7.2.1除在方案設(shè)計或初步設(shè)計階段可使用熱、冷負荷指標進行必要的估算外,施工圖設(shè)計階段應(yīng)對空調(diào)區(qū)的冬季熱負荷和夏季逐時冷負荷進行計算。
7.2.2空調(diào)區(qū)的夏季計算得熱量,應(yīng)根據(jù)下列各項確定:
1 通過圍護結(jié)構(gòu)傳入的熱量;
2 通過透明圍護結(jié)構(gòu)進入的太陽輻射熱量;
3 人體散熱量;
4 照明散熱量;
5 設(shè)備、器具、管道及其他內(nèi)部熱源的散熱量;
6 食品或物料的散熱量;
7 滲透空氣帶入的熱量;
8 伴隨各種散濕過程產(chǎn)生的潛熱量。
7.2.3空調(diào)區(qū)的夏季冷負荷,應(yīng)根據(jù)各項得熱量的種類、性質(zhì)以及空調(diào)區(qū)的蓄熱特性,分別進行計算。
7.2.4空調(diào)區(qū)的下列各項得熱量,應(yīng)按非穩(wěn)態(tài)方法計算其形成的夏季冷負荷,不應(yīng)將其逐時值直接作為各對應(yīng)時刻的逐時冷負荷值:
1 通過圍護結(jié)構(gòu)傳入的非穩(wěn)態(tài)傳熱量;
2 通過透明圍護結(jié)構(gòu)進入的太陽輻射熱量;
3 人體散熱量;
4 非全天使用的設(shè)備、照明燈具散熱量等。
7.2.5空調(diào)區(qū)的下列各項得熱量,可按穩(wěn)態(tài)方法計算其形成的夏季冷負荷:
1 室溫允許波動范圍大于或等于±1℃的空調(diào)區(qū),通過非輕型外墻傳入的傳熱量;
2 空調(diào)區(qū)與鄰室的夏季溫差大于3℃時,通過隔墻、樓板等內(nèi)圍護結(jié)構(gòu)傳入的傳熱量;
3 人員密集空調(diào)區(qū)的人體散熱量;
4 全天使用的設(shè)備、照明燈具散熱量等。
7.2.6空調(diào)區(qū)的夏季冷負荷計算,應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 舒適性空調(diào)可不計算地面?zhèn)鳠嵝纬傻睦湄摵桑还に囆钥照{(diào)有外墻時,宜計算距外墻2m范圍內(nèi)的地面?zhèn)鳠嵝纬傻睦湄摵桑?br />
2 計算人體、照明和設(shè)備等散熱形成的冷負荷時,應(yīng)考慮人員群集系數(shù)、同時使用系數(shù)、設(shè)備功率系數(shù)和通風保溫系數(shù)等;
3 屋頂處于空調(diào)區(qū)之外時,只計算屋頂進入空調(diào)區(qū)的輻射部分形成的冷負荷;高大空間采用分層空調(diào)時,空調(diào)區(qū)的逐時冷負荷可按全室性空調(diào)計算的逐時冷負荷乘以小于1的系數(shù)確定。
7.2.7空調(diào)區(qū)的夏季冷負荷宜采用計算軟件進行計算;采用簡化計算方法時,按非穩(wěn)態(tài)方法計算的各項逐時冷負荷,宜按下列方法計算。
1 通過圍護結(jié)構(gòu)傳入的非穩(wěn)態(tài)傳熱形成的逐時冷負荷,按式(7.2.7-1)~式(7.2.7-3)計算:

式中:
——外墻傳熱形成的逐時冷負荷(W);
——屋面?zhèn)鳠嵝纬傻闹饡r冷負荷(W);
——外窗傳熱形成的逐時冷負荷(W);
K——外墻、屋面或外窗傳熱系數(shù)[W/(㎡•K)];
F—— 外墻、屋面或外窗傳熱面積(㎡);
——外墻的逐時冷負荷計算溫度(℃),可按本規(guī)范附錄H確定;
——屋面的逐時冷負荷計算溫度(℃),可按本規(guī)范附錄H確定;
——外窗的逐時冷負荷計算溫度(℃),可按本規(guī)范附錄H確定;
