《室內(nèi)采暖》第五講

1、第六節(jié)第六節(jié) 高層建筑供暖熱負(fù)荷計(jì)算方法簡(jiǎn)介高層建筑供暖熱負(fù)荷計(jì)算方法簡(jiǎn)介 高層建筑由于高度的增加高層建筑由于高度的增加,使它受到使它受到風(fēng)壓和熱壓風(fēng)壓和熱壓的綜合作用的綜合作用, 因而采用相應(yīng)因而采用相應(yīng)不同的冷風(fēng)滲透耗熱量計(jì)不同的冷風(fēng)滲透耗熱量計(jì)算方法算方法. 一、熱壓作用一、熱壓作用: 熱壓作用即通常講的熱壓作用即通常講的“煙囪煙囪”作用作用. 1 、 空氣的流通情況分析空氣的流通情況分析: 冬季室內(nèi)空氣高于室外空氣冬季室內(nèi)空氣高于室外空氣, 則室外空氣密度大于室內(nèi)空則室外空氣密度大于室內(nèi)空氣密度氣密度, 由于空氣的密度差由于空氣的密度差, 室外空氣不斷進(jìn)入室外空氣不斷進(jìn)入, 通過(guò)建筑物

2、內(nèi)通過(guò)建筑物內(nèi)部樓梯間、電梯間等垂直貫通通道上升部樓梯間、電梯間等垂直貫通通道上升, 形成一股上升的熱氣形成一股上升的熱氣流流, 而后排出而后排出. 第六節(jié)第六節(jié) 高層建筑供暖熱負(fù)荷計(jì)算方法簡(jiǎn)介高層建筑供暖熱負(fù)荷計(jì)算方法簡(jiǎn)介 一、熱壓作用一、熱壓作用: 1 、 空氣的流通情況分析空氣的流通情況分析: 較低樓層較低樓層-室外空氣壓力室外空氣壓力大于大于室內(nèi)空氣壓力室內(nèi)空氣壓力, 冷空氣通過(guò)外門(mén)、窗等縫隙滲入冷空氣通過(guò)外門(mén)、窗等縫隙滲入. 較高樓層較高樓層-室內(nèi)空氣壓力室內(nèi)空氣壓力大于大于室外空氣壓力室外空氣壓力, 熱空氣由貫通通道通過(guò)內(nèi)門(mén)、窗等縫隙滲出室外熱空氣由貫通通道通過(guò)內(nèi)門(mén)、窗等縫隙滲出室

3、外. 中和面中和面-滲入與滲出的空氣量相等滲入與滲出的空氣量相等, 在高層與低層之間必然在高層與低層之間必然 有一內(nèi)外壓差為零的界面有一內(nèi)外壓差為零的界面. 熱壓熱壓-引起空氣下進(jìn)上出的流動(dòng)壓力稱(chēng)為熱壓引起空氣下進(jìn)上出的流動(dòng)壓力稱(chēng)為熱壓.第六節(jié)第六節(jié) 高層建筑供暖熱負(fù)荷計(jì)算方法簡(jiǎn)介高層建筑供暖熱負(fù)荷計(jì)算方法簡(jiǎn)介 一、熱壓作用一、熱壓作用: 2、熱壓作用原理圖、熱壓作用原理圖建筑剖面建筑剖面熱壓熱壓室外壓力室外壓力中和面中和面垂直通道壓力垂直通道壓力高度高度壓力壓力(+)第六節(jié)第六節(jié) 高層建筑供暖熱負(fù)荷計(jì)算方法簡(jiǎn)介高層建筑供暖熱負(fù)荷計(jì)算方法簡(jiǎn)介 一、熱壓作用一、熱壓作用: 3、有效熱壓計(jì)算、有效

