冷負(fù)荷

　　1、又稱“制冷負(fù)荷”。為使室內(nèi)溫濕度維持在規(guī)定水平，空調(diào)設(shè)備在單位時(shí)間內(nèi)必須從室內(nèi)排出的熱量。它與得熱量有時(shí)相等，有時(shí)則不等。建筑物結(jié)構(gòu)的蓄熱特性決定了冷負(fù)荷與得熱量之間的關(guān)系。瞬時(shí)得熱中潛熱得熱和顯熱得熱的對(duì)流成分立即構(gòu)成瞬時(shí)冷負(fù)荷，而顯熱得熱中的輻射成風(fēng)則不能立即構(gòu)成冷負(fù)荷，輻射熱被室內(nèi)的物體吸收和儲(chǔ)存后，緩慢散發(fā)給室內(nèi)空氣。
　　2、空調(diào)負(fù)荷為保持建筑物的熱濕環(huán)境，在某一時(shí)刻需向房間供應(yīng)的冷量稱為冷負(fù)荷。相反，為了補(bǔ)償房間失熱量需向房間供應(yīng)的熱量稱為熱負(fù)荷。
　　3、室內(nèi)冷負(fù)荷主要有以下幾方面的內(nèi)容：照明散熱、人體散熱、室內(nèi)用電設(shè)備散熱、透過(guò)玻璃窗進(jìn)入室內(nèi)日照量、經(jīng)玻璃窗的溫差傳熱以及維護(hù)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定傳熱。
　　冷負(fù)荷計(jì)算
　　（一）外墻的冷負(fù)荷計(jì)算
　　通過(guò)墻體、天棚的得熱量形成的冷負(fù)荷，可按下式計(jì)算：
　　CLQτ=KF⊿tτ-ε W
　　式中 K——圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)，W/m2·K；
　　F——墻體的面積，m2；
　　β——衰減系數(shù)；
　　ν——圍護(hù)結(jié)構(gòu)外側(cè)綜合溫度的波幅與內(nèi)表面溫度波幅的比值為該墻體的傳熱衰減度；
　　τ——計(jì)算時(shí)間，h；
　　ε——圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面受到周期為24小時(shí)諧性溫度波作用，溫度波傳到內(nèi)表面的時(shí)間延遲，h；
　　τ-ε——溫度波的作用時(shí)間，即溫度波作用于圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面的時(shí)間，h；
　　⊿tε-τ——作用時(shí)刻下，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的冷負(fù)荷計(jì)算溫差，簡(jiǎn)稱負(fù)荷溫差。
（二）窗戶的冷負(fù)荷計(jì)算
　　通過(guò)窗戶進(jìn)入室內(nèi)的得熱量有瞬變傳熱得熱和日射得熱量?jī)刹糠郑�日射得熱量又分成兩部分：直接透射到室�?nèi)的太陽(yáng)輻射熱qt和被玻璃吸收的太陽(yáng)輻射熱傳向室內(nèi)的熱量qα。
　　（a）窗戶瞬變傳熱得形成的冷負(fù)荷
　　本次工程窗戶為一個(gè)框二層3.0mm厚玻璃，主要計(jì)算參數(shù)K=3.5 W/m2·K。工程中用下式計(jì)算：
　　CLQτ=KF⊿tτ W
　　式中 K——窗戶傳熱系數(shù)，W/m2·K；
　　F——窗戶的面積，m2；
　　⊿tτ——計(jì)算時(shí)刻的負(fù)荷溫差，℃。
　　（b）窗戶日射得熱形成的冷負(fù)荷
　　日射得熱取決于很多因素，從太陽(yáng)輻射方面來(lái)說(shuō)，輻射強(qiáng)度、入射角均依緯度、月份、日期、時(shí)間的不同而不同。從窗戶本身來(lái)說(shuō)，它隨玻璃的光學(xué)性能，是否有遮陽(yáng)裝置以及窗戶結(jié)構(gòu)（鋼、木窗，單、雙層玻璃）而異。此外，還與內(nèi)外放熱系數(shù)有關(guān)。工程中用下式計(jì)算：
　　CLQj·τ= xg xd Cs Cn Jj·τ W
　　式中 xg——窗戶的有效面積系數(shù)；
　　xd——地點(diǎn)修正系數(shù)；
　　Jj·τ——計(jì)算時(shí)刻時(shí)，透過(guò)單位窗口面積的太陽(yáng)總輻射熱形成的冷負(fù)荷，簡(jiǎn)稱負(fù)荷，W/m2；
　　Cs——窗玻璃的遮擋系數(shù)；
