第二章

城市供熱工程系統規劃12.1

集中供熱系統熱負荷計算城市供熱工程規劃設計的基礎。重要性：正確合理的計算熱負荷是確定熱

源類型、規模，供熱系統管徑大小、方案運

行是否合理，能否取得經濟效益、社會效益、環境效益的重要因素。第二章

城市供熱工程熱負荷計算2集中供熱系統熱負荷計算熱負荷分類

．季節性熱負荷

與氣象條件密切相關的、只在一年中某些季節才需要的熱負荷。如供暖熱負荷、 通風空調熱負荷。

．

常年性熱負荷

與氣象條件關系不大的常年都需要的熱負荷。如生活用熱熱負荷、生產工藝熱負荷。2.1

集中供熱系統熱負荷計算重要性：正確合理的計算熱負荷是確定熱

源類型、規模，供熱系統管徑大小、方案運

行是否合理，能否取得經濟效益、社會效益、環境效益的重要因素。3第二章 城市供熱工程熱負荷計算2.1

集中供熱系統熱負荷計算4熱負荷分類供暖設計熱負荷通風設計熱負荷生活用熱設計熱負荷生產工藝熱負荷指標概算->新建建筑未建成。2.1.2

熱負荷計算a)

供暖設計熱負荷計算設計熱負荷：在設計室外溫度 下，為了達到要

求的室內溫度tn,供暖系統在單位時間內向建筑物供給的熱量。供暖熱負荷是城市集中供熱系統中最主要的熱負荷。它的設計熱負荷占全部設計熱負荷的80％～90％以上(不包括生產工藝用熱)。兩種算法：準確計算->已建成、室內系統設計。第二章 城市供熱工程熱負荷計算5a)

供暖設計熱負荷計算1）建筑物總耗熱量計算公式第二章 城市供熱工程熱負荷計算6a)

供暖設計熱負荷計算1）維護結構的總耗熱量計算公式第二章 城市供熱工程熱負荷計算71.室內計算溫度室內計算溫度是指距地面2m以內人們活動地區的

平均空氣溫度。根據《采暖通風與空氣調節設計規范》規定：設計集中供暖時，冬季室內計算溫度

民用建筑主要房間，宜采用16-20℃；

生產廠房的工作地點：輕作業不應低于15 ℃，中作業不應低于12 ℃，重作業不應低于10

℃；8第二章 城市供熱工程熱負荷計算消）。2.室外計算溫度兩種方法：1）熱惰性原理：前蘇聯按50年中最冷的8個冬季里最

冷的連續5天的日平均溫度。室外溫度波幅18度，墻體內表面的波幅不會超過1度。舒適度較高，規定值較低。

2）不保證天數的原則：人為允許有幾天時間可以低

于規定的供暖室外計算溫度值。各國規定不同，有1、3、5天等。我國采用歷年平均不保證5天的日平均溫

度。（根據1951-1980三十年氣象資料統計），與熱

惰性相比普遍提高1-4度，考慮全球變暖的影響可抵第二章 城市供熱工程熱負荷計算9第二章 城市供熱工程熱負荷計算3.溫差修正系數供暖房間維護結構外側不是與室外空氣直接接觸時考慮。（一般5度溫差之內可以不考慮）104.圍護結構傳熱系數勻質多層材料傳熱系數第二章 城市供熱工程熱負荷計算114.圍護結構傳熱系數地面傳熱系數第二章 城市供熱工程熱負荷計算124.圍護結構傳熱面積的丈量

外墻面積的丈量：高度從本層地面算到上層地面，最頂層的丈量是從最頂層的地面到平屋頂的外表面的高度。外墻的平面尺寸按建筑外輪廓線計算。相鄰房間以內墻中線為分界線。

門窗的面積按照墻面上的凈空尺寸計算。

地面面積按照建筑物外墻以內的內輪廓線計算，平屋頂頂棚面積按照建筑物外輪廓線計算。13第二章 城市供熱工程熱負荷計算第二章 城市供熱工程熱負荷計算圍護結構附加耗熱量

朝向修正《暖通規范》規定：

北、東北、西北0-10%東南、西南-10%--15%東、西

-5%

南

-15%--30%

風力附加我國冬季平均風速一般在2-3m/s，小于4m/s的要求限制?！杜ㄒ幏丁芬幎ǎ阂话闱闆r下不考慮風力附加，只對不避風的

高地、河邊的建筑物以及特別突出的建筑物才考慮垂直外圍護結構

附加5-10%。

高度附加房間高度大于4m時，每高出1m附加2%，但總附加率不大于15%

（高度附加是在總和上附加，影響較大）。14a)

供暖設計熱負荷計算第二章 城市供熱工程熱負荷計算15計算流程16根據已知參數條件，進行房間編號；確定室內供暖計算溫度；查表確認各圍護結構的傳熱系數；

樓梯間的散熱器盡量布置在1-2層窗下校核最小傳熱阻；計算附加耗熱量；計算冷風滲透耗熱量與冷風侵入耗熱量；7)

計算采暖熱指標。8）給出完整的采暖熱負荷計算表。17供暖設計熱負荷計算熱指標概算法體積熱指標法第二章 城市供熱工程熱負荷計算18a)