4、熱壓計(jì)算: 若以中和面的室外空氣自然氣流靜壓力為零作基準(zhǔn)若以中和面的室外空氣自然氣流靜壓力為零作基準(zhǔn),則在計(jì)則在計(jì)算高度算高度h上上: 室外壓力室外壓力 : prw(hz h)wg Pa 建筑物內(nèi)貫通通道內(nèi)壓力建筑物內(nèi)貫通通道內(nèi)壓力: pn(hz h)ng Pa 第六節(jié)第六節(jié) 高層建筑供暖熱負(fù)荷計(jì)算方法簡(jiǎn)介高層建筑供暖熱負(fù)荷計(jì)算方法簡(jiǎn)介 則室外與建筑物內(nèi)的則室外與建筑物內(nèi)的理論熱壓差理論熱壓差為為: pr (hz h)(w n) g Pa pr-計(jì)算高度上建筑物計(jì)算高度上建筑物外部與內(nèi)部的理論熱壓差外部與內(nèi)部的理論熱壓差, h -計(jì)算高度計(jì)算高度, m hz -中和面高度中和面高度, m w

5、-室外空氣密度室外空氣密度, kg/m3 n -室內(nèi)空氣密度室內(nèi)空氣密度, kg/m3 注注: 熱壓差為正值時(shí)熱壓差為正值時(shí),室外壓力室內(nèi)壓力室外壓力室內(nèi)壓力,冷風(fēng)由室外滲入室內(nèi)冷風(fēng)由室外滲入室內(nèi); 熱壓差為負(fù)值時(shí)熱壓差為負(fù)值時(shí),室外壓力室內(nèi)壓力室外壓力室內(nèi)壓力,熱風(fēng)由室內(nèi)滲出室外熱風(fēng)由室內(nèi)滲出室外.第六節(jié)第六節(jié) 高層建筑供暖熱負(fù)荷計(jì)算方法簡(jiǎn)介高層建筑供暖熱負(fù)荷計(jì)算方法簡(jiǎn)介 一、熱壓作用一、熱壓作用: 4、熱壓差的影響因素、熱壓差的影響因素: 與建筑物內(nèi)部貫通通道的布置形式與建筑物內(nèi)部貫通通道的布置形式, 與建筑物內(nèi)部貫通通道的通氣狀況與建筑物內(nèi)部貫通通道的通氣狀況, 與門(mén)窗縫隙的密封性能與門(mén)

6、窗縫隙的密封性能. 即與空氣由滲入到滲出的阻力有關(guān)即與空氣由滲入到滲出的阻力有關(guān). 5、有效熱壓的定義、有效熱壓的定義: 外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的門(mén)、窗縫隙兩側(cè)的熱壓差稱(chēng)為有效熱壓外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的門(mén)、窗縫隙兩側(cè)的熱壓差稱(chēng)為有效熱壓. 第六節(jié)第六節(jié) 高層建筑供暖熱負(fù)荷計(jì)算方法簡(jiǎn)介高層建筑供暖熱負(fù)荷計(jì)算方法簡(jiǎn)介 一、熱壓作用一、熱壓作用: 5、有效熱壓的公式、有效熱壓的公式: pr Cr pr Cr (hz h)(w n) g Pa Cr-熱壓系數(shù)熱壓系數(shù), 按照我國(guó)實(shí)際情況按照我國(guó)實(shí)際情況,可取可取0.20.5 二、風(fēng)力作用二、風(fēng)力作用: 1、室外風(fēng)速的變化規(guī)律、室外風(fēng)速的變化規(guī)律: 從地面到上空是逐漸增大的從

7、地面到上空是逐漸增大的. 2、室外風(fēng)速、室外風(fēng)速VW的測(cè)得位置的測(cè)得位置: 指地面以上基準(zhǔn)高度指地面以上基準(zhǔn)高度(一般用一般用10m)測(cè)得的風(fēng)速測(cè)得的風(fēng)速.第六節(jié)第六節(jié) 高層建筑供暖熱負(fù)荷計(jì)算方法簡(jiǎn)介高層建筑供暖熱負(fù)荷計(jì)算方法簡(jiǎn)介 二、風(fēng)力作用二、風(fēng)力作用: 3、風(fēng)壓作用原理圖、風(fēng)壓作用原理圖高度高度迎風(fēng)面迎風(fēng)面0壓力壓力(+)0壓力壓力(+)背風(fēng)面背風(fēng)面室外風(fēng)壓室外風(fēng)壓高度高度第六節(jié)第六節(jié) 高層建筑供暖熱負(fù)荷計(jì)算方法簡(jiǎn)介高層建筑供暖熱負(fù)荷計(jì)算方法簡(jiǎn)介 二、風(fēng)力作用二、風(fēng)力作用: 4、室外風(fēng)速、室外風(fēng)速Vh的計(jì)算公式的計(jì)算公式: Vh / V0( h / h0 )m V0- 基準(zhǔn)高度的計(jì)算風(fēng)速