——夏季空調(diào)區(qū)設(shè)計溫度(℃)。
2 透過玻璃窗進入的太陽輻射得熱形成的逐時冷負荷,按式(7.2.7-4)計算:

式中:
——透過玻璃窗進入的太陽輻射的熱形成的逐時冷負荷(W);
——透過無遮陽標準太陽輻射冷負荷系數(shù),可按本規(guī)范附錄H確定;
——外墻綜合遮擋系數(shù);
——外遮陽修正系數(shù);
——外遮陽修正系數(shù);
——玻璃修正系數(shù);
——夏季日射的熱因數(shù)最大值,可按本規(guī)范附錄H確定;
——窗玻璃凈面積(㎡)。
3 人體、照明和設(shè)備等散熱形成的逐時冷負荷,分別按式(7.2.7-6)~式(7.2.7-8)計算:

式中:
——人體散熱形成的逐時冷負荷(W);
——人體冷負荷系數(shù),可按本規(guī)范附錄H確定;
——群集系數(shù);
——人體散熱量(W);
——照明散熱形成的逐時冷負荷(W);
——照明冷負荷系數(shù),可按本規(guī)范附錄H確定;
——照明修正系數(shù);
——照明散熱量(W);
——設(shè)備散熱形成的逐時冷負荷(W);
——設(shè)備冷負荷系數(shù),可按本規(guī)范附錄H確定;
——設(shè)備修正系數(shù);
——設(shè)備散熱量(W);
7.2.8按穩(wěn)態(tài)方法計算的空調(diào)區(qū)夏季冷負荷,宜按下列方法計算。
1 室溫允許波動范圍大于或等于±1.0℃的空調(diào)區(qū),其非輕型外墻傳熱形成的冷負荷,可近似按式(7.2.8-1)計算:

式中:
——夏季空調(diào)室外計算日平均綜合溫度(℃);
——夏季空調(diào)室外計算日平均綜合溫度(℃),按本規(guī)范第4.1.10條的規(guī)定確定;
——圍護結(jié)構(gòu)所在朝向太陽總輻射照度的日平均值(W/㎡);
ρ——圍護結(jié)構(gòu)外表面對于太陽輻射熱的吸收系數(shù);
——圍護結(jié)構(gòu)外表面換熱系數(shù)[W/(㎡•K)]。
2 空調(diào)區(qū)與鄰室的夏季溫差大于3℃時,其通過隔墻、樓板等內(nèi)圍護結(jié)構(gòu)傳熱形成的冷負荷可按式(7.2.8-3)計算:

式中:
——內(nèi)圍護結(jié)構(gòu)傳熱形成的冷負荷(W);
——鄰室計算平均溫度與夏季空調(diào)室外計算日平均溫度的差值(℃)。
7.2.9空調(diào)區(qū)的夏季計算散濕量,應(yīng)考慮散濕源的種類、人員群集系數(shù)、同時使用系數(shù)以及通風系數(shù)等,并根據(jù)下列各項確定:
1 人體散濕量;
2 滲透空氣帶入的濕量;
3 化學(xué)反應(yīng)過程的散濕量;
4 非圍護結(jié)構(gòu)各種潮濕表面、液面或液流的散濕量;
5 食品或氣體物料的散濕量;
6 設(shè)備散濕量;
7 圍護結(jié)構(gòu)散濕量。
7.2.10空調(diào)區(qū)的夏季冷負荷,應(yīng)按空調(diào)區(qū)各項逐時冷負荷的綜合最大值確定。
7.2.11空調(diào)系統(tǒng)的夏季冷負荷,應(yīng)按下列規(guī)定確定:
1 末端設(shè)備設(shè)有溫度自動控制裝置時,空調(diào)系統(tǒng)的夏季冷負荷按所服務(wù)各空調(diào)區(qū)逐時冷負荷的綜合最大值確定;
2 末端設(shè)備無溫度自動控制裝置時,空調(diào)系統(tǒng)的夏季冷負荷按所服務(wù)各空調(diào)區(qū)冷負荷的累計值確定;
3 應(yīng)計入新風冷負荷、再熱負荷以及各項有關(guān)的附加冷負荷。
