关于暖通设计中冷、热负荷计算的一点体会

贺志方

摘要：在暖通设计的过程中，冷、热负荷计算是暖通设计的最基础工作。本文作者结合实际工程设计经验，对冷、热负荷计算的注意事项进行了总结，希望可以和同行进行交流和探讨。

关键词：冷负荷；热负荷

中图分类号：TU831文献标识码：A文章编号：1674-3024（2016）09-166-02

引言

负荷计算的重要性：冷、热负荷计算是采暖、空调设计的基础工作，没有负荷计算，之后的设备选型、管径计算、水力计算等全是无源之水、无根之木、空中楼阁。虽然有好多书籍、手册对负荷计算原理也有详细的描述，但是单独看书比较抽象；而如今流行使用的很多商用负荷计算软件，由于设计人员对于其中的原理、参数设置并不是十分熟悉，有些参数设置频频错误。所以笔者结合多年设计经验，对采暖、空调的冷、热负荷计算做了一些总结，并针对其中的一些注意事项加以着重描述。

1.负荷计算中的注意事项

关于负荷计算的方法，虽然暖通规范、技术措施、暖通手册等很多资料之中对其都有详细的介绍，但是较抽象，实际工程负荷计算时多有纰漏，本人根据这些年的设计经验对这些纰漏加以总结，供大家参考。

（1）房间空调、采暖温度的确定。《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》、《公共建筑节能设计标准》、《居住建筑节能设计标准》、《技术措施》等对室内采暖温度都有规定，设计时应按其执行。人员短期逗留区域的室内设计参数宝较长期逗留区域降低1℃～2℃（GB50736-2012-3.0.2），例如走道、洗手间、厨房、门厅、楼梯间、单位内部用餐规律的内部食堂等。考虑到计量供热时住户对室内温度的调节，住宅建筑采暖设备末端选型时宜按提高2°C计算的热负荷确定。

冷负荷计算时相对湿度等的确定：对舒适性空调而言，相对湿度在适当范围内对人体的舒适性影响较小，舒适度主要考虑空气温度与风速对人体的综合作用。因此在规范允许范围内可适当提高室内相对湿度的设定值。

（2）冷风渗透量、冷风侵入量的确定。随着建筑越来越重视节能，外围护结构性能、门窗玻璃的密封性能日渐提高，由门窗所引起的冷风渗透量越来越小，设计时应对此予以重视。住宅建筑中的冷风侵入量主要是户门部分所引起的冷风侵入量；公共建筑由于主要出入口设置了门斗或热风幕（《节能规范》规定主要风向主要出入口必须设，严寒地区全部要设）而使得冷风侵入量大为减少，对此设计应足够重视，不能再按一道门简单附加。

（3）空调新风量的确定。空调新风量的确定必须要按照规范的最小值确定，因为冬季室内外焓差较大，1m³h的风量变化就会引起不小的热负荷增加，而且在冬季空调热负荷计算中热负荷占比越来越高。例如，在天津地区，夏季时，当室内参数为26°C、55%时，1m³/h（1.127Kg/h）的新风冷负荷多达9.1W：冬季时，当室内参数为20°C、40%时，1m³/h （1.328Kg/h）的新风热负荷多达15.7W。

（4）附加系数及其确定。朝向修正应考虑到建筑本身所在的位置及周围建筑对其的影响（高大建筑的阴影，底部几层被树木、广告牌等遮挡，由于眩光污染拉窗帘导致的室内日射得热减少）综合确定。特别高大的建筑应考虑风力附加率。窗墙面积过大（窗墙（纯墙面积）面积比大于1：1时）时应考虑外窗附加。这些因素都需要将建筑放在整体环境中加以考虑，而不能像现在多数人那样将建筑从周围环境中剥离出来对其进行冷、热负荷计算。

（5）对于建筑立面、形态的准确认知，脑海中一定要对建筑的空间形态有深刻的认识。由于建筑本身造型因素引起的某些房间下部有架空楼板，非顶层房间有部分屋面，部分房间中间局部高度较高所带来的四周山墙，与上部或下部非采暖空间的楼板传热形成的负荷等等。冬季地面传热负荷应按照手册或技术措施中的计算方法（地带法或平均传热系数法）进行准确计算，不可漏算。现在很多建筑（尤其是高层建筑）都有地下室，而地下室由于管理欠缺等因素而入口敞开，就使得地下室环境温度较低，在负荷计算时对其要予以考虑。

（6）地下建筑的负荷计算——环境温度、土壤温度等的准确把握，围护结构的传热系数的确定都不同于地上建筑。根据《防空地下室设计手册：暖通、给水排水、电气分册朱培根（含书签）》——《表3-1全国主要城市实测地温（±0.0-3.2m）月平均值》，土壤表面温度比室外气温要高，土壤温度随埋土深度的增加而逐渐增加。因此地下空间围护结构负荷计算时对此应加以注意，具体地下围护结构负荷计算可参考《地下建筑暖通空调设计手册》中的相关方法进行计算，而绝对不可以按照地上建筑的方法进行计算，这是两种完全不同的计算方法。

夏季由于土壤温度较室内设计温度低，因此地下室冷负荷计算时可忽略围护结构所导致的冷负荷，而仅考虑通风、人员、照明、设备所引起的冷负荷。这一点地下建筑是和地上建筑不同的。

（7）商业建筑由于外立面被广告牌遮挡过多致使基本无外窗，再加上室内人员、收银机、广告音响系统等的稳定散热，冬季有些时候甚至变为冷负荷，需要适当引入室外新鲜的冷风对此予以消除。

而餐饮建筑中，虽然通常都有外窗，外围护结构，但是由于人员、餐食等的散湿量巨大，同时应根据餐厅的营业时间、人流量等，负荷计算时应对其充分考虑，冬季时按最小负荷考虑，夏季时按最大负荷考虑。

住宅建筑、公共建筑负荷计算中户问传热按规范进行计算，而实际实际使用过程中，多数住宅及公共建筑所有邻居都不采暖的比例很低而使得户内过热。而且住宅内部稳定散发的自由热（如冰箱），夜间窗帘致使传热系数减小从而减少的热负荷、以及住宅中的不稳定散热（如电视、微波炉、烤箱、炉灶散热等）也应适当考虑，按最小值考虑。公共建筑中的内部稳定得热，如设备散热、照明散热、人员负荷等虽然在节能标准中有详细规定，但是由于建筑所处地点不同，功能应用不同，亦应考虑到其特殊性。

冷负荷计算时应对人员数量及其逐时在室率、设备发热量、照明发热量及其运行时间进行调查并逐一确定。夏季冷负荷计算时应适当考虑由于眩光污染所引起的窗帘较少的负荷（直射转为漫反射）。周围建筑遮挡引起的建筑阴影。

2.结语

（1）实际工程设计过程中对于建筑的空间模型一定要有清晰充分的认识、对于建筑所处的大环境及其对单体建筑的负荷影响心中要有清晰的认识。

（2）负荷计算时应对其中的各种参数设定结合规范书籍对其加以准确确定。

（3）可通过BIM建模、三维设计软件、全年负荷计算软件等的运用对负荷计算加以详细计算。

（4）工程竣工验收后应结合使用使用方的问题反馈及负荷复核、现场比对等，不断总结经验，提高我们的设计水平。