供暖設計熱負荷計算192）熱指標概算法體積熱指標法體積熱指標影響因素：圍護結構：傳熱系數、采光率外形 ：建筑體積、建筑長寬比體積熱指標法物理概念更清楚；面積熱指標法更常用。a)

供暖設計熱負荷計算2）熱指標概算法面積熱指標法2021為了保證室內空氣具有一定的清潔度及溫濕度等要求，就要求對生產廠房、公共建筑及居住建筑進行通風或空氣

調節。在供暖季節中，加熱從室外進入的新鮮空氣所耗的

熱量，稱為通風熱負荷。（1）體積指標法Q/

=q

V

(t

-t/

)×10-3

KWt

t

W

n

Wtb)

通風設計熱負荷計算22(2

)

百分數法對有通風空調的民用建筑(如旅館、體育館等)，通風設計熱負荷可按該建筑物的供暖設計熱負荷的百分數概算Q/t=Kt·Q/n

KWb)

通風設計熱負荷計算23在冬季，為保證空調建筑室內空氣的清潔度和溫濕度，需要由空調設備向室內提供的、熱量，稱為空調冬季設計熱負荷。c)

空調設計熱負荷計算24c)

空調設計熱負荷計算25（1）熱水供應用熱熱水供應熱負荷為日常生活中用于洗臉，洗澡、洗衣服以及洗刷器皿等所消耗的熱量。熱水供應的

熱負荷取決于熱水用量。住宅建筑的熱水用量，取

決于住宅內衛生設備的完善程度和人們的生活習慣。公用建筑(如浴池、食堂、醫院等)和工廠的熱水用

量，還與其生產性質和工作制度有關。特點：周期性，每日總量變化不大，小時熱水用量變化很大。26d)

生活用熱熱負荷（1）熱水供應用熱平均小時熱負荷（用水指標法）d)

生活用熱熱負荷27（1）熱水供應用熱平均小時熱負荷（熱指標法）d)

生活用熱熱負荷28（1）熱水供應用熱平均小時熱負荷d)

生活用熱熱負荷29（1）熱水供應用熱最大小時熱負荷d)

生活用熱熱負荷即一日的負荷中，高峰負荷為平均負荷的2-3倍。顯然按平均熱負荷設計可降低造價和投資。30（1）熱水供應用熱熱網熱水供應設計熱負荷與用戶熱水供應系統和熱網的連接方式有關。熱水供應系統中用戶有儲水箱時，可采用平均熱負荷；無儲水箱時應采用最大熱負荷。對于城市集中供熱系統熱網的干線，由于連接用水的單位比較多，可按照平均小時熱負荷設計。31d)

生活用熱熱負荷無儲水箱的連接:供水管加裝32溫度調節閥，避免溫度波動頻繁。用于民用建筑。上部儲水箱的連接:水箱起儲熱水穩壓作用，用于浴室、大工業企業。下部儲水箱的連接:水泵強制循環，不會出現開式放冷水的情況。水量小時水箱儲存部分熱水，不夠時靠上水擠出部分供熱水，用于對熱水要求較高的賓館或者住宅。d)

生活用熱熱負荷332）其他生活用熱在工廠、醫院、學校等單位中，除熱水供應以外，還可能有開水供應、蒸飯等項用熱。這些用熱負荷的概算。可根據一些指標，參照上述方法計算。開水供應

t=105℃

qr=2-3L/人.天蒸飯

100

Kg飯

耗汽100-250Kg蒸汽壓力

0.15-0.25MPae)

生產工藝熱負荷34主要內容：加熱 烘干 蒸煮 溶化 清洗(用熱)汽錘 汽泵（動力）影響因素：生產工藝過程性質 用熱設備形式 工作制度負荷特點：難以用公式表達，一般按下述方法確定：應以生產工藝提供的設計數據為準；參考同類企業同類產品的熱負荷；有關文獻資料給出的產品單耗指標；按全年實際耗煤量核算。向工業企業供熱的集中供熱系統，各個工廠或車間的最大生產工藝熱負荷不可能同時出現。因此，在計算集中供熱系統熱網的最大生產工藝熱負荷時，應以核實的各工廠(或車間)的最大生產工藝熱負荷之和乘以同時使用系數。同時使用系數的概念，可用下式表示：//∑Q/ksh=QWM

SHM式中

QWM/

—工廠區生產工藝最大熱負荷，單位為GJ/H;Q/SHM

—核實的各工廠車間最大生產工藝熱負荷之和;35ksh—0.7-0.9。e)

生產工藝熱負荷熱負荷圖是用來表示整個熱源或用戶系統熱負荷隨室外溫度或時間變化的圖，對于集中供熱系統的設計、技術經濟分析和運行管理均有重要的意義。362.2

熱負荷圖在供熱工程中，常用的熱負荷圖主要有熱負荷時間圖熱負荷隨室外溫度變化圖熱負荷延續時間圖372.2

熱負荷圖2.2.1

熱負荷時間圖38a)日負荷圖全日熱負荷圖表示熱負荷在一晝夜中每小時變化的情況。全日熱負荷圖是以小時為橫坐標，以小時熱負荷為縱坐標，從零時開始逐時繪制的。主要針對常年性熱負荷。下圖所示是一個典型的熱水供應全日熱負荷圖。Q2

