设计所用到的部分计算依据及其举例
以夏季为例,计算本建筑所需的室内冷负荷、所需新风量、新风冷负荷等设计参数。
所需的室内冷负荷:
一、夏季建筑围护结构的冷负荷
1、外墙瞬变传热引起的冷负荷,所用公式:
Qc(n) =AK(tC-tR)
Qc(n) ---外墙和屋面瞬变传热引起的冷负荷,W;
A---外墙和屋面的面积,㎡;
K---的传热系数,W/(㎡*℃),可根据外墙和屋面的不同构造;
tR ---室内计算温度,℃;
tC---外墙和屋面冷负荷计算温度的逐时值,℃,根据外墙和屋面的不同构造。
2、外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷,所用公式:
Qc(t) = KwAw(t0- tR)
Qc(t) ---外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷,W;
Kw---外玻璃窗的传热系数,W/(㎡*℃);
Aw---窗口面积,㎡;
t0---外玻璃窗冷负荷计算温度的逐时值,℃;
tR ---室内计算温度,℃
3、内围护结构冷负荷:
由于邻室为通风良好的空调房间,所以可忽略不计。(某些房间需另外计算)
4、透过玻璃窗的日射得热引起冷负荷,所用公式:
Qc(t)= CaAwCSCiDjmaxCLQ
Dj---日射得热因数;
CS---窗玻璃的遮阳系数;
Ci---窗内遮阳设施的遮阳系数;
Aw---窗口面积,㎡;
Ca---有效面积系数;
CLQ---窗玻璃冷负荷系数
二、室内热源散热引起的冷负荷:
由于没有具体的照明说明和人数,只能采用各场所的估算指标估算:
照明负荷(按办公室50 W/㎡估算)
人体负荷(按办公室28 W/㎡估算)
例:以一层北面某一般办公室为例(面积22.32 m2)计算其所需的室内冷负荷:
1、夏季建筑围护结构的冷负荷:
A---3.3×3.6-1.8×3.3=6.84 m2;
K---依据原建筑图纸提供的外墙结构类型,查得其传热系数为1.97;
tC ---配合所属的修正系数,以33.95℃计算;
tR ---以25℃计算;
Qc(n) =AK(tC-tR)
=6.84 m2×1.97×(33. 95℃-25℃)
=114.25W
2、外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷:
A---1.8×3.3=5.94㎡
t0 ----配合所属的修正系数,以33.95℃计算
tR ---以25℃计算
K w---依据原建筑图纸提供的外墙结构类型确定
Qc(t) = KwAw(t0- tR)
=6.5×5.94㎡×(33.95℃-25℃)=345.56W
3、透过玻璃窗的日射得热引起冷负荷
Dj---134(W/㎡)
CS---取1.00
Ci---由于没有室内遮阳设施,取1.00
Aw---1.8×3.3=5.94㎡
Ca---单层钢窗,取0.85
CLQ---取0.6
Qc(t) = CaAwCSCiDjmaxCLQ
=0.85×5.94㎡×1.00×1.00×134 W/㎡×0.6=405.94W
4、照明负荷
Qo=50×22.32=1116 W
5、人体负荷
Q`=28×22.32=624.96 W
某一般办公室室内所需冷负荷:
Q总= =114.25W+345.56 W+405.94W+1116W+624.96W=2606.71W
验证:(减去新风负荷之后办公室空调室内冷负荷估算指标为130 W/㎡)
一般办公室室内所需冷负荷估算值:130 W/㎡×22.32㎡=2901.6 W
计算值与估算值大致相等。
由于考虑到本欧式办公楼追求高级商务空间的要求,所以在选取室内空调时,其制冷量必须大于计算所得的室内所需冷负荷乘以系数后的所得冷负荷。
其他室内空调选取时,同理计算过程后选取。
所需新风量:
由估算指标查得各场所人口密度,人均新风量等确定各空间总新风量,部分场所参数如下:
| 室内人数密度(人/ m2) | 室内面积(m2) | 室内人数(人) | 人均新风量(m3/p.h) | 室内所需新风量(m3/h) |
一般办公室 | 0.2 | 22.32 | 4.464 | 35 | 156.24 |
领导办公室 | 0.1 | 22.32 | 2.232 | 50 | 111.6 |
会议室 | 0.4 | 158.24 | 63.296 | 35 | 2215.36 |
一~六层走廊左侧 | 0.1 | 43.2 | 4.32 | 30 | 129.6 |
中庭 | 0.1 | 25.6 | 2.56 | 30 | 153.6 |
大堂 | 0.2 | 136.64 | 27.328 | 30 | 819.84 |
例:以一层左侧为例,计算其所需的室内冷负荷:
一般办公室总新风量:156.24×5=781.2m3/h
领导办公室总新风量:111.6×2=223.2m3/h
走廊总新风量:129.6m3/h
大堂左侧总新风量:819.84/2=409.92m3/h
一层左侧所需总新风量:781.2+223.2+129.6+409.92=1543.92 m3/h(428.86l/s)
验证:1,局部排风+保持正压5~10Pa的新风量(所用公式Vi=μAC(ΔP)a)<1543.92 m3/h
2,系统总风量的10%(标准型风管天井式980 m3/h×7=6860 m3/h
四面出风嵌入式1020 m3/h×1=1020 m3/h
标准型风管天井式2000 m3/h×1=2000 m3/h)
总风量的10%:(6860+1020+2000)×0.1=988 m3/h<1543.92 m3/h
所以所需总新风量采用1543.92 m3/h(428.86l/s)
一层右侧,二层左侧所需总新风量同理求得。
依据上述计算所得的每层左侧或右侧的所需总新风量及其各空间所需新风量,配合风速,可以确定新风入口及室内矩形风管的尺寸。
新风冷负荷
新风冷负荷,所用公式如下:
Qc.o=M0(h0-hR)
Qc.o ------夏季新风冷负荷,Kw;
M0------新风量,kg/s;
h0------室外空气的焓值,kJ/kg;
hR ------室内空气的焓值,kJ/kg
例:以一层左侧为例,计算其所需的新风冷负荷:
依据当地室内外设计参数(计算温度,相对湿度等),通过湿空气焓湿图查出室内外各自的焓值,求出室内外焓差大约是46KJ/kg
Qc.o=M0(h0-hR)
=(1543.92 m3/h÷3600s×1.2kg/ m3)×46KJ/kg
=23 Kw
一层右侧,二层左侧,二层右侧等的新风冷负荷同理算得。
计算分析所得,本建筑为华南建筑,以空调系统使用最多的夏天为例,结合室内所需新风量,本建筑相对来说的是大焓差,小风量的建筑,为达到高级办公楼的舒适性和减少对室内空调的负荷问题,因此选取适合室内新风冷负荷的新风机组。