年平均不保证 50 小时的干、湿球温度

2 、夏季空调室外计算日平均温度 twp ：采用历

年平均不保证 5 天的日平均温度。

一、室外空气计算参数一、室外空气计算参数

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rt wpsh tt

52.0wpwg

r

ttt

3 、 夏季空调室外计算逐时温度 tsh

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算 冬季空调室外计算相对湿度采用历年

一月份月平均相对湿度的平均值。

4 、 冬季空调室外计算温度、湿度的确定

冬季空调室外计算温度应采用历

年平均不保证 1 天的日平均温度；

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• 人体热平衡：

　　　 qM-qW=qD+qE+qF+qoh

二、室内空气计算参数二、室内空气计算参数

1 、热舒适性与室内空气计算参数

人体舒适感与下列因素有关：室内空气温度、相对湿度、流速、围护结构及其他物体表面温度、人的生活习惯、人体活动、衣着情况、年龄、性别等。

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• 等效温度：结合干球温度、湿球温度和空气流速的

效应来反映冷和热的感觉。为给出同样的舒适感觉，

湿度越低，干球温度就需越高；湿度越高，干球温

度则需越低。

等效温度和舒适区

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图图 1.1 1.1 等效温度图等效温度图

图1.1是美国暖通、是美国暖通、空调、制冷工程师学空调、制冷工程师学会（会（ ASHRAEASHRAE ）根）根据以上几种影响因素据以上几种影响因素的综合作用，用等效的综合作用，用等效温度的概念提出的舒温度的概念提出的舒适图。适图。

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PMV-PPD 评价方法

•PMV-PPD 评价方法：综合考虑了人体活动，

衣着热阻（衣着情况），空气温度，平均辐射

温度，空气流动速度和空气湿度等六个因素。

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图图 1.2 PPD1.2 PPD 与与 PMVPMV 的关系的关系

图1.2 PPDPPD 与与PMVPMV 的关系空的关系空调调节室内热调调节室内热舒适性采用预舒适性采用预计的平均热感计的平均热感觉觉 PMVPMV 和预和预计不满意者的计不满意者的百分数百分数 PPDPPD评价。评价。

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PMV 指标作为一种度量热感觉的尺度，采用 7 点热感觉标尺：

+3 热 (hot)

+2 暖和（ warm)

+1 稍微暖和（ slightly war

m)

0 适中、舒适（ newtral)

-1 稍微凉快 (slightly cool)

-2 凉快 (cool)

-3 冷 (cold)

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我国《采暖通风与空气调节设计规范》（ GB50019-2003 ）中规定：

-1≤PMV≤+1 ； PPD≤27%

PPD 表示对热环境下不满意的百分数

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舒适性空调室内温、湿度标准

夏

季

冬

季

温 度 应采用 24—28℃

相对湿度 应采用 40—65%

风 速 不应大于 0.3m ／ s

温 度 应采用 18—22 ℃相对湿度 应采用 40—60%

风 速 不应大于 0.2m ／ s

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２、工艺性空调室内温、湿度标准

工艺性空调可分为一般降温性空调、恒温

恒湿空调和净化空调等 。

降温性空调只规定温度或湿度的上限，对

空调精度没有要求。

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恒温恒湿空调室内空气的温、湿度基数和精度

都有严格要求，也有的仅对温度或相对湿度的

一项有严格要求。

净化空调不仅对空气温、湿度提出要求，而且

对空气中所含尘粒的大小和数量都有严格要求。

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• 空调房间的温度和湿度的要求 , 用两组指标来反映 , 即空调温湿度基数和空调精度 ( 室内温度、相对湿度允许的波动范围）

• 例如： tN=20 ±0.5 , ,℃ ℃表示室内空调温湿度基数为 tN=20℃ ， ，而空调精度为△ tx=±0.5℃ , 。

50% 5%N

%50N%5 x

3 、空调基数和空调精度

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1.21.2 太阳辐射强度及其影响

１、太阳能不断的向外辐射出巨大的能量。由于大气层的作用，辐射到大气层时，其能量一部分被反射，一部分被吸收，剩下 1/3 多一些透过大气层到达地球表面。透过大气层的辐射线中一部分直达地面，另一部分散射（反射或折射）到地表。

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２、达到地面的太阳辐射强度的大小主要取决于被照射地点与太阳射线形成的高度角和太阳光线通过大气层的厚度。地理纬度不同、季节不同、昼夜不同太阳辐射强度都不同，此外还与大气透明度有关。

