【文章內(nèi)容簡介】 荷計算的準確性也影響著空調(diào)設(shè)計的好與壞。 一、 房間冷負荷的構(gòu)成： 通過圍護結(jié)構(gòu)傳入室內(nèi)的熱量； 透過外窗進入室內(nèi)的太陽輻射熱量； 人體散熱量； 設(shè)備散熱量； 其它室內(nèi)散熱量。 二、 主要計算公式 在目前的空調(diào)設(shè)計中，冷負荷計算有多種方法，常見的有兩種：冷負荷系數(shù)法和冷負荷計算諧波法。由于冷負荷系數(shù)法相于諧波法相對簡單許多，因此 本設(shè)計采用冷負荷系數(shù)法，當(dāng)計算某建筑物空調(diào)冷負荷時，則可按照條件查出相應(yīng)的冷負 荷溫度與冷負荷系數(shù)，用穩(wěn)定傳熱公式形式即可算出經(jīng)圍護結(jié)構(gòu)傳入熱量所形成的冷負荷和日射得熱形成的冷負荷。 外墻和屋面瞬變傳熱引起的冷負荷 在日射和室外氣溫綜合作用下，外墻和屋面瞬變傳熱引起的逐時冷負荷可按下式計算： Qc(t)=A K ( tc(t) – tR) （ 21） 式中 Qc(t)— 外墻和屋面瞬變傳熱引起的逐時冷負荷， W A— 外墻和屋面的面積 ， ㎡ K— 外墻或屋面的傳熱系數(shù)， W/（ ㎡ .℃） ，可根據(jù)外墻和屋面的不同構(gòu)造，在文獻 [6]附錄 22 和附錄 23 種查?。? tR— 室外設(shè)計計算溫度，℃ ； 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 8 tc(t)— 外墻或屋面冷負荷計算溫度的逐時值，℃，根據(jù)外墻和屋面的不同類型分別在 文獻 [6]附錄 24 和附錄 25 中查取。 說明： （ 1） 各設(shè)計地點冷負荷溫度值都是以北京地區(qū)氣象參數(shù)為依據(jù)計算出來的。因此對不同的設(shè)計地點 ，應(yīng)對 tc（ t） 進行修正 為 tc（ t） +Δtd， 其地點修正值 Δ td 可由文獻 [6]附錄 26 查得。 （ 2） 當(dāng)外表面放熱系數(shù)不等 于 W/（ ㎡ .℃） 時，應(yīng)將 （ tc(t)+ td） 乘以 文獻 [6]表 28 中 的 修正值。 （ 3） 當(dāng)內(nèi)表面放熱系數(shù)變化時，可不加修正。 （ 4） 由于建筑圍護結(jié)構(gòu)表面是淺色的，需要乘以吸收系數(shù)修正值 Kp。 綜上所述 ，外墻和屋面的冷負荷計算溫度為： t’c(t) = ( tc(t) +Δ td) Kp Ka （ 22） 則冷負荷計算式為： Qc(t)=A K (t’c(t) tR ) （ 23） 內(nèi)圍護結(jié)構(gòu)冷負荷 當(dāng)鄰室為通風(fēng)良好的非空調(diào)房間時，通過內(nèi)墻和樓板的溫差傳熱而產(chǎn)生的冷負荷可按上式計算，當(dāng)鄰室有一定的發(fā) 熱量 時 ，通過空調(diào)房間隔墻、樓板、內(nèi)墻、內(nèi)門等內(nèi)圍護結(jié)構(gòu)的溫差傳熱而產(chǎn)生的冷負荷，可視作穩(wěn)定傳熱，不隨時間而變化，可按下列公式計算： Qc(t)=Ai K i(+△ ta tR ) （ 24） 式中 K i— 內(nèi)圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù) , W/（ ㎡﹒ ℃） ； Ai— 內(nèi)圍護結(jié)構(gòu)的面積 ,㎡ ； — 夏季空調(diào)室外計算日平均溫度，℃ ； ta— 附加溫升 ，可按表 21 選取。 表 21 附加溫升 鄰室散熱量 （ W/ ㎡ ） △ ta （℃） 鄰室散熱量 （ W/ ㎡ ） △ ta （℃） 很少（辦公室、走廊） ＜ 23 0 ~ 2 3 23~ 116 ＞ 116 5 7 外玻璃窗瞬變傳熱引起的冷負荷 在室內(nèi)外溫差作用下，通過外玻璃窗瞬變傳熱引起的冷負荷可按下式計河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 9 算： Qc(t)= KW AW ( tc(t) – tR) （ 25） 式中： Qc( t)— 外玻璃窗的逐時冷負荷， W； AW— 窗口的面積 ， ㎡ ； KW— 外玻璃窗傳熱系數(shù)， W/（ ㎡ ℃），由 參考文獻 [6]附錄 27 和附錄 28 查得； tc( t)— 外玻璃窗的冷負荷溫度的逐時值，℃，可由文獻 [6]附錄 210 查得。 