關(guān)于暖通設(shè)計(jì)中冷、熱負(fù)荷計(jì)算的一點(diǎn)體會(huì)

賀志方

摘要：在暖通設(shè)計(jì)的過(guò)程中，冷、熱負(fù)荷計(jì)算是暖通設(shè)計(jì)的最基礎(chǔ)工作。本文作者結(jié)合實(shí)際工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)冷、熱負(fù)荷計(jì)算的注意事項(xiàng)進(jìn)行了總結(jié)，希望可以和同行進(jìn)行交流和探討。

關(guān)鍵詞：冷負(fù)荷；熱負(fù)荷

中圖分類號(hào)：TU831文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-3024（2016）09-166-02

引言

負(fù)荷計(jì)算的重要性：冷、熱負(fù)荷計(jì)算是采暖、空調(diào)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)工作，沒(méi)有負(fù)荷計(jì)算，之后的設(shè)備選型、管徑計(jì)算、水力計(jì)算等全是無(wú)源之水、無(wú)根之木、空中樓閣。雖然有好多書(shū)籍、手冊(cè)對(duì)負(fù)荷計(jì)算原理也有詳細(xì)的描述，但是單獨(dú)看書(shū)比較抽象；而如今流行使用的很多商用負(fù)荷計(jì)算軟件，由于設(shè)計(jì)人員對(duì)于其中的原理、參數(shù)設(shè)置并不是十分熟悉，有些參數(shù)設(shè)置頻頻錯(cuò)誤。所以筆者結(jié)合多年設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)采暖、空調(diào)的冷、熱負(fù)荷計(jì)算做了一些總結(jié)，并針對(duì)其中的一些注意事項(xiàng)加以著重描述。

1.負(fù)荷計(jì)算中的注意事項(xiàng)

關(guān)于負(fù)荷計(jì)算的方法，雖然暖通規(guī)范、技術(shù)措施、暖通手冊(cè)等很多資料之中對(duì)其都有詳細(xì)的介紹，但是較抽象，實(shí)際工程負(fù)荷計(jì)算時(shí)多有紕漏，本人根據(jù)這些年的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)對(duì)這些紕漏加以總結(jié)，供大家參考。

（1）房間空調(diào)、采暖溫度的確定。《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》、《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》、《居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》、《技術(shù)措施》等對(duì)室內(nèi)采暖溫度都有規(guī)定，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)按其執(zhí)行。人員短期逗留區(qū)域的室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)寶較長(zhǎng)期逗留區(qū)域降低1℃～2℃（GB50736-2012-3.0.2），例如走道、洗手間、廚房、門(mén)廳、樓梯間、單位內(nèi)部用餐規(guī)律的內(nèi)部食堂等?？紤]到計(jì)量供熱時(shí)住戶對(duì)室內(nèi)溫度的調(diào)節(jié)，住宅建筑采暖設(shè)備末端選型時(shí)宜按提高2°C計(jì)算的熱負(fù)荷確定。

冷負(fù)荷計(jì)算時(shí)相對(duì)濕度等的確定：對(duì)舒適性空調(diào)而言，相對(duì)濕度在適當(dāng)范圍內(nèi)對(duì)人體的舒適性影響較小，舒適度主要考慮空氣溫度與風(fēng)速對(duì)人體的綜合作用。因此在規(guī)范允許范圍內(nèi)可適當(dāng)提高室內(nèi)相對(duì)濕度的設(shè)定值。

（2）冷風(fēng)滲透量、冷風(fēng)侵入量的確定。隨著建筑越來(lái)越重視節(jié)能，外圍護(hù)結(jié)構(gòu)性能、門(mén)窗玻璃的密封性能日漸提高，由門(mén)窗所引起的冷風(fēng)滲透量越來(lái)越小，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)對(duì)此予以重視。住宅建筑中的冷風(fēng)侵入量主要是戶門(mén)部分所引起的冷風(fēng)侵入量；公共建筑由于主要出入口設(shè)置了門(mén)斗或熱風(fēng)幕（《節(jié)能規(guī)范》規(guī)定主要風(fēng)向主要出入口必須設(shè)，嚴(yán)寒地區(qū)全部要設(shè)）而使得冷風(fēng)侵入量大為減少，對(duì)此設(shè)計(jì)應(yīng)足夠重視，不能再按一道門(mén)簡(jiǎn)單附加。