4

6 8

10

121416182024

（h）圖2-1熱水供應全日負荷圖確定最大負荷、最小負荷和平均負荷。為設計提供基礎數據。39b)年負荷圖表示全年內12個月熱負荷變化情況。年熱負荷圖是

以一年中的月份為橫坐標，以每月的熱負荷為縱坐標

繪制的。橫坐標為月，縱坐標為熱負荷。

季節性負荷根據室外平均溫度確定熱水供應負荷按照平均小時熱負荷確定生產工藝熱負荷根據日平均熱負荷確定圖2-1年負荷圖規劃供熱系統全年運行方案的原始資料制訂設備維修和安排職工休假日的基本資料2.2.1

熱負荷時間圖402.2.2熱負荷隨室外溫度變化圖41熱負荷隨室外溫度變化圖能很好地反映季節性熱負荷變化規律。圖2-3示意圖為一個居住區的熱負荷隨室外溫度的變化圖。圖中橫坐標為室外溫度，縱坐標為熱負荷。開始供暖的室外溫度定為

5℃。建筑物的供暖熱負荷應與室內外溫度差成正比，因此Q=f(tW)為線性關系。圖2-3還給出了熱水供應隨室外溫度變化曲線(見曲線3)。熱水供應熱負荷受室外溫度影響較小，因而它呈一條水平直線，但在夏季期間，熱水供應的熱負荷比冬季的低。將這三條線的熱負荷在縱坐標的表示值相加，得圖2-3的曲線4。曲線4即為該居住區總熱負荷隨室外溫度變化的曲線圖。

供熱與通風熱負荷為線性關系，熱水供應變化不大為直線。42在供熱工程規劃設計過程中，需要繪制熱負荷延續時間圖。熱負荷延續時間圖的特點與熱負荷時間圖不同，在熱負荷延續時間圖中，熱負荷不是按出現時間的先后來排列，而按其數值的大小來排列。熱負荷延續圖需要有熱負荷隨室外溫度變化曲線和室外氣溫變化規律的資料才能繪出。在供暖熱負荷延續時間圖中，橫坐標的左方為室外溫度tW，

單位為℃；橫坐標的右方表示不同室外氣溫下的延續小時數，單位為h;縱坐標為供暖熱負荷Q,單位為MW或GJ/h。曲線下的

面積為供暖期的總耗熱量,單位為MWh或GJ。432.2.3熱負荷延續時間圖44不同室外氣溫的延續時間確定不同室外氣溫的延續時間可通過：

1）查氣象資料表(供熱設計手冊）45第二章 城市供熱工程系統規劃46查表確定供暖熱負荷延續時間圖的繪制①首先依據熱負荷隨室外氣溫變化關系在左面畫出熱負荷隨室外氣溫變化曲線②根據不同室外氣溫延續時間，在橫坐標左側畫出該氣溫下的熱負荷，該熱負荷下畫水平線向右延伸③在橫坐標的右側，根據延續時間向上做垂線與水平線有一交點。依次作出其它不同室外氣溫下的熱負荷水平線與對應的延續時間的交點④連接右側各點，即得出熱負荷延續時間圖。472）采用無因次綜合公式法確定。各城市地理位置與氣象條件相差很大，但是有共同特點：48開始與停止供暖的時間都是+5度；室外計算溫度均根據歷年不保證5天的原則確定。供暖期長短與室外溫度變化幅度有一定的規律?；谏鲜鎏攸c，根據許多城市從1951-1980年30年歷年室外溫度資料，通過數學分析和回歸計算，可用下列無因次方法計算采暖期內的氣溫分布規律。495051三個必須的參數是采暖室外計算溫度t/52W、采暖期日平均溫度tP、采暖總天數Np。第二章 城市供熱工程系統規劃53第二章 城市供熱工程系統規劃545556572.2.4

生產熱負荷延續時間圖的繪制58圖左方表示冬季和夏季典型日的生產工藝熱負荷圖?？v坐標為熱負荷，橫坐標為一晝夜的小時時刻。如圖所示，生產工藝熱負荷Qa在冬季和夏季的每天工作小時數為(m1+m2)和(m3+m4) 小時。假定冬季和夏季的實際工作天數為Nd和NX

。則在橫坐標表示延續小時數na=(m1+m2)Nd+(m3+m4)NX處，引垂直線交生產工藝熱負荷Qa值于a點。同此方法類推，則可繪制出按生產工藝熱負荷

大小排列的延續時間曲線圖。592.3

年耗熱量計算60a)

供暖年耗熱量Qna=24Q/

(t

-t

)/(t

-t/

)Nn

n

p

n

W=0.0864Q/n(tn-tp)/(tn-t/

)NWKWh/aGJ（2-10）式中

Q/n—供暖設計熱負荷，KW；N—供暖期天數，d；t/

tW

、

n按照《采暖通風與空氣調節設計規范》選取。其余符號同前.2.3

年耗