8、基準(zhǔn)高度的計(jì)算風(fēng)速, m/s Vh - 計(jì)算高度的計(jì)算風(fēng)速計(jì)算高度的計(jì)算風(fēng)速, m/s h0 - 基準(zhǔn)高度基準(zhǔn)高度, m h - 計(jì)算高度計(jì)算高度, m m - 指數(shù)指數(shù): 空曠及沿海地區(qū)空曠及沿海地區(qū) m =1/6; 城郊區(qū)城郊區(qū) m =1/4m =1/41/5; ; 建筑群多的市區(qū)建筑群多的市區(qū) m =1/3; 一般可取一般可取0.2 第六節(jié)第六節(jié) 高層建筑供暖熱負(fù)荷計(jì)算方法簡(jiǎn)介高層建筑供暖熱負(fù)荷計(jì)算方法簡(jiǎn)介 二、風(fēng)力作用二、風(fēng)力作用: 5、基準(zhǔn)條件下室外風(fēng)速、基準(zhǔn)條件下室外風(fēng)速Vh的計(jì)算公式的計(jì)算公式: 當(dāng)當(dāng) h0 10 m , m 0.2 時(shí)時(shí); 不同高度不同高度 h 處的處的Vh的計(jì)

9、算式為的計(jì)算式為: Vh (h /10)0.2 V0 0.631 h 0.2 V0 m/s 6、有效風(fēng)壓差計(jì)算公式有效風(fēng)壓差計(jì)算公式: pf 0.5Cfw Vh 2 Pa Cf -風(fēng)壓差系數(shù)風(fēng)壓差系數(shù), 常取常取0.30.7 （當(dāng)風(fēng)垂直吹到墻面時(shí)，且建筑物內(nèi)部阻力很小時(shí)，風(fēng)壓差系數(shù)最大，（當(dāng)風(fēng)垂直吹到墻面時(shí)，且建筑物內(nèi)部阻力很小時(shí)，風(fēng)壓差系數(shù)最大， Cf=0.7; 當(dāng)建筑物內(nèi)部阻力很大時(shí)，風(fēng)壓差系數(shù)降低至當(dāng)建筑物內(nèi)部阻力很大時(shí)，風(fēng)壓差系數(shù)降低至0.30.5。）。） 第六節(jié)第六節(jié) 高層建筑供暖熱負(fù)荷計(jì)算方法簡(jiǎn)介高層建筑供暖熱負(fù)荷計(jì)算方法簡(jiǎn)介 三、風(fēng)壓與熱壓共同作用三、風(fēng)壓與熱壓共同作用: 2、壓

10、差比、壓差比C: 指有效熱壓差與有效風(fēng)壓差的比值指有效熱壓差與有效風(fēng)壓差的比值, C pr / pf = 50crhzh/cfh0.4v2x tntw /273tn 式中：式中：cr-熱壓系數(shù)（熱壓系數(shù)（0.20.5） cf -風(fēng)壓系數(shù)（風(fēng)壓系數(shù)（0.30.50.7） hz -中和面的高度（建筑物高度的一半）中和面的高度（建筑物高度的一半） h -計(jì)算樓層的窗中心線高度計(jì)算樓層的窗中心線高度 v -冬季室外平均風(fēng)速冬季室外平均風(fēng)速 tn建筑物內(nèi)形成熱壓的空氣柱溫度，簡(jiǎn)稱(chēng)豎井溫度。建筑物內(nèi)形成熱壓的空氣柱溫度，簡(jiǎn)稱(chēng)豎井溫度。第六節(jié)第六節(jié) 高層建筑供暖熱負(fù)荷計(jì)算方法簡(jiǎn)介高層建筑供暖熱負(fù)荷計(jì)算方法簡(jiǎn)