4 應(yīng)考慮所服務(wù)各空調(diào)區(qū)的同時使用系數(shù)。
7.2.12空調(diào)系統(tǒng)的夏季附加冷負荷,宜按下列各項確定:
1 空氣通過風機、風管溫升引起的附加冷負荷;
2 冷水通過水泵、管道、水箱溫升引起的附加冷負荷。
7.2.13空調(diào)區(qū)的冬季熱負荷,宜按本規(guī)范第5.2節(jié)的規(guī)定計算;計算時,室外計算溫度應(yīng)采用冬季空調(diào)室外計算溫度,并扣除室內(nèi)設(shè)備等形成的穩(wěn)定散熱量。
7.2.14空調(diào)系統(tǒng)的冬季熱負荷,應(yīng)按所服務(wù)各空調(diào)區(qū)熱負荷的累計值確定,除空調(diào)風管局部布置在室外環(huán)境的情況外,可不計入各項附加熱負荷。
條文說明
7.2空調(diào)負荷計算
7.2.1空調(diào)熱、冷負荷的要求。強制性條文。
工程設(shè)計過程中,為防止濫用熱、冷負荷指標進行設(shè)計的現(xiàn)象發(fā)生,規(guī)定此條為強制要求。用熱、冷負荷指標進行空調(diào)設(shè)計時,估算的結(jié)果總是偏大,由此造成主機、輸配系統(tǒng)及末端設(shè)備容量等偏大,這不僅給國家和投資者帶來巨大損失,而且給系統(tǒng)控制、節(jié)能和環(huán)保帶來潛在問題。
當建筑物空調(diào)設(shè)計僅為預(yù)留空調(diào)設(shè)備的電氣容量時,空調(diào)熱、冷負荷的計算可采用熱、冷負荷指標進行估算。
7.2.2空調(diào)區(qū)的夏季得熱量。
在計算得熱量時,只計算空調(diào)區(qū)的自身產(chǎn)熱量和由空調(diào)區(qū)外部傳入的熱量,如分層空調(diào)中的對流熱轉(zhuǎn)移和輻射熱轉(zhuǎn)移等,對處于空調(diào)區(qū)之外的得熱量不應(yīng)計算。此外,明確指出食品的散熱量應(yīng)予以考慮,是因為該項散熱量對于某些民用建筑(如飯店、宴會廳等)的空調(diào)負荷影響較大。
考慮到目前建筑材料的快速發(fā)展,根據(jù)建筑材料太陽輻射透過率的大小,可將建筑圍護結(jié)構(gòu)劃分為不透明圍護結(jié)構(gòu)和透明圍護結(jié)構(gòu),其中:由太陽輻射透過率等于零的建筑材料(如金屬、磚石、混凝土等)所構(gòu)成的圍護結(jié)構(gòu),稱不透明圍護結(jié)構(gòu);由太陽輻射透過率介于0~1之間的建筑材料(如玻璃、透光化學(xué)材料(ETFE膜)等)所構(gòu)成的圍護結(jié)構(gòu),稱透明圍護結(jié)構(gòu)。照射在透明圍護結(jié)構(gòu)的太陽輻射有一部分被反射掉,另一部分透過透明圍護結(jié)構(gòu)直接進入室內(nèi),被圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)表面、家具等吸收。
7.2.3空調(diào)區(qū)的夏季冷負荷。
本條從現(xiàn)代空調(diào)負荷計算方法的基本原理出發(fā),規(guī)定了計算空調(diào)區(qū)夏季冷負荷所應(yīng)考慮的基本因素,強調(diào)指出得熱量與冷負荷是兩個不同的概念。