（3）空調(diào)新風(fēng)量的確定?？照{(diào)新風(fēng)量的確定必須要按照規(guī)范的最小值確定，因?yàn)槎臼覂?nèi)外焓差較大，1m³h的風(fēng)量變化就會(huì)引起不小的熱負(fù)荷增加，而且在冬季空調(diào)熱負(fù)荷計(jì)算中熱負(fù)荷占比越來(lái)越高。例如，在天津地區(qū)，夏季時(shí)，當(dāng)室內(nèi)參數(shù)為26°C、55%時(shí)，1m³/h（1.127Kg/h）的新風(fēng)冷負(fù)荷多達(dá)9.1W：冬季時(shí)，當(dāng)室內(nèi)參數(shù)為20°C、40%時(shí)，1m³/h （1.328Kg/h）的新風(fēng)熱負(fù)荷多達(dá)15.7W。

（4）附加系數(shù)及其確定。朝向修正應(yīng)考慮到建筑本身所在的位置及周圍建筑對(duì)其的影響（高大建筑的陰影，底部幾層被樹(shù)木、廣告牌等遮擋，由于眩光污染拉窗簾導(dǎo)致的室內(nèi)日射得熱減少）綜合確定。特別高大的建筑應(yīng)考慮風(fēng)力附加率。窗墻面積過(guò)大（窗墻（純墻面積）面積比大于1：1時(shí)）時(shí)應(yīng)考慮外窗附加。這些因素都需要將建筑放在整體環(huán)境中加以考慮，而不能像現(xiàn)在多數(shù)人那樣將建筑從周圍環(huán)境中剝離出來(lái)對(duì)其進(jìn)行冷、熱負(fù)荷計(jì)算。

（5）對(duì)于建筑立面、形態(tài)的準(zhǔn)確認(rèn)知，腦海中一定要對(duì)建筑的空間形態(tài)有深刻的認(rèn)識(shí)。由于建筑本身造型因素引起的某些房間下部有架空樓板，非頂層房間有部分屋面，部分房間中間局部高度較高所帶來(lái)的四周山墻，與上部或下部非采暖空間的樓板傳熱形成的負(fù)荷等等。冬季地面?zhèn)鳠嶝?fù)荷應(yīng)按照手冊(cè)或技術(shù)措施中的計(jì)算方法（地帶法或平均傳熱系數(shù)法）進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，不可漏算?，F(xiàn)在很多建筑（尤其是高層建筑）都有地下室，而地下室由于管理欠缺等因素而入口敞開(kāi)，就使得地下室環(huán)境溫度較低，在負(fù)荷計(jì)算時(shí)對(duì)其要予以考慮。

（6）地下建筑的負(fù)荷計(jì)算——環(huán)境溫度、土壤溫度等的準(zhǔn)確把握，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)的確定都不同于地上建筑。根據(jù)《防空地下室設(shè)計(jì)手冊(cè)：暖通、給水排水、電氣分冊(cè)朱培根（含書(shū)簽）》——《表3-1全國(guó)主要城市實(shí)測(cè)地溫（±0.0-3.2m）月平均值》，土壤表面溫度比室外氣溫要高，土壤溫度隨埋土深度的增加而逐漸增加。因此地下空間圍護(hù)結(jié)構(gòu)負(fù)荷計(jì)算時(shí)對(duì)此應(yīng)加以注意，具體地下圍護(hù)結(jié)構(gòu)負(fù)荷計(jì)算可參考《地下建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)》中的相關(guān)方法進(jìn)行計(jì)算，而絕對(duì)不可以按照地上建筑的方法進(jìn)行計(jì)算，這是兩種完全不同的計(jì)算方法。