　　Cn——窗內(nèi)遮陽(yáng)設(shè)施的遮陽(yáng)系數(shù)。
（三）外門(mén)的冷負(fù)荷計(jì)算
　　當(dāng)房間送風(fēng)兩大于回風(fēng)量而保持相當(dāng)?shù)恼龎簳r(shí)，如形成正壓的風(fēng)量大于無(wú)正壓時(shí)滲入室內(nèi)的空氣量，則可不計(jì)算由于門(mén)、窗縫隙滲入空氣的熱、濕量。如正壓風(fēng)量較小，則應(yīng)計(jì)算一部分滲入空氣帶來(lái)的熱、濕量或提高正壓風(fēng)量的數(shù)值。
　　（a）外門(mén)瞬變傳熱得形成的冷負(fù)荷
　　計(jì)算方法同窗戶瞬變傳熱得形成的冷負(fù)荷。
　　（b）外門(mén)日射得熱形成的冷負(fù)荷
　　計(jì)算方法同窗戶日射得熱形成的冷負(fù)荷，但一層大門(mén)一般有遮陽(yáng)。
　　（c）熱風(fēng)侵入形成的冷負(fù)荷
　　由于外門(mén)開(kāi)啟而滲入的空氣量G按下式計(jì)算：
　　G=nVmγw kg/h
　　式中 Vm——外門(mén)開(kāi)啟一次（包括出入各一次）的空氣滲入量（m2/人次·h），按下表3—9選用；
　　n——每小時(shí)的人流量（人次/h）；
　　γw——室外空氣比重（kg/m2）。
　　表3—9 Vm值（m2/人次·h）
　　每小時(shí)通過(guò)
　　的人數(shù) 普通門(mén) 帶門(mén)斗的門(mén) 轉(zhuǎn)門(mén)
　　單扇 一扇以上 單扇 一扇以上 單扇 一扇以上
　　100 3.0 4.75 2.50 3.50 0.80 1.00
　　100~700 3.0 4.75 2.50 3.50 0.70 0.90
　　700~1400 3.0 4.75 2.25 3.50 0.50 0.60
　　1400~2100 2.75 4.0 2.25 3.25 0.30 0.30
　　因室外空氣進(jìn)入室內(nèi)而獲得的熱量，可按下式計(jì)算：
　　Q=G·0.24(tw-tn) kcal/h
（四）地面的冷負(fù)荷計(jì)算
　　舒適性空氣調(diào)節(jié)區(qū)，夏季可不計(jì)算通過(guò)地面?zhèn)鳠嵝纬傻睦湄?fù)荷。工藝性空氣調(diào)節(jié)區(qū)，有外墻時(shí)，宜計(jì)算距外墻2m范圍內(nèi)的地面?zhèn)鳠嵝纬傻睦湄?fù)荷，地面冷計(jì)算采用地帶法（同采暖）。
（五）內(nèi)墻、內(nèi)窗、樓板、地面的冷負(fù)荷
　　內(nèi)墻、內(nèi)窗、樓板等圍護(hù)結(jié)構(gòu)，當(dāng)鄰室為非空氣調(diào)節(jié)房間時(shí)，其室溫基數(shù)大于3℃時(shí)，鄰室溫度采用平均溫度，其冷負(fù)荷按下式計(jì)算：
　　Q=KF(twp+⊿tls－tn) W
　　式中 Q——內(nèi)墻或樓板的冷負(fù)荷，W；
　　K——內(nèi)墻或樓板的傳熱系數(shù)，W/m2·℃；
　　F——內(nèi)墻或樓板的傳熱面積，m2；
　　tls——鄰室計(jì)算平均溫度與夏季空氣調(diào)節(jié)室外計(jì)算日平均溫度的差值，℃。
　　內(nèi)墻、內(nèi)窗、樓板等其鄰室為空氣調(diào)節(jié)房間時(shí)，其室溫基數(shù)小于3℃時(shí)，不計(jì)算。
（六）室內(nèi)得熱冷負(fù)荷計(jì)算
　　（a）電子設(shè)備的冷負(fù)荷
　　電子設(shè)備發(fā)熱量按下式計(jì)算：
　　Q=1000n1n2n3N W
　　式中 Q——電子設(shè)備散熱量，W；
　　N——電子設(shè)備的安裝功率，kW；
　　n1——安裝系數(shù)。電子設(shè)備設(shè)計(jì)軸功率與安裝功率之比，一般可取0.7~0.9；
　　n2——負(fù)荷功率。電子設(shè)備小時(shí)的平均實(shí)耗功率與設(shè)計(jì)軸功率之比，根據(jù)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的實(shí)際情況而定。
　　n3——同時(shí)使用系數(shù)。房間內(nèi)電子設(shè)備同時(shí)使用的安裝功率與總功率之比。根據(jù)工藝過(guò)程的設(shè)備使用情況而定。
