當我們在談論保溫時，我們在談些什麼?-中

請所有關注我文章的朋友們，先不要一開始就點贊，先慢慢把我的文章看完，有問題提出！覺得好再點贊！

作者註：

在寫正文之前，我想先說一個我的觀點。

不管任何學科，其學習過程是一個將書本知識從薄讀到厚，再從厚讀到薄的過程。

一本書上的一個論斷或者一個公式或者一個結論，僅僅是一句話。

領悟這句話，則需要一個推理過程，演算過程，實際項目或者工作的驗證過程，一句結論往往蘊含著豐富的內涵。

當你推理完畢，理解透徹，做了幾個相應的項目，你會發現原來是這麼回事，

進而得出自己的理解並和書中的結論相互映照，最後總結出自己的一句話。

這句話也許和原有的書本知識體系相同，也許相似，也許相左。

根據我自己的經驗，絕大部分的結論是相同，少部分是相似，很少相左。

這個過程實際包含了兩個內容

1.看到某個知識點---邏輯推演---理解---應用---返回到原來的知識點---形成自己的獨到理解

2.看到某個知識點---進行批判性思維---最終掌握為自己的理解和理論體系中的一環

因此我的建議是:

1.對於讀書的朋友，請在看到書中的某個公式的時候，自己進行一些邏輯推理，得出結論

2對於工作的朋友，請在工作中總結出自己語言的一套知識體系，進行批判性思維。

好，下面開始正題 順延上期的內容

中集:

3分析對系統負荷計算的影響

4對上述3結論的反思和總結

3.分析對系統負荷計算的影響---安全係數之問題

當我們在談論保溫時，我們在談些什麼?-上中我說到如何計算保溫保冷厚度，並進行相應的校核。本集中我們來看一下保溫的結果對於實際項目的負荷計算的影響。

以辦公樓為例，且數據來源為某一個實際算例，我對其進行了簡化處理。

3.1模型如下:

上海地區某個多層辦公建築，假定其為5層，每層5米高,窗牆比為50%，單層面積為80m*30m.

人員的密度為1人/10m2, 照明負荷為10w/m2,設備負荷為10w/m2

大樓的正門為2.4m*1.2m雙門，平時頻繁進入開啟單側門。

大樓密封較好，全封閉幕牆[僅為例子，其實不符合相關規定，外立面的窗戶不能完全關閉]

夏季室內溫度為25度,65%,冬季20度，35%

3.2對於基準負荷的計算---以下為概算

夏季---一般計算非透明圍護負荷 透明圍護負荷 人員 照明 設備 新風 外門

注: 滲漏風量一般在夏季不進行計算，而外主要大門開啟時候的滲入風量則需要計算

冬季---一般計算非透明圍護負荷 透明圍護負荷 新風 滲漏 外門

注:

人員 照明 設備作為安全係數不計量

滲漏的風量計量一般有兩類,

一類是經常開啟的總大外門，按照截面積*風速計算, 風速取3m/s，截面積按照開啟投影計算,和夏季類似

一類是由於風壓和熱壓導致的門從外向內的滲漏風量

[一般採用軟體計算，公式可以參見GB50736-2012民用建築供暖通風與空氣調節設計規範較複雜]

作者注:

為什麼夏季一般不計算滲漏，而冬季則必須計算滲漏呢。

大樓一般保持微正壓，為+pa

夏季實際室外風速沒有冬季大且室內的溫度比室外低不存在溫度差導致的從外向內的熱壓滲漏。因此不需要計算外部的滲漏導致的額外負荷。一般僅僅計算外門開啟的滲漏，不計算不開啟門窗的滲漏

冬季就不同了，即使室內保持+pa正壓。因為室外風速較大，則風壓較大仍舊可以導致滲漏。且有存在溫差導致的熱壓差，兩者的疊加使得滲漏必然存在

[一般採用軟體計算，公式可以參見GB50736-2012民用建築供暖通風與空氣調節設計規範較複雜]

下面分別來計算以下夏季的負荷和冬季的負荷--概算

3.3夏季基準負荷---不想看計算的直接看最後的表格

圍護結構: 窗戶Kwi按照3w/m2.oc,牆體Kw按照1w/m2.oc計算

3.3.1傳熱負荷

=[(80+30)*2*5*5*0.5+80*30]*11*1+[(80+30)*2*5*5*0.5]*8*3=122kw(10w/m2)

[Sw為牆體全部面積，Swi為窗戶全部面積，計算溫差對於牆體和玻璃的數值不同]