11、介 三、風(fēng)壓與熱壓共同作用三、風(fēng)壓與熱壓共同作用: 3、當(dāng)風(fēng)壓和熱壓共同作用下產(chǎn)生的、當(dāng)風(fēng)壓和熱壓共同作用下產(chǎn)生的 單位長(zhǎng)度縫隙的滲透風(fēng)量單位長(zhǎng)度縫隙的滲透風(fēng)量L0計(jì)算公式如下計(jì)算公式如下: L0 L【Chn(1 C)b1】 L m Ch -計(jì)算門(mén)窗中心線標(biāo)高為計(jì)算門(mén)窗中心線標(biāo)高為h時(shí)的滲透空氣量對(duì)于基準(zhǔn)時(shí)的滲透空氣量對(duì)于基準(zhǔn) 滲透量的滲透量的 高度修正系數(shù)高度修正系數(shù)Ch =(0.4h0.4)b, （當(dāng)（當(dāng)h10m時(shí)，按時(shí)，按10m計(jì)算）；計(jì)算）； L -基準(zhǔn)風(fēng)速下單位長(zhǎng)度縫隙的空氣滲透量，可查表基準(zhǔn)風(fēng)速下單位長(zhǎng)度縫隙的空氣滲透量，可查表1-11 n -朝向修正系數(shù)，可查表朝向修正系數(shù)，可查

12、表1-12 b -與門(mén)窗結(jié)構(gòu)有關(guān)的特性常數(shù)，與門(mén)窗結(jié)構(gòu)有關(guān)的特性常數(shù)， 木窗（木窗（0.58）、鋼窗（）、鋼窗（0.67）、鋁窗（）、鋁窗（0.78）、塑鋼（）、塑鋼（0.60） c -壓差比壓差比 C pr / pf m -考慮計(jì)算門(mén)窗所處的高度、朝向和熱壓差的存在而引入的考慮計(jì)算門(mén)窗所處的高度、朝向和熱壓差的存在而引入的 滲透風(fēng)量滲透風(fēng)量綜合修正系數(shù)綜合修正系數(shù): m=【Chn(1 C)b1】 第六節(jié)第六節(jié) 高層建筑供暖熱負(fù)荷計(jì)算方法簡(jiǎn)介高層建筑供暖熱負(fù)荷計(jì)算方法簡(jiǎn)介 三、風(fēng)壓與熱壓共同作用三、風(fēng)壓與熱壓共同作用: 4、計(jì)算、計(jì)算m值和值和C值時(shí)，應(yīng)注意下列事項(xiàng)：值時(shí)，應(yīng)注意下列事項(xiàng)： 如

13、計(jì)算得出如計(jì)算得出C1時(shí)，即時(shí)，即（1+ C） 0，則表示在計(jì)算，則表示在計(jì)算 層處，即使處于主導(dǎo)風(fēng)向朝向的門(mén)窗也無(wú)冷風(fēng)滲入，或?qū)犹?，即使處于主?dǎo)風(fēng)向朝向的門(mén)窗也無(wú)冷風(fēng)滲入，或 已有室內(nèi)空氣滲出，此時(shí)，同一樓層所有朝向門(mén)窗冷風(fēng)已有室內(nèi)空氣滲出，此時(shí)，同一樓層所有朝向門(mén)窗冷風(fēng) 滲透量，均取零值。滲透量，均取零值。 如計(jì)算得出如計(jì)算得出C1時(shí)，即時(shí)，即（1+ C） 0的條件下，按照的條件下，按照 m=【Chn(1 C)b1】 計(jì)算出計(jì)算出m 0時(shí)，則表示時(shí)，則表示 所計(jì)算的給定朝向的門(mén)窗已無(wú)冷空氣侵入，所計(jì)算的給定朝向的門(mén)窗已無(wú)冷空氣侵入， 此時(shí)，同一樓層所有朝向門(mén)窗冷風(fēng)滲透量，均取零值此時(shí)，同一

