重提“关于负荷计算问题”

摘要：负荷计算是空调工程设计的基础，它决定设备容量的选用，管网系统的规模以及工程总造价等，这是技术人员熟知的事实。但是近几年来用估算的方法替代了空调冷负荷计算，给制定方案、工程审核造成一定的困难。本文通过实例，重提“关于负荷计算问题”，借此引起设计者进一步的重视。

关键词：瞬变传热 估算 计算程序 负荷计算

七十年代末空调工程负荷用瞬变传热计算代替了稳定传热计算，并且区分了得热和负荷的概念。八十年代出版的所有空调书籍，如空气调节工程、空气调节设计手册、暖通空调常用数据手册、高层建筑空调与节能等皆引用了动态负荷计算。动态负荷在围护结构方面的计算显得比较繁琐，即便是各种手册采用了一些简化手段，计算工作量也较大。计算软件的产生似乎解决了这一问题，但是应用上也不普遍，只有估算最简便，捷径行路，人之通性，慢慢地被它取而代之了。但是估算的根基并不坚实，偏于保守是不可避免的，总是顾虑怕估算的小了，这也是可以理解的。?

1、第一个实例 图1是位于苏州地区旅馆建筑客房的标准层平面简图，层高3米，共十层，24墙两面抹灰，客房为单层塑钢玻璃窗，面积6m2，挂浅色窗帘，屋顶的传热系数为1.19W/m2℃。客房要求设计干球温度25℃，2人间，新鲜空气量为30m3/人时，室内平均用电量150W。走道与楼梯间、电梯间等公用部分，送冷风保持27℃，客房与走道的温差为2～3℃，可以忽略传热计算，因而客房的围护结构负荷只有外墙、外窗、屋顶等部分。从图1可看出，客房的围护结构的大小和朝向共有6种型式，并编号如下：1.南向，2.北向，3.西南向，4.西北向，5.东南向，6.东北向。对于顶层多了一个屋面，编号为1-顶～6-顶。?

应用动态传热计算，其最大冷负荷与发生时刻列于表1。

表1 客房编号负荷主要是针对辐射得热，对于对流换热即可看成瞬时冷负荷。由于人体的表面温度较低，民用建筑的照明，办公设备等用电量不大，若将其得热近似地作为冷负荷，影响并不大，即可免除了得热转化为负荷的繁琐过程。只有围护结构的动态负荷计算不能忽视，它占总负荷的比重较大，民用建筑在2/3左右。要解决这个问题应该借助于计算机，虽然计算过程比较繁琐，但可以先就本地区下手，例如苏州地区墙体基本上是24墙加两面抹面，屋面的作法传热系数基本上控制在1.20W/m?2℃左右，皆属于动态传热计算中的三类墙体。窗绝大多数是单层玻璃金属窗。简化了围护结构的类型工作量就减少了许多，但这只适用于苏州地区应用，地方设计院多数也是为本地区服务的。

围护结构动态负荷计算的内容大体如下：?

对于墙体（包括屋面）? 计算日逐时的空气温度计算日不同朝向逐时的综合温度计算或引进日逐时墙体的周期性加权系数计算日不同朝向逐时墙体的冷负荷计算温度计算日不同朝向逐时的冷负荷Qwall。?

对于外窗? 计算日逐时空气温度向室内的传热qc查出日不同朝向逐时透过玻璃窗的太阳辐射强度计算或引进日逐时外窗的周期性加权系数计算日逐时透过玻璃窗太阳辐射热形成的冷负荷qd和qf计算日逐时通过外窗进入室内的冷负荷Qwindow=qc+qd+qf。?

对于内墙、楼板? 计算日逐时空气温度加上附加值（负值或正值）向空调间的传热量Qin-wall。由于当前的民用建筑皆为整体空调设计，内墙和楼板负荷可以忽略，或者按简单传热计算。?

围护结构的日逐时负荷应为Q（0：23）=Qwall（0：23）+Qwindow（0：23）+Qin-wall然后再找出最大负荷及其发生时刻。?

将以上内容在计算机上编成程序，其程序（苏州地区）如图3所示。框图中的符号分别为数据处理框和特殊处理框，每一个框内都要用上选择和循环等语句进行计算。?

4、简单小结? 用估算来进行负荷计算只是一个时期的一个过程，最后还是要走向正规化，有的工程人员一直坚持做负荷计算而不采用估算的方法是应该支持的。现在电脑应用达到十分广泛的程度，费一些时间对本地区的气象条件和计算手段编成程序，这是一劳永逸的事情。当然直接应用现成的"计算软件"更好，只是通用的"计算软件"适用于全国性，显得稍为麻烦一些，但应用得多了也就熟练了，关健在于认真地去用。程序计算出来的数值一般比估算的要小一些，不必担忧，负荷计算是一门科学，在计算的基础上进行某些调整也是情理之中的事，这样必然会使设计工作做得踏实，有把握和有说服力。写成本文的目的也在于此，并与同仁们共勉之。

参考资料 ［1］暖通空调常用数据手册（第二版） 建筑工程常用数据系列手册编写组 中国建筑工业出版社 2002.2?

［2］空气调节设计手册 中国电子工程设计院编 中国建筑工业出版社 1983.5?

［3］高层建筑空调与节能 钱以明编著 同济大学出版社 1990.2?

［4］空调工程负荷计算与程序汇编 金显明编著 天津大学出版社 1986.3