夏季由于土壤溫度較室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度低，因此地下室冷負(fù)荷計(jì)算時(shí)可忽略圍護(hù)結(jié)構(gòu)所導(dǎo)致的冷負(fù)荷，而僅考慮通風(fēng)、人員、照明、設(shè)備所引起的冷負(fù)荷。這一點(diǎn)地下建筑是和地上建筑不同的。

（7）商業(yè)建筑由于外立面被廣告牌遮擋過(guò)多致使基本無(wú)外窗，再加上室內(nèi)人員、收銀機(jī)、廣告音響系統(tǒng)等的穩(wěn)定散熱，冬季有些時(shí)候甚至變?yōu)槔湄?fù)荷，需要適當(dāng)引入室外新鮮的冷風(fēng)對(duì)此予以消除。

而餐飲建筑中，雖然通常都有外窗，外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，但是由于人員、餐食等的散濕量巨大，同時(shí)應(yīng)根據(jù)餐廳的營(yíng)業(yè)時(shí)間、人流量等，負(fù)荷計(jì)算時(shí)應(yīng)對(duì)其充分考慮，冬季時(shí)按最小負(fù)荷考慮，夏季時(shí)按最大負(fù)荷考慮。

住宅建筑、公共建筑負(fù)荷計(jì)算中戶問(wèn)傳熱按規(guī)范進(jìn)行計(jì)算，而實(shí)際實(shí)際使用過(guò)程中，多數(shù)住宅及公共建筑所有鄰居都不采暖的比例很低而使得戶內(nèi)過(guò)熱。而且住宅內(nèi)部穩(wěn)定散發(fā)的自由熱（如冰箱），夜間窗簾致使傳熱系數(shù)減小從而減少的熱負(fù)荷、以及住宅中的不穩(wěn)定散熱（如電視、微波爐、烤箱、爐灶散熱等）也應(yīng)適當(dāng)考慮，按最小值考慮。公共建筑中的內(nèi)部穩(wěn)定得熱，如設(shè)備散熱、照明散熱、人員負(fù)荷等雖然在節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)中有詳細(xì)規(guī)定，但是由于建筑所處地點(diǎn)不同，功能應(yīng)用不同，亦應(yīng)考慮到其特殊性。

冷負(fù)荷計(jì)算時(shí)應(yīng)對(duì)人員數(shù)量及其逐時(shí)在室率、設(shè)備發(fā)熱量、照明發(fā)熱量及其運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行調(diào)查并逐一確定。夏季冷負(fù)荷計(jì)算時(shí)應(yīng)適當(dāng)考慮由于眩光污染所引起的窗簾較少的負(fù)荷（直射轉(zhuǎn)為漫反射）。周圍建筑遮擋引起的建筑陰影。

2.結(jié)語(yǔ)

（1）實(shí)際工程設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)于建筑的空間模型一定要有清晰充分的認(rèn)識(shí)、對(duì)于建筑所處的大環(huán)境及其對(duì)單體建筑的負(fù)荷影響心中要有清晰的認(rèn)識(shí)。

（2）負(fù)荷計(jì)算時(shí)應(yīng)對(duì)其中的各種參數(shù)設(shè)定結(jié)合規(guī)范書(shū)籍對(duì)其加以準(zhǔn)確確定。

（3）可通過(guò)BIM建模、三維設(shè)計(jì)軟件、全年負(fù)荷計(jì)算軟件等的運(yùn)用對(duì)負(fù)荷計(jì)算加以詳細(xì)計(jì)算。

（4）工程竣工驗(yàn)收后應(yīng)結(jié)合使用使用方的問(wèn)題反饋及負(fù)荷復(fù)核、現(xiàn)場(chǎng)比對(duì)等，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，提高我們的設(shè)計(jì)水平。