14、樓層所有朝向門(mén)窗冷風(fēng)滲透量，均取零值。 如計(jì)算得出如計(jì)算得出m 0時(shí)，該朝向的門(mén)窗的冷風(fēng)滲透耗熱量，時(shí)，該朝向的門(mén)窗的冷風(fēng)滲透耗熱量， 可按式可按式 Q20.278 CP L0 ( tn tw)w 計(jì)算確定，計(jì)算確定， 該公式下頁(yè)給出。該公式下頁(yè)給出。第六節(jié)第六節(jié) 高層建筑供暖熱負(fù)荷計(jì)算方法簡(jiǎn)介高層建筑供暖熱負(fù)荷計(jì)算方法簡(jiǎn)介 三、風(fēng)壓與熱壓共同作用三、風(fēng)壓與熱壓共同作用: 5、當(dāng)風(fēng)壓和熱壓共同作用下產(chǎn)生的冷風(fēng)滲透耗熱量、當(dāng)風(fēng)壓和熱壓共同作用下產(chǎn)生的冷風(fēng)滲透耗熱量: Q20.278 CP L0 ( tn tw)w w 0.278 CPw m L ( tn tw)第六節(jié)第六節(jié) 高層建筑供暖熱負(fù)荷計(jì)

15、算方法簡(jiǎn)介高層建筑供暖熱負(fù)荷計(jì)算方法簡(jiǎn)介 三、風(fēng)壓與熱壓共同作用三、風(fēng)壓與熱壓共同作用:【例【例2】北京地區(qū)一棟北京地區(qū)一棟12層辦公樓，層高層辦公樓，層高3.2m。室內(nèi)溫度。室內(nèi)溫度tn =18, 供暖室外計(jì)算溫度供暖室外計(jì)算溫度tw =9（ w =1.34m3)。樓內(nèi)樓。樓內(nèi)樓 梯間不供暖，走廊內(nèi)平均溫度梯間不供暖，走廊內(nèi)平均溫度tn =5. 每間辦公室有一每間辦公室有一 單層鋼窗，取單層鋼窗，取b=0.67; 縫隙長(zhǎng)縫隙長(zhǎng)l=16m. 北京市冬季室外平均北京市冬季室外平均 風(fēng)速風(fēng)速 v=2.8m/s，相應(yīng)單位縫隙長(zhǎng)基準(zhǔn)滲透量，相應(yīng)單位縫隙長(zhǎng)基準(zhǔn)滲透量 L=2.4 m3/mh，由于房門(mén)頻繁

16、開(kāi)啟，取由于房門(mén)頻繁開(kāi)啟，取 cf=0.7， cr=0.5。 試計(jì)算北向底層、第試計(jì)算北向底層、第8層?xùn)|南朝向、第層?xùn)|南朝向、第10層?xùn)|北朝向和北向?qū)訓(xùn)|北朝向和北向 頂層的窗戶(hù)滲透空氣耗熱量。頂層的窗戶(hù)滲透空氣耗熱量。第六節(jié)第六節(jié) 高層建筑供暖熱負(fù)荷計(jì)算方法簡(jiǎn)介高層建筑供暖熱負(fù)荷計(jì)算方法簡(jiǎn)介 三、風(fēng)壓與熱壓共同作用三、風(fēng)壓與熱壓共同作用: 【例【例2解】解】1.計(jì)算北向首層窗戶(hù)滲透空氣耗熱量：計(jì)算北向首層窗戶(hù)滲透空氣耗熱量： 設(shè)中和面標(biāo)高在整個(gè)建筑物高度的一半位置上，設(shè)中和面標(biāo)高在整個(gè)建筑物高度的一半位置上， hz=(3.2X12)/2=19.2m。 設(shè)窗戶(hù)中心線在層高一半處，對(duì)首層，當(dāng)考慮熱

