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同学们大家好

今天我要讲第四讲

暖通空调系统负荷与送风参数

刚才我们刚讨论到了暖通空调负荷的确定

实际上是一个二维的问题

是有一定的难度的

我们今天这个本讲就要解决这个

确定供暖 空调 通风负荷的问题

我们在这个一讲中要谈到有十个问题

包括室外气象参数怎么取

室内设计标准怎么确定

什么是得热

又什么是冷负荷和热负荷

至于门窗空气渗透风量导致的负荷

又是怎么算的

室内的热源导致的得热应该怎么取

那建筑怎么进行分区来计算这个负荷

还有新风量和新风负荷又是怎么确定的

上面这些问题都解决了

我们就可以确定整个建筑的总负荷了

那么这个总负荷又应该怎么确定

除了上面这些详细的计算方法以外

负荷还有一些比较简单的估算法

解决完负荷的问题之后

我们就可以计算送风量和送风参数了

首先我们先来看一看

室外空气的设计计算参数又应该怎么定

这是非常重要的一个基础数据

这是一个夏热冬冷地区

城市的室外空气全年变化的一个曲线图

从这张图上我们可以看到

有8760个小时的数据了

是全年的数据

那么这些数据有高有低

一直在不断的变化

当我们要在计算建筑内的空调负荷

或者供暖负荷的时候

我们取哪一个数据

来作为我们的设计计算参数

这个室外空气的设计计算参数

对于通风 空调还是供暖来讲

它还是不一样的

而且对于夏天和冬天来讲也是不一样的

首先我们先来看看夏天

夏天我们自然是没有供暖了

只有通风和空调

这个空调也就是我们说的供冷

在通风的条件下

室外空气设计计算温度是这样定的

它的定义是

历年最热月14时月平均温度的平均值

最热月14时月平均温度

指的是一年中最热的那个月

把这个月中每一天下午两点那个温度拿出来

整个月求一个平均值

每年都有这么一个数

然后历年这些数的平均值

那么历年在我们这里

它的定义又是什么

根据民用建筑

供暖通风与空气调节设计规范的规定

这个历年包括了过去30年的数据

目前我们所采用的30年的数据

是从1971年到2000年30年间的数据

那么每一年都有一个

最热月14时的月平均温度

而这个通风的室外空气设计计算温度

是30年来每个月的14时的

月平均温度的平均值

湿度指的是

历年最热月14时月平均相对湿度的平均值

这是通风了

下面我们再看空调的规定是什么样的

空调的室外空气干球温度设计计算值

是这样确定的

历年平均不保证50小时的干球温度

这里面的意思说

每年8760个小时的室外空气的干球温度

进行排序

把最高的50个小时的数据剔除

那么就剩下是第51个小时

每年都有这样一个第51个小时的干球温度

30年平均下来

就是这个

历年平均不保证50小时的干球温度了

这个数据作为

室外空气设计计算的干球温度

至于湿球温度是怎么定义的

是历年平均不保证50小时的湿球温度

那么还有一个重要的数据就是日平均温度

指的是平均不保证5天的日平均温度

也就是说每年每天都有一个日平均温度

把这365个日平均温度进行排序

刨除了五个最高值

剩下第6个数进行历年的平均

那么有了刚才这几个数

我们又怎么计算出

一个设计日的每个小时的数呢

设计日的每个小时的干球温度

也就是说24小时的干球温度

就需要用刚才这个干球温度的设计计算值

以及日平均值来展开

展开的公式就是下面这个余弦函数公式

这里面

twp就是室外的平均温度

twg是室外的计算干球温度

这个公式的特点是

计算出来的一天空气干球温度

是在下午三点钟的时候达到了峰值

那么这样一个余弦展开的

全天24小时的干球温度

其实与真实的不完全一致

但是我们可以在资料缺乏的时候

作为近似估算来使用的

我们最常用的计算方法是用的日较差法

日较差就是把日平均温度

上面叠加上一个一天的日较差

乘以一个形状系数

那么这个形状系数它取值

就在下面这个表中了

下面我们看一看

余弦函数法与日较差法两种方法展开的

一天的设计日24小时的温度曲线

会有什么相同的地方和不同的地方

从这个图上我们可以看到

粉红色的这是日较差法的曲线

蓝色的是余弦函数法展开的曲线

我们可以看到它们两个非常的接近

但是它们的峰值有错位

白天的时候日较差法的峰值在14点

余弦函数法的峰值在15点

而凌晨的时候余弦函数法是在凌晨3点

它是最低谷

而日较差法是在凌晨5点钟处于最低谷

所以呢

实际上日较差法

是更接近于我们的温度变化的实际情况的

下面我们再来看冬季

冬季我们会进行通风

也会进行供暖

就是我们前面讲过的散热器供暖还有空调

这个空调可能供热

也可能供冷

这里指的是冬季供热风时的空调

冬天我们进行通风的话

室外空气的计算温度是

累年最冷月平均温度

累年的意思是过去30年的气象数据中

找到最冷月那个月的平均温度