以空調(diào)房間為例,通過圍護結(jié)構(gòu)傳入房間的,以及房間內(nèi)部散出的各種熱量,稱為房間得熱量。為保持所要求的室內(nèi)溫度必須由空調(diào)系統(tǒng)從房間帶走的熱量稱為房間冷負荷。兩者在數(shù)值上不一定相等,這取決于得熱中是否含有時變的輻射成分。當時變的得熱量中含有輻射成分時或者雖然時變得熱曲線相同但所含的輻射百分比不同時,由于進入房間的輻射成分不能被空調(diào)系統(tǒng)的送風消除,只能被房間內(nèi)表面及室內(nèi)各種陳設(shè)所吸收、反射、放熱、再吸收,再反射、再放熱……在多次換熱過程中,通過房間及陳設(shè)的蓄熱、放熱作用,使得熱中的輻射成分逐漸轉(zhuǎn)化為對流成分,即轉(zhuǎn)化為冷負荷。顯然,此時得熱曲線與負荷曲線不再一致,比起前者,后者線型將產(chǎn)生峰值上的衰減和時間上的延遲,這對于削減空調(diào)設(shè)計負荷有重要意義。
7.2.4按非穩(wěn)態(tài)方法計算的得熱量項目。
根據(jù)空調(diào)冷負荷計算方法的原理,明確規(guī)定了按非穩(wěn)態(tài)方法進行空調(diào)冷負荷計算的各項得熱量。
7.2.5按穩(wěn)態(tài)方法計算的得熱量項目。
非輕型外墻是指傳熱衰減系數(shù)小于或等于0.2的外墻。由于非輕型外墻具有較大的惰性,對外界溫度擾量反應(yīng)遲鈍,造成墻體的傳熱溫差日變化減少,當室溫允許波動范圍較大時,其冷負荷計算可采用簡化計算。
通過隔墻或樓板等傳熱形成的冷負荷,當相鄰空調(diào)區(qū)的溫差大于3℃時,由于其占空調(diào)區(qū)的總冷負荷一定比例,在某些情況下是不應(yīng)忽略的;當相鄰空調(diào)區(qū)的溫差小于或等于3℃時,可以忽略不計。
人員密集空調(diào)區(qū),如劇院、電影廳、會堂等,由于人體對圍護結(jié)構(gòu)和家具的輻射換熱量減少,其冷負荷可按瞬時得熱量計算。
7.2.6空調(diào)區(qū)的夏季冷負荷計算。
地面?zhèn)鳠嵝纬傻睦湄摵桑簩τ诠に囆钥照{(diào)區(qū),當有外墻時,距外墻2m范圍內(nèi)的地面,受室外氣溫和太陽輻射熱的影響較大,測得地面的表面溫度比室溫高1.2℃~1.26℃,即地面溫度比西外墻的內(nèi)表面溫度還高。分析其原因,可能是混凝土地面的K值比西外墻的要大一些的緣故,所以規(guī)定距外墻2m范圍內(nèi)的地面須計算傳熱形成的冷負荷。對于舒適性空調(diào)區(qū),夏季通過地面?zhèn)鳠嵝纬傻睦湄摵伤嫉谋壤苄。梢院雎圆挥嫛?br />
人體、照明和設(shè)備等散熱形成的冷負荷:非全天工作的照明、設(shè)備、器具以及人員等室內(nèi)熱源散熱量,因具有時變性質(zhì),且包含輻射成分,所以這些散熱曲線與它們所形成的負荷曲線是不一致的。根據(jù)散熱的特點和空調(diào)區(qū)的熱工狀況,按照空調(diào)負荷計算理論,依據(jù)給出的散熱曲線可計算出相應(yīng)的負荷曲線。在進行具體的工程計算時可直接查計算表或使用計算機程序求解。
人員“群集系數(shù)”,是指根據(jù)人員的年齡、性別構(gòu)成以及密集程度等情況不同而考慮的折減系數(shù)。人員的年齡和性別不同時,其散熱量和散濕量就不同,如成年女子的散熱量、散濕量約為成年男子散熱量的85%,兒童散熱量、散濕量約為成年男子散熱量的75%。
設(shè)備的“功率系數(shù)”,是指設(shè)備小時平均實耗功率與其安裝功率之比。
設(shè)備的“通風保溫系數(shù)”,是指考慮設(shè)備有無局部排風設(shè)施以及設(shè)備熱表面是否保溫而采取的散熱量折減系數(shù)。
公共建筑的高大空間一般采用分層空調(diào),利用合理的氣流組織,僅對下部空調(diào)區(qū)進行空調(diào),而對上部較大的空間不空調(diào),僅通風排熱。由于分層空調(diào)具有較好的節(jié)能效果,因此,采用分層空調(diào)的高大空間,其空調(diào)區(qū)的冷負荷應(yīng)小于高大空間的全室性空調(diào)冷負荷,計算時應(yīng)進行折減。