　　對(duì)于電子計(jì)算機(jī)，國(guó)外產(chǎn)品一般都給出設(shè)備發(fā)熱，可按其給出的數(shù)字計(jì)算。本次設(shè)計(jì)每臺(tái)計(jì)算機(jī)Qs=150W。
　　（b）照明設(shè)備
　　照明設(shè)備散熱量屬于穩(wěn)定得熱，一般得熱量是不隨時(shí)間變化的。
　　根據(jù)照明燈具的類(lèi)型和安裝方式的不同，其得熱量為：
　　白熾燈 Q=1000N W
　　熒光燈 Q=1000 n1n2N W
　　式中 N——照明燈具所需功率，kW；
　　n1——鎮(zhèn)流器消耗功率系數(shù)，當(dāng)明裝熒光燈的鎮(zhèn)流器裝在空調(diào)房間內(nèi)時(shí)，取n1=1.2；當(dāng)暗裝熒光燈鎮(zhèn)流器設(shè)在頂棚內(nèi)時(shí)，可取n1=1.0；
　　n2——燈罩隔熱系數(shù)，當(dāng)熒光燈罩上部有小孔（下部為玻璃板），可利用自然通風(fēng)散熱與熒光燈頂棚內(nèi)時(shí)，取n2=0.5~0.6；而熒光燈罩無(wú)通風(fēng)孔者，則視頂棚內(nèi)通風(fēng)情況，n2=0.6~0.8。
　　（c）人體散熱
　　人體散熱與性別、年齡、衣著、勞動(dòng)強(qiáng)度及周?chē)�環(huán)境條件等多種因素有關(guān)。人體散發(fā)的潛熱量和對(duì)流熱直接形成瞬時(shí)冷負(fù)荷，而輻射散發(fā)的熱量將會(huì)形成滯后的冷負(fù)荷。實(shí)際計(jì)算中，人體散熱可以以成年男子為基礎(chǔ)，成以考慮了各類(lèi)人員組成比例的系數(shù)，稱群集系數(shù)。對(duì)于不同功能的建筑物中的各類(lèi)人員（成年男子、女子、兒童等）不同的組成進(jìn)行修正，下表給出了一些建筑物中的群集系數(shù)，作為參考。于是人體散熱量為：
　　Q=qnn′ W
　　式中 q——不同室溫和勞動(dòng)性質(zhì)時(shí)成年男子散熱量，W；
　　n——室內(nèi)全部人數(shù)；
　　n′——群集系數(shù)。
　　（d）食物散熱量形成冷負(fù)荷
　　計(jì)算餐廳負(fù)荷時(shí)，食物散熱量形成的顯熱冷負(fù)荷，可按每位就餐人員9W考慮。計(jì)算過(guò)程如下：
　　已確定餐廳人數(shù)為200人。則Q=9×200=1800W
(七)濕負(fù)荷計(jì)算
　　（a）人體散濕量
　　人體散濕量應(yīng)同人體散熱量一樣考慮。計(jì)算過(guò)程如下：
　　查資料得，成年男子散熱散濕量為：顯熱61W/人，潛熱73W/人，109g/h·人；房間人數(shù)為20人。
　　Q=qnn′=109×20×0.77=0.00047kg/s
　　（b）水面散濕量
　　W=β（Pq·b－Pq）F kg/s
　　式中 Pq·b——相應(yīng)于水表面溫度下的飽和空氣的水蒸汽分壓力，Pa；
　　Pq——空氣中水蒸汽分壓力Pa；
　　F——蒸發(fā)水槽表面積，m2；
　　β——蒸發(fā)系數(shù)，kg/(N·s)，β按下式確定：
　　β=（α+0.00363v）10－5；
　　B——標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力，其值為101325Pa；
　　B′——當(dāng)?shù)貙?shí)際大氣壓力，Pa；
　　α——周?chē)�空氣溫度�?5~30℃，不同水溫下的擴(kuò)散系數(shù)，kg/(N·s)；
　　v——水面上周?chē)�空氣流速，m/s。
　　表3—11 不同水溫下的擴(kuò)散系數(shù)α
　　水溫（℃） <30 40 50 60 70 80 90 100
　　α kg/(N·s) 0.0043 0.0058 0.0069 0.0077 0.0088 0.0096 0.0106 0.0125
　　（c）食品的散濕量
　　餐廳的食品的散濕量可按就餐總?cè)藬?shù)每人10g/h考慮。
　　以207餐廳為例，計(jì)算過(guò)程如下：
　　已確定餐廳人數(shù)為200人。則Q=10×200=2000g/h=0.00056kg/s
　　熱負(fù)荷的計(jì)算和供熱基本相同 只是采用了平均溫度的計(jì)算方法