說明：（ 1） Kw 的值要根據(jù)情況不同加以修正，修正值為 CW， 可從文獻 [6]附錄 29 中查得。 （ 2）要進行地點修正，其修正值為Δ td。 因此公式相應(yīng)地變?yōu)椋? Qc(t)= cwAw Kw ( tc(t) +Δ td tR) （ 26） 透過玻璃窗的日射得熱引起的冷負荷 透過玻璃窗的日射得熱引起的逐時冷負荷可按下式計算： Qc(t)= CaAw CsCiDjmaxCLQ （ 27） 式中： Ca— 有效面積系數(shù)，有文獻 [6]附錄 215 查得； Aw— 窗口面積，㎡； Cs— 窗玻璃的遮陽系數(shù)，定義為玻璃的日射得熱量 /標準窗玻璃的日射得熱，可查 [6]附錄 213 查得 ； Ci— 窗內(nèi)遮陽設(shè)施的遮陽系數(shù)，可查 [6]附錄 214 查得 ； CLQ— 窗玻璃的冷負荷系數(shù)，無因次， 由 [6]附錄 216~219 查得。其值按南北區(qū)的劃分而不同，建筑地點在北緯 27176。30′以南的地區(qū)為南區(qū)，以北 的地區(qū) 為北區(qū)。 Djmax— 日射得熱因數(shù)，透 過玻璃窗進入室內(nèi)的日射得熱量分兩部分，即透過玻璃窗進入室內(nèi)的太陽輻射熱 qt 和窗玻璃吸收太陽輻射熱后傳入室內(nèi)的熱量 qa。由于窗的類型、遮陽設(shè)施、太陽入射角及太陽輻射等因數(shù)的各種組合太多，無法建立太陽輻射得熱與太陽輻射強度之間的函數(shù)關(guān)系，于是采用一種對比的計算方法。采用了 3mm 厚的普通平板玻璃做“標準玻璃” ，在 αi= W/（ ㎡ K）和 αo= W/（ ㎡ K）條件下，得出夏季（以七月份為代表）通過這一“標準玻璃”的日射得熱量 qt 和 qa 值， 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 10 DJ = qt + qa （ 28） 稱 DJ 為日射得熱因數(shù)，經(jīng)過大量的統(tǒng)計工作，得出了適用于各個地區(qū)的 Djmax，由文獻 [6]附錄 212 查得 。 室內(nèi)熱源散熱形成的冷負荷 室內(nèi)熱源主要指室內(nèi)工藝設(shè)備散熱、照明散熱和人體散熱三大部分。室內(nèi)熱源散熱包括顯熱和潛熱兩部分。潛熱散熱作為瞬時冷負荷，顯熱散熱中以對流散熱出的熱量為瞬時冷負荷，而以輻射散熱的熱量則為先被圍護結(jié)構(gòu)表面所吸收，以后再慢慢地逐時散出，形成滯后冷負荷。因此必須采用相應(yīng)的冷負荷系數(shù)。 （ 1） 照明散熱形成的冷負荷 當(dāng)電壓一定時，室內(nèi)照明散熱量是不隨時間變化 的穩(wěn)定散熱量，但是照明散熱仍以對流與輻射兩種方式進行散熱，因此照明散熱形式的冷負荷計算仍然采用冷負荷系數(shù)。 根據(jù)照明燈具的類型和安裝方式的不同，其冷負荷計算公式為： 熒光燈 Qc( t)=1000n1n2NCLQ （ 29） 式中 Qc(t)— 燈具散熱形成的冷負荷， W； N— 照明燈具所需要的功率， Kw； n1— 鎮(zhèn)流器消耗功率系數(shù)，當(dāng)明裝熒光燈的鎮(zhèn)流器在空調(diào)房間里時，取 ，當(dāng)暗裝熒光燈的鎮(zhèn)流器在頂棚內(nèi)時取 ； n2— 頂罩隔熱系數(shù)，當(dāng)熒光燈罩上部穿有小孔，可利用自然通風(fēng)散熱于頂棚內(nèi)時，取 ～ ；當(dāng)熒光燈罩無通風(fēng)孔時取 ～ ； CLQ— 照明散熱冷負荷系數(shù)，可由 文獻 [6]查得 。 人體散熱形成的冷負荷 人體散熱與性別、年齡、衣著、勞動強度及周圍環(huán)境條件等多種因數(shù)有關(guān)。人體散發(fā)的潛熱量和對流熱直接形成瞬時冷負荷，而發(fā)射散熱的熱量將會形成滯后的冷負荷。因此 ，應(yīng)采取相應(yīng)的冷負荷系數(shù)進行計算。 為了設(shè)計計算方便，計算以成年男子散熱量為計算基礎(chǔ)。而對于不同功能的建筑中的各類人員（成年男子、女子、兒童等）不同的組成進 行修正，為此，引入群集系數(shù) φ，下表給出了一些建筑物中的群集系數(shù)，作為參考。 