7.2.7空調(diào)冷負荷非穩(wěn)態(tài)計算方法。
目前空調(diào)冷負荷計算中,主要有諧波法和傳遞函數(shù)法兩種方法,二者計算方法雖不同,但均能滿足空調(diào)冷負荷計算要求,其共同點是:將研究的傳熱過程視為非穩(wěn)定過程,在原理上對得熱量和冷負荷進行區(qū)分;將研究的傳熱過程視為常系數(shù)線性熱力系統(tǒng),其重要特性是可以應(yīng)用疊加原理,同時系統(tǒng)特性不隨時間變化。經(jīng)研究比較,二者計算結(jié)果具有較好一致性。由于空調(diào)冷負荷計算是一個復(fù)雜的動態(tài)過程,計算過程繁瑣,數(shù)據(jù)處理量大,因此,國內(nèi)外的暖通空調(diào)設(shè)計中普遍采用專用空調(diào)冷負荷計算軟件進行計算;為了使計算更加準確合理,編制組對目前國內(nèi)常用空調(diào)負荷計算軟件進行了比較研究,并對其計算模型做出適當規(guī)整更新,確?,F(xiàn)有版本的計算結(jié)果具有較好的一致性。在此基礎(chǔ)上,利用更新后的模型及數(shù)據(jù),計算了代表城市典型房間、典型構(gòu)造的空調(diào)冷負荷計算系數(shù),并寫入本規(guī)范附錄H,為簡化計算時選用??紤]空調(diào)冷負荷的動態(tài)特性,空調(diào)冷負荷計算推薦采用計算軟件進行計算;當條件不具備時,也可按附錄H提供數(shù)據(jù)進行簡化計算。
玻璃修正系數(shù)Cs為相對于3mm標準玻璃進行的修正。不同種類玻璃的光學(xué)性能不盡一致。在實際計算中,對每種玻璃都進行透過它的太陽總輻射照度的計算是不現(xiàn)實的。所以在實際計算中,按3mm標準玻璃進行計算夏季太陽總輻射照度,其他類型的玻璃的夏季太陽總輻射照度通過玻璃修正系數(shù)Cs進行修正計算獲得見式(24)。

注:標準工況是指室外空氣對流換熱系數(shù)
,室內(nèi)對流換熱系數(shù)
。
玻璃修正系數(shù)Cs、遮陽修正系數(shù)、人員集群系數(shù)、照明修正系數(shù)和設(shè)備修正系數(shù),可根據(jù)實際情況查有關(guān)空調(diào)冷負荷計算資料獲得。
7.2.8空調(diào)冷負荷穩(wěn)態(tài)計算方法。
對于一般要求的空調(diào)區(qū),由于室外擾動因素經(jīng)歷了圍護結(jié)構(gòu)和空調(diào)區(qū)的雙重衰減作用,負荷曲線已相當平緩,為減少計算工作量,對非輕型外墻,室外計算溫度可采用日平均綜合溫度代替冷負荷計算溫度。
鄰室計算平均溫度與夏季空調(diào)室外計算日平均溫度的差值△tls,可參考表4確定。
表4 鄰室計算平均溫度與夏季空調(diào)室外計算日平均溫度的差值(℃)

7.2.9空調(diào)區(qū)的散濕量計算。
散濕量直接關(guān)系到空氣處理過程和空調(diào)系統(tǒng)的冷負荷大小。把散濕量各個項目一一列出,單獨形成一條,是為了把散濕量問題提得更加明確,并且與本規(guī)范7.2.2條相呼應(yīng),強調(diào)了與顯熱得熱量性質(zhì)不同的各類潛熱得熱量。
“通風系數(shù)”,是指考慮散濕設(shè)備有無排風設(shè)施而引起的散濕量折減系數(shù)。
7.2.10空調(diào)區(qū)的夏季冷負荷確定。強制性條文。