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一、建筑物空调冷负荷的形成过程

1 、 得热量和冷负荷

房间得热量：指某一时刻由室外和室内热源进入房间的热量的总和。

显热得热：

潜热得热：

瞬时冷负荷：指为了维持室温恒定，在某一时刻为消除室内空气在该时刻以对流方式所得热量的需冷量。

1.31.3 空调房间冷空调房间冷 (( 热热 )) 、湿负荷、湿负荷

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注意：瞬时得热中为对流得热方式传递的显热得热和

潜热得热部分，直接放散到空气中，立刻房间瞬时冷

负荷，而显热得热借助辐射方式传递的得热量，首先

被具有蓄热性能的物体表面吸收，当物体表面温度升

高到高于室内空气温度后蓄存的一部分热量借助对流

方式放出加热室内空气成为房间滞后冷负荷，另一部

分被贮存，空调负荷应是以上两部分冷负荷之和。

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2 、除热量

当空调系统间歇使用时，在停止运行期间室内温度升高，大部分热量被蓄存在围护结构和家具中。重新开启系统使室内空气达到规定的温度，则必须增多供冷量。除了上述的冷负荷之外还需增加该自然增温的负荷。这两部分负荷之和即为除热量，工程中称为开车负荷，也就是空调设备的实际供冷量。

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空调负荷的组成

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3 、经围护结构进入太阳辐射热与房间实际冷负荷之关系

蓄热量 实际冷负荷

需除去的蓄热量

瞬时太阳辐射热

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4 、一般结构中荧光灯形成的冷负荷

得热量

实际冷负荷需除去的蓄热量

瞬时得热量

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5 、空气调节负荷方块图

对流

得热 空气

蓄热体

冷负荷 除热量

温升（降）负荷

显热

辐射热

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二、冷负荷系数法计算空调负荷

kkttt dll )(

1 、围护结构冷负荷计算方法 1 ） 外墙和屋面瞬变传热引起的冷负荷

)( Nlq ttFKLQ

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算 )( Nawpnnnq tttFKLQ

2 ）内围护结构冷负荷（邻室为通风良好的非

空调房间时按外墙算，邻室有一定发热量时

按下式计算

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算4) 透过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷

LQjZt CDFCLQ max

3) 外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷

)( Ndlcccc tttFKCLQ

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2 、内部热源散热引起的负荷

2 ）照明灯具散热

1 ）用电设备散热形成的冷负荷

白炽灯： LQD ＝ N ·CLQ

荧光灯： LQD ＝ n1·n2·N ·CLQ

LQs ＝ Q·CLQ （ Q— 设备显热散热量）

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( )W NLQ M h h

3 、补充新鲜空气带来的负荷

3 ） 人体的散热

nnqCnnqQQLQ LLQqR

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三、空调房间热负荷计算1 、空调房间冬季耗热量

1 ）围护结构的耗热量

围护结构耗热量包含内容：

①围护结构温差传热量。

②缝隙渗入冷空气。

③外门开启侵入。

④太阳辐射，上述代数和，分为基本耗热量和附加耗热量

。

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• 2 ）门窗缝隙渗入冷空气的耗热量

产生原因：因风压与热质作用室外空气经门

窗缝隙进入室内。

方 法：《规范》规定，对六层以下的按缝隙法。

mttCLlQ OWRpaoi )(278.0.

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2 、空调房间热负荷的确定• 通过建筑围护结构传入室内的热量和湿量（冬季

相反，室内通过建筑围护结构向外传热或散热）

• 设备的发热量

• 工艺过程的散热量、散湿量

• 人员的散热、散湿量

• 照明的散热量

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四、空调房间湿负荷计算1 ）人体散湿与人体散热同样的考虑和计算

2 ）敞开水槽表面散湿量

3 ）地面积水蒸发量

')( , B

BFppW qbq 510)00363.0(

计算方法与水槽蒸发量计算方法相同

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五、空调负荷的概算指标

5.1)3.116( nQQ W

1 、空调负荷的估算

1 ）公式估算法

式中

Q— 整个建筑物围护结构引起的总冷负荷 W；

n— 建筑物内总人数。

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2 ）单位面积冷负荷指标法

国内部分建筑空调冷负荷概算指标

名称 单位 (W ／ m2)

办公楼 95—115

超高层办公楼 105—145

旅馆 70 —95

餐厅 290—350

百货店 210 —240

医院 105—130

剧场 230—350

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2 、冬季采暖负荷的概算指标

1 ）窗墙比公式法

)()5.16(163.1

wN ttF

Waq

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2 ）单位面积热指标法

当只知道总建筑面积时，采暖热指标可参考下列 数值：

办公楼、学校 60 —80(W ／ m2)

医 院 65—80(W ／ m2)

旅 馆 60—70(W ／ m2)

餐 厅 115—140(W ／ m2)

剧 场 95—115(W ／ m2)

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1 、接受任务，学习准备知识（ 4 课时）

2 、搜集资料（课余时间完成）• 将学生分成小组，每小组 3 人；• 以小组为单位搜集建筑信息• 以小组为单位搜集设计规范与参考资料

3 、设计计算（ 4 课时 + 课余时间）（ 1 ）仔细学习案例 ( 案例见课程网站）（ 2 ）按照设计计算步骤进行设计计算

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4 、计算负荷

（ 1 ）选定设计参数（ 2 ）计算负荷

5 、提交成果（ 1 ）设计计算过程资料（ 2 ）学生工作页

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检查学生提交

资料总结工作过程

资料文件归档

对工作过程进行评价

提出改进意见

对整个任务量化成绩