而不是30年进行平均了

指的是最冷的那一年

供暖它的室外空气设计计算参数是

历年平均不保证5天的日平均温度

大家请注意这里用的是历年 与通风不同

这是要进行每年的数据

要进行30年的平均的

累年最冷月平均温度指的是30年来

所有的月份统计起来看

找的是那个最冷月

与每一年的情况没有关系

这是它的关键区别

我们再看冬季的空调

也就是说送热风的空调

它的温度计算参数是

历年平均不保证一天的日平均温度

相对湿度是累年最冷月平均相对湿度

我们可以看到

它的温度用的是历年

湿度用的是累年

为什么通风 供暖 空调它们的参数

即便在同一个季节也会是不一样的

这是有原因的

例如同样是冬季

散热器供暖和空调送风供暖的

室外设计参数就不一样

这是考虑空调送风系统多数还需要处理新风

所以室外空气温度的变化

会很快地影响到空调设备需要承担的负荷

所以只考虑不保证一天

通风 供暖 空调的室内设计参数也是不同的

因为我们的通风

多用于生产厂房等工作场所

允许的室内温度变化也是比较大的

在夏天它允许的室内温度也是比较高的

而供暖

它的服务对象包括民用建筑和工业建筑

主要考虑的是热舒适的要求

那么它针对轻劳动和重劳动的话

它的室温标准是有所不同的

而空调不管是供热风它还是供冷风

它的服务对象包括

民用建筑中居住者的舒适性要求

以及工艺过程的特殊要求

与前面二者相比

它控制的参数范围

相对来讲是比较严格的

我们讲完了室外的空气设计计算参数

再来看看室内的空气设计计算参数

实际上就是针对不同类型的建筑

它的室内空气设计标准是什么

现在我们其实会面临着这么一个问题

大量新类型建筑的出现

使得这个设计标准它的制定

有点跟不上应用了

那么在这种情况下我们怎么办

我们可以这样做

对于舒适性的空调

我们完全可以根据

我们在建筑环境学里面所学到的

人体热舒适性的理论来进行论证确定

而针对工艺性空调

则应该由工艺专业人员他们来进行研究

并提供给我们暖通工程师

下面我就会举一些例子

给大家看一看

通风 供暖和空调

它的室内设计参数的情况

首先看一下通风

因为通风没有在这里考虑其它的冷热源

所以它的室内设计参数

是与室外计算参数是密切相关的

从这个表中我们可以看到

有这样的三个栏目

第一行是夏季通风室外计算温度

这个温度范围很宽了

从低于22度到高于33度

第二个是允许温差

这个允许温差指的是室内外的温差

通风量的大小

实际上就决定了这个温差的大小

所以这个允许温差

以及室内的允许的温度

就决定了

我们最后计算的通风量的大小了

我们可以看到第三栏工作地点温度

实际上也就是进行通风的室内的温度

它的温度我们可以看到

多数的情况下是在32度以上

只有当室外温度在22度以下的时候

室内的温度有可能达到32度以下

下面我们再来看一看

供暖的室内设计参数

这里所谓的供暖指的是散热器供暖

首先我们可以看到民用建筑

它的室内设计参数范围是有点宽的

它的设计温度从16度到24度

这里把风速限制在每秒0.3米以下

至于工业建筑

它的风速限制范围

比民用建筑要高一些

是每一秒0.5米以下

然后根据轻劳动

中等劳动 重体力劳动

和非常重的体力劳动不同的等级

室内的设计温度是不一样的

我们可以看到劳动强度越大

室内的设计温度就越低

因为这时候人体的代谢率非常高

需要得到很好的散热

所以空气温度是不能太高的

当轻劳动的作业的时候

室内的设计温度就要高一些了

对于辅助用房它的风速限制

是非常低的

很明显我们看到这些辅助用房的类型

其实也是民用建筑的类型

像浴室 更衣室这样的

它的温度就会比较高

而办公室 休息室

最常见的这个温度范围

就是很多人都知道的18度

而像盥洗室 厕所这样临时逗留的空间

它的设计标准是12度

然后我们再来看

空调的室内空气的设计标准了

对于舒适性的空调

夏天它的温度多半在22度到28度之间

根据建筑的功能

以及它的使用方式不同而不同

相对湿度多半都在40%和65%之间

风速也都会低于每秒0.3米

很多夏天的空调

它的室内风速

会要求低于0.25米或者0.2米每秒

而冬天它的室温

会比纯散热器供暖要高一点

从18度到24度

那么相对湿度下线就会更低30%

上线是60%了

风速也会更低一些

舒适性空调除了温度 湿度

和风速以外

它还有其它的要求

有温湿度 新风量 风速 空气的含尘量

噪声等等

这些要求

我们都可以通过查阅

相关建筑类型的设计标准和设计规范

就可以获得

至于工艺性的空调

它的类型主要集中在

降温空调还有恒温恒湿空调

净化空调等

这些设计标准

其中有一少部分

是跟室内的工作人员的舒适性是相关的

但是大部分

都取决于生产工艺过程的要求

这些要求

也可以通过查阅设计标准和规范

就可以获得了