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 11 表 22 某些空調(diào)建筑物的群集系數(shù) 工作場所 影劇院 百貨商店 圖書閱覽室 旅店 工廠輕勞動 體育館 群集系數(shù) 人體顯熱散熱引起的冷負荷計算式為： Qc(t) = qsnφCLQ （ 210） 式中 Qc(t)— 人體顯熱散熱形成的冷負荷， W； qs— 不同室溫和勞動性質(zhì)成年男子顯熱散熱量， W； n— 室內(nèi)全部 人數(shù) ； φ— 群集系數(shù) ，見表 22； CLQ— 人體顯熱散熱冷負荷系數(shù)； 人體潛熱散熱形成的冷負荷計算式為： Qc =qlnφ （ 211） 式中 Qc— 人體潛熱散熱形成的冷負荷， W； ql— 不同室溫和勞動性質(zhì)成年男子潛熱散熱量， W，見文獻 [6]表 213； n， φ— 同公式（ 210）。 三、 標準房間 101 的 冷負荷 計算 示例 101 房間為南京技師學(xué)院綜合教學(xué)樓的學(xué)員餐廳， 其尺寸為 ，層高為 。餐廳人數(shù)為 230 人。 西外墻冷負荷 由參考文獻 [5]查得Ⅲ型外墻冷負荷計算溫度， 按照公式（ 21）計算西外墻的冷負荷， 將其逐時值及計算結(jié)果列入表 23 中 。 表 23 西外墻冷負荷 時間 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 tc(τ) Δtd kα kρ t＇ c（ τ） tR 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 12 Δt K A Qc（ τ） 1181 1077 1017 973 973 1003 1077 1211 1404 1657 南外墻冷負荷 南外墻冷負荷 計算同上，見表 24. 表 24 南外墻冷負荷 時間 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 tc(τ) Δtd kα kρ t＇ c（ τ） tR 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 Δt K A Qc（ τ） 528 478 465 490 577 702 851 1025 1199 1336 西外窗瞬時傳熱冷負荷 窗戶：單層窗， 5mm 厚的普通玻璃，金屬窗框， 80%的玻璃，白色簾，窗高 。根據(jù)α i =(㎡ K)、α o= W/(㎡ K)，由文獻 [6]附錄 28查得 Kw= W/(㎡ K)。再由其附錄 29 查得玻璃窗傳熱系數(shù)的修正值，對金屬框單層窗應(yīng)乘以 。由附錄 210查出玻璃窗冷負荷計算溫度 tc(τ )， 根據(jù)公式 (25)計算，計算結(jié)果列入表 25 中。 表 25 西外窗瞬時傳熱冷負荷 時間 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 tc(τ) Δtd 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 32 35 tR 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 13 Δt 6 9 Kw Aw Qc（ τ） 738 848 959 1045 1094 1131 1131 1107 1057 959 南外窗瞬時 傳熱冷負荷 南外窗瞬時傳熱冷負荷 計算同上，見表 56. 表 26 南外窗瞬時傳熱冷負荷 時間 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 tc(τ) Δtd 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 32 35 tR 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 Δt 6 9 Kw Aw Qc（ τ） 982 1129 1276 1390 1456 1505 1505 1472 1407 1276 透過西外窗日射得熱引起的 冷負荷 由參考文獻 [6]附錄 215 查得單層鋼窗有效面積 Ca=，故窗的有效面積 Aw= *= ㎡。再由附錄 213 查得遮擋系數(shù) C