3.3.2 輻射負荷 東西南北四個方向的最大值不同且係數不同，此處取最不利數值

=(80+30)*2*5*5*50%*90=248kw（20.5w/m2)這個數值我的計算偏大

3.3.3人員負荷

=（70*1200+70*1200）=168kw（14w/m2)包括顯熱和潛熱

3.3.4照明負荷

10*12000=120kw(10w/m2)

3.3.5設備負荷

10*12000=120kw(10w/m2)

3.3.6新風負荷

30*1200/3600*1.2*（95-58）=444kw(37w/m2)

新風量為3*1200=36000CMH=10m3/s

3.3.7外門滲漏

2.4*1.2*0.5*1.2*(95-58)=64kw(5w/m2)[實際外門的滲漏比這個低]

因此我們整理後，在夏季單位面積的初始負荷計算大約如下

3.4冬季基準負荷--不想看計算的直接看最後的表格

鑒於3.3中已經列出了各種負荷的計算公式，因此3.4僅僅列出最後冬季滲漏的計算公式

圍護結構: 窗戶按照3w/m2.oc,牆體按照1w/m2.oc計算

3.4.1傳熱負荷[(80+30)*2*5*5*50%+80*30]*21*1+[(80+30)*2*5*5*50%]*21*3=282kw(23.5w/m2)

乘以安全係數1.25=353kw=29W/m2

輻射 人員 照明 設備得熱負荷全部不算

3.4.2新風負荷 30*1200/3600*1.2*(20+1)*1.01=255kw(21w/m2)

3.4.3外門開啟的進風 2.4*1.2*1*1.2*(20+1)*1.01=74kw(6w/m2)[實際外門滲漏比這個低]

3.4.4門窗的滲漏[我不贊同使用規範中的方法，其不準確，對於圍護結構好或者不好的計算結果差別巨大]，一般我的建議是滲漏的負荷採用換氣次數的方法較好。

現有的辦公樓的密封性均較好,因此按照0.1-0.2ACH換氣次數進行估計

窗戶滲漏負荷 80*30*5*5*（0.1~0.2）/3600*1.2*1.01*21=42~84kw(3.5~7w/m2)

好了，至此，我們已經獲得了基準負荷，下面我們來繼續研究一下保溫或者保冷的附加影響。

3.5 夏季保冷的影響--不想看計算的直接看最後的表格

在前一篇文章中我已經說過,夏季的計算有四個附加，分別是風系統的風機 風管 水系統的水泵 水管，我們分別來看一下結果

風機溫升:已知該大樓的風機總風量為83m3/s,風機余壓概算為900pa,則風機電機的附加給風系統的負荷

=83*900/(0.65*1000)=115kw(9.5w/m2)

風管溫升:上集中已經說過，對於一個30mm厚的離心玻璃棉材料的單位面積的熱損失大約在11w/m2.如果該大樓每層一個AHU，則單台AHU的風量約在17m3/s,則總風管尺寸為

2500mm*800mm[這是最大的尺寸],管道溫升僅僅計算送風管路，則大約為100m. 則總表面積（2.5+0.8）*2*100=660m2,五層一共3300m2.

則保冷風管的冷負荷增加11*3300/1000=36kw(3w/m2)

水泵溫升:已知上述總體負荷為1428kw, 則水泵的流量為1428/5/4.18=68l/s,水泵揚程約為35m. 則可以計算得出水泵的附加負荷為68/1000*35*1000*10/0.65=32kw（3w/m2)

水管溫升:假定所有管線的長度為200米，最大的管道為DN250,在上集中我沒有計算管道保冷的計算，現在概算一下.保溫層厚度為30mm

管式單位長度熱量和各邊界層溫度分布

q=(37-7)/[0.98+0.13]=27w/m,而單位長度的水管路的面積為3.14*0.31*1=0.97m2

則單位面積的冷負荷附加為27/0.97=28w/m2<36w/m2的限值

在此基礎上，我們看一下管路的冷損失是多少

200*27/1000=5.4kw(0.5w/m2)

在計算出四個附加以後，再整理成以下表格

我們可以看到，夏季的四項冷負荷附加以後，最終負荷從原來的106.5變成了122.5,增加了

（122.5-106.5）/106.5=15%

3.6 冬季保溫的影響--不想看計算的直接看最後的表格

同理，我們看一下冬季的附加情況

風機溫升[最不利]:最不利情況和冬季相同,--（-9.5w/m2）如果是變風量則只有一半左右

風管溫降[最不利]:(30-20)/[(0.03/0.035+1/13]*3300/1000=35kw(3w/m2)

