某商业楼采暖系统设计热负荷计算分析

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.

作者简介：夏后峰，男，江苏丰县人，毕业于太原理工大学，技术员。