空調(diào)區(qū)的夏季冷負荷,包括通過圍護結(jié)構(gòu)的傳熱、通過玻璃窗的太陽輻射得熱、室內(nèi)人員和照明設(shè)備等散熱形成的冷負荷,其計算應(yīng)分項逐時計算,逐時分項累加,按逐時分項累加的最大值確定。
7.2.11空調(diào)系統(tǒng)的夏季冷負荷確定。部分強制性條文。
根據(jù)空調(diào)區(qū)的同時使用情況、空調(diào)系統(tǒng)類型以及控制方式等各種不同情況,在確定空調(diào)系統(tǒng)夏季冷負荷時,主要有兩種不同算法:一個是取同時使用的各空調(diào)區(qū)逐時冷負荷的綜合最大值,即從各空調(diào)區(qū)逐時冷負荷相加后所得數(shù)列中找出的最大值;一個是取同時使用的各空調(diào)區(qū)夏季冷負荷的累計值,即找出各空調(diào)區(qū)逐時冷負荷的最大值并將它們相加在一起,而不考慮它們是否同時發(fā)生。后一種方法的計算結(jié)果顯然比前一種方法的結(jié)果要大。如當采用全空氣變風量空調(diào)系統(tǒng)時,由于系統(tǒng)本身具有適應(yīng)各空調(diào)區(qū)冷負荷變化的調(diào)節(jié)能力,此時系統(tǒng)冷負荷即應(yīng)采用各空調(diào)區(qū)逐時冷負荷的綜合最大值;當末端設(shè)備沒有室溫自動控制裝置時,由于系統(tǒng)本身不能適應(yīng)各空調(diào)區(qū)冷負荷的變化,為了保證最不利情況下達到空調(diào)區(qū)的溫濕度要求,系統(tǒng)冷負荷即應(yīng)采用各空調(diào)區(qū)夏季冷負荷的累計值。
新風冷負荷應(yīng)按系統(tǒng)新風量和夏季室外空調(diào)計算干、濕球溫度確定。再熱負荷是指空氣處理過程中產(chǎn)生冷熱抵消所消耗的冷量,附加冷負荷是指與空調(diào)運行工況、輸配系統(tǒng)有關(guān)的附加冷負荷。
同時使用系數(shù)可根據(jù)各空調(diào)區(qū)在使用時間上的不同確定。
7.2.12夏季附加冷負荷的確定。
冷水箱溫升引起的冷量損失計算,可根據(jù)水箱保溫情況、水箱間的環(huán)境溫度、水箱內(nèi)冷水的平均溫度,按穩(wěn)態(tài)傳熱方法進行計算。
對空調(diào)間歇運行時所產(chǎn)生的附加冷負荷,設(shè)計中可根據(jù)工程實際情況酌情處理。
7.2.13空調(diào)區(qū)的冬季熱負荷確定。
空調(diào)區(qū)的冬季熱負荷和供暖房間熱負荷的計算方法是相同的,只是當空調(diào)區(qū)與室外空氣的正壓差值較大時,不必計算經(jīng)由門窗縫隙滲入室內(nèi)的冷空氣耗熱量。但是,考慮到空調(diào)區(qū)內(nèi)熱環(huán)境條件要求較高,區(qū)內(nèi)溫度的不保證時間應(yīng)少于一般供暖房間,因此,在選取室外計算溫度時,規(guī)定采用歷年平均不保證1天的日平均溫度值,即應(yīng)采用冬季空調(diào)室外計算溫度。
對工藝性空調(diào)、大型公共建筑等,當室內(nèi)熱源(如計算機設(shè)備等)穩(wěn)定放熱時,此部分散熱量應(yīng)予以考慮并扣除。
7.2.14空調(diào)系統(tǒng)的冬季熱負荷確定。
冬季附加熱負荷是指空調(diào)風管、熱水管道等熱損失所引起的附加熱負荷。一般情況下,空調(diào)風管、熱水管道均布置在空調(diào)區(qū)內(nèi),其附加熱負荷可以忽略不計,但當空調(diào)風管局部布置在室外環(huán)境下時,應(yīng)計入其附加熱負荷。


建筑設(shè)計防火規(guī)范 GB5