水泵溫升[最不利]:一直上述的熱負荷最不利為720kw,水泵流量為720/4.18/10=17.2l/s, 水泵揚程30m,則計算可得17/1000*30*1000*10/0.75=6.8kw（-0.5w/m2)

水管溫降[最不利]:假定所有管線的長度為200米，最大的管道為DN150,在上集中我沒有計算管道保冷的計算，現在概算一下.保溫層厚度為30mm

管式單位長度熱量和各邊界層溫度分布

q=(60-10)/[1.53+0.12]=30w/m,而單位長度的水管路的面積為3.14*0.21*1=0.66m2

則單位面積的冷負荷附加為30/0.66=45w/m2<58w/m2的限值

在此基礎上，我們看一下管路的冷損失是多少

200*30/1000=6kw(0.5w/m2)

我們看到，冬季如果考慮四項附加，則比基準計算還小一些。如果把這四項的總和結果作為安全係數，則可以直接利用基準數據的結果。

3.7實際項目情況

筆者曾經在上海做過類似的辦公樓項目若干，基本符合上述結果

如某大樓

空調採暖建築面積為20000m2,計算結果為2550kw的冷源和1350KW的熱源，單位面積的冷熱負荷數值為128w/m2和67.5w/m2.實際運行的結果是夏季該冷源基本滿負荷運行，而該熱源在冬季甚至不需要完全開滿。

因此上述的理論計算結果可以作為一個定性結果進行參照。

作者注:以上分析基於辦公樓，工業項目由於房間發熱量不同，則可能夏季的百分比沒有15%這麼大，冬季同樣相互抵消作為安全係數。

4對上述結論的反思和總結

4.1.冷負荷

答:等於基準負荷*（1+15%）

4.2.熱負荷

答:等於基準負荷

4.3.夏季風機溫升和風管溫升對Hx圖繪製的影響

答:風機溫升和風管的溫升在焓濕圖上表現為空氣離開露點以後，有1-1.5度的風機溫升和風管溫升

風機溫升計算如下:

解得

根據3中的算例結果，風管的負荷附加約為風機負荷附加的30%,則總的溫升為

1.14*1.3=1.5度

此結果也是許多手冊中和教材中提及的空氣經過空調箱和管線以後溫升1.5度左右的出處。

此即為在焓濕圖上的垂直溫度升高，實際的AHU的出風狀態點比機器露點高出1.5度,之後所有的風量和換氣次數均基於該點，而不是機器露點[如下圖所示]

4.4.夏季水泵溫升和水管溫升對AHU的影響

答：這種影響是負面的但是微弱的,因為水泵的溫升和水管的溫升使得進入AHU的溫度不再是7度，計算如下

以上述算例為準,

水泵+水管負荷=（32+5.4）/1428=2.6%

冷機的進出水溫度為7~12度， 則因為水泵和管路的溫升（32+2.7）/1428*5=2.4%*5=0.12度，因此實際進入AHU的冷水溫度為7.12度.,回水溫度為11.99度

對於絕大部分的項目，露點控制要求並不是這麼高,因此進入AHU的溫度從7度變成7.12度影響是微小的。對於部分露點控制較高的項目，則需要注意水溫的變化.

4.5.冬季風機溫升和風管溫降對HX圖繪製的影響

答：這種影響是可以作為安全係數忽略的。因為風機溫升是大於風管溫降的，因此實際對於提升風溫有好處，因此可以忽略不計

4.6.冬季水泵溫升和水管溫降對AHU的影響

答: 這種影響是可以作為安全係數忽略的。因為水泵溫升和水管溫降基本抵消。

4.7.滲透風量對Hx圖繪製的影響--此為嚴格意義上的分析，一般性分析可以忽略此條

答:需要注意到,滲透風本質是新風，這部分的滲透風的負荷最後也是由該區域的空調箱來負責的。因此滲漏實質上是導致迴風和新風混合點的偏移！

滲透風量增加了冷熱源的負荷計算，同樣也增加了所在區域的AHU的冷熱盤管的處理能力！

夏季:門廳或者前台的外門滲漏，表現在Hx圖上是該區域的新風比增加，該AHU的風混合點向室外新風點移動，該部分的負荷導致AHU的冷盤管負荷增加。

冬季: 有外部風滲漏的房間或者門廳，在繪製Hx線時候，新風迴風混合點向下移動，使得該區域的AHU的熱盤管負荷增加

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