17、壓時(shí)設(shè)窗戶(hù)中心線在層高一半處，對(duì)首層，當(dāng)考慮熱壓時(shí) h=1.6m；當(dāng)考慮風(fēng)壓時(shí)，；當(dāng)考慮風(fēng)壓時(shí)，h=10m計(jì)算。計(jì)算。 求壓差比求壓差比C值：值： C =50crhzh/cfh0.4v2x tn tw /273tn =500.519.21.6/0.7x100.4 2.8 2x 59 /2735 =1.61 第六節(jié)第六節(jié) 高層建筑供暖熱負(fù)荷計(jì)算方法簡(jiǎn)介高層建筑供暖熱負(fù)荷計(jì)算方法簡(jiǎn)介 三、風(fēng)壓與熱壓共同作用三、風(fēng)壓與熱壓共同作用: 【例【例2解】解】1.計(jì)算北向首層窗戶(hù)滲透空氣耗熱量：計(jì)算北向首層窗戶(hù)滲透空氣耗熱量： 求求Ch值：值： Ch =(0.4h0.4)b, （當(dāng)（當(dāng)h10m時(shí)，按時(shí)，按1

18、0m計(jì)算）計(jì)算） =(0.4X100.4)0.67 =1.003 求（求（m）值：）值： 北京北向的朝向修正系數(shù)北京北向的朝向修正系數(shù)n=1.0（主導(dǎo)風(fēng)向），（主導(dǎo)風(fēng)向）， m=【Chn(1 C)b1】 = 1.003 1(1 1.61)0.671】=1.910 第六節(jié)第六節(jié) 高層建筑供暖熱負(fù)荷計(jì)算方法簡(jiǎn)介高層建筑供暖熱負(fù)荷計(jì)算方法簡(jiǎn)介 三、風(fēng)壓與熱壓共同作用三、風(fēng)壓與熱壓共同作用: 【例【例2解】解】1.計(jì)算北向首層窗戶(hù)滲透空氣耗熱量計(jì)算北向首層窗戶(hù)滲透空氣耗熱量： 求（求（m）值：）值： 北京北向的朝向修正系數(shù)北京北向的朝向修正系數(shù)n=1.0（主導(dǎo)風(fēng)向），（主導(dǎo)風(fēng)向）， m=【Chn(1

19、C)b1】 = 1.003 1(1 1.61)0.671】=1.910 求窗戶(hù)的冷風(fēng)滲透耗熱量求窗戶(hù)的冷風(fēng)滲透耗熱量 Q2： Q2 =0.278 CPw m L ( tn tw) =0.278 X1X1.34X1.91X2.4X16( 18 9) = 738 W 第六節(jié)第六節(jié) 高層建筑供暖熱負(fù)荷計(jì)算方法簡(jiǎn)介高層建筑供暖熱負(fù)荷計(jì)算方法簡(jiǎn)介 三、風(fēng)壓與熱壓共同作用三、風(fēng)壓與熱壓共同作用:【例【例2解】解】2.計(jì)算第計(jì)算第8層樓東南朝向窗戶(hù)冷風(fēng)滲透耗熱量：層樓東南朝向窗戶(hù)冷風(fēng)滲透耗熱量： 第第8層樓的窗戶(hù)中心線標(biāo)高層樓的窗戶(hù)中心線標(biāo)高 h=(7X3.2)+1.6=24m. 北京市東南朝向的朝向修正系數(shù)北京市東南朝向的朝向修正系數(shù)n=0.10。 求壓差比求壓差比C值：值： C =50crhzh/cfh0.4v2x tn tw /273tn =500.519.224/0.7 X 240.4X2.82 X 59 /2735 = -0.309-1 第六節(jié)第六節(jié) 高層建筑供暖熱負(fù)荷計(jì)算方法簡(jiǎn)介高層建筑供暖熱負(fù)荷計(jì)算方法簡(jiǎn)介 三、風(fēng)壓與熱壓