一、冷 / 热负荷计算常用核心公式
不同负荷类型对应不同计算公式,需根据计算对象(围护结构、人员、设备等)选择,以下为行业通用且实操性强的公式,可与前文 “专业校验” 中的公式形成互补:
(一)围护结构负荷计算(含墙体、窗户、屋顶)
基本传热负荷公式(通用)
适用场景:计算墙体、屋顶、窗户因室内外温差产生的传热负荷,是冷 / 热负荷的核心组成部分,对应前文 “基础核查” 中环境条件的 K 值取值。
公式:Q = K × F × Δt × 1.0(冷负荷)/ 1.0(热负荷)
符号含义:
Q:围护结构传热负荷(W);
K:围护结构传热系数(W/(㎡・℃),如外墙 K=0.6-1.5W/(㎡・℃),窗户 K=2.5-3.5W/(㎡・℃),参考前文老旧 / 新建建筑 K 值差异);
F:围护结构面积(㎡,需按实际空调区域计算,排除非空调部分,对应前文空间参数核查);
Δt:室内外计算温差(℃),夏季 Δt = 室外计算温度 - 室内设计温度(如室外 35℃、室内 26℃,Δt=9℃),冬季 Δt = 室内设计温度 - 室外计算温度(如室内 20℃、室外 5℃,Δt=15℃)。
示例:新建住宅南向窗户(K=2.8W/(㎡・℃),面积 3㎡),夏季 Δt=9℃,则窗户冷负荷 = 2.8×3×9=75.6W,与前文 “专业校验” 示例一致。
日照附加冷负荷公式(针对南向 / 东向窗户)
适用场景:修正夏季日照对窗户的额外冷负荷,前文 “环境条件核查” 提到南向需增加 10%-15% 日照负荷,此公式可精准计算具体数值。
公式:Q_日照 = Q_传热 × C
符号含义:
Q_日照:窗户日照附加冷负荷(W);
Q_传热:窗户基本传热负荷(W,由公式 1 计算得出);
C:日照附加系数(根据朝向和纬度取值,如北纬 30°-40° 地区,南向 C=1.1-1.15,东向 C=1.2-1.25,对应前文南向 10%-15% 修正)。
示例:前文南向窗户基本冷负荷 75.6W,取 C=1.15,则日照附加冷负荷 = 75.6×1.15≈86.9W,总窗户冷负荷 = 75.6+86.9≈162.5W,比未加修正更精准。
(二)人员与设备负荷计算
人员散热散湿负荷公式
适用场景:计算不同活动强度人员的冷 / 热负荷,对应前文 “人员负荷无遗漏、不虚增” 的核查要求。
公式:Q_人 = n × q
符号含义:
Q_人:人员总冷 / 热负荷(W);
n:实际使用人数(人,需按日常使用情况取值,而非满员人数);
q:单位人员负荷(W / 人,根据活动强度确定:静坐状态(如卧室、办公室)q=100-150W(冷负荷)、60-80W(热负荷);活动状态(如会议室、健身房)q=180-250W(冷负荷)、100-120W(热负荷))。
示例:办公室 3 人静坐办公,取 q=120W / 人,则人员冷负荷 = 3×120=360W,与前文 “动态调整” 示例一致。
设备散热负荷公式
适用场景:计算电脑、打印机、灯具等发热设备的冷负荷,前文 “设备负荷统计实际运行功率” 即基于此公式。
公式:Q_设备 = Σ(P × η)
符号含义:
Q_设备:设备总冷负荷(W);
P:单台设备额定功率(W,可从设备铭牌获取,如电脑 P=100W、打印机 P=80W);
η:设备同时使用系数(根据设备使用频率取值,如办公室电脑 η=0.8-1.0(日常常用),打印机 η=0.5-0.7(间歇性使用));
Σ:求和符号,需计算所有设备负荷总和。
示例:办公室 1 台电脑(P=100W,η=1.0)、1 台打印机(P=80W,η=0.6),则设备冷负荷 = 100×1.0 + 80×0.6=100+48=148W,避免仅算电脑导致的负荷遗漏。
(三)总冷 / 热负荷汇总公式
适用场景:整合所有分项负荷,得出终需匹配的风机盘管额定制冷 / 热负荷,需包含前文提到的 10%-20% 余量。
公式:Q_总 = (Q_围护 + Q_人 + Q_设备 + Q_其他)×(1 + α)
符号含义:
Q_总:总冷 / 热负荷(W);
Q_围护:围护结构总负荷(W,含墙体、窗户、屋顶,由公式 1、2 计算);
Q_其他:其他负荷(如新风负荷,若有新风系统需加入,通常按每人 30-50W 计算);
α:负荷余量系数(α=0.1-0.2,对应前文 “负荷预留合理” 的要求,避免极端工况不足)。
示例:某卧室 Q_围护 = 200W、Q_人 = 150W、Q_设备 = 100W、Q_其他 = 50W,取 α=0.15,则 Q_总 =(200+150+100+50)×1.15=500×1.15=575W,应选择额定制冷量 600W 左右的风机盘管。
二、冷 / 热负荷计算常用工具
工具分为 “手动辅助工具” 和 “专业软件工具”,可根据计算场景(简易估算 / 精准设计)选择,对应前文 “专业校验” 中的软件对比与指标参考:
(一)手动辅助工具(适合快速估算或现场核查)
负荷计算表(Excel 模板)
特点:将上述公式内置到 Excel 表格中,输入空间参数(面积、层高)、K 值、人数、设备功率等数据,可自动计算分项负荷与总负荷,无需手动套公式,降低计算误差。
适用场景:小型项目(如家庭住宅、小型办公室)的快速估算,或现场核查时与原计算结果对比(如前文 “基础核查” 中验证空间参数是否准确)。
使用技巧:可在表格中预设不同场景的 K 值、人员负荷标准(如住宅 / 办公室分类),输入数据后直接生成结果,还可添加 “单位面积负荷” 计算列,自动与前文 “同类型空间指标”(如住宅卧室 80-120W/㎡)对比,判断是否在合理区间。
单位面积负荷速查表(行业规范手册)
来源:基于《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》《公共建筑节能设计标准》编制,包含不同空间类型(住宅、办公室、商场等)的单位面积冷 / 热负荷参考值(如前文表格数据)。
特点:无需复杂计算,根据空间类型和地区气候(如北方 / 南方)直接查取单位负荷,乘以实际空调面积即可快速估算总负荷,适合初步选型。
示例:南方地区住宅卧室,查得单位冷负荷 100W/㎡,实际空调面积 12㎡,则总冷负荷≈12×100=1200W,与前文 “专业校验” 中单位面积指标验证方法一致。
(二)专业软件工具(适合精准设计或大型项目)
鸿业暖通负荷计算软件
特点:国内主流暖通设计软件,内置全国各地区的室外计算温度、围护结构 K 值数据库(符合规范要求),可导入建筑图纸(CAD 格式)自动识别空间面积、朝向,精准计算围护结构负荷,还能模拟日照、新风等因素对负荷的影响。
优势:计算结果包含详细的分项负荷报表(如外墙、窗户、人员各占比多少),可直接与手动计算结果对比(如前文 “专业校验” 中偏差≤10% 即精准),且支持生成符合设计规范的计算书,适合商用项目(如酒店、办公楼)。
适用场景:风机盘管选型的精准设计,尤其需要考虑复杂因素(如多朝向房间、极端气候)时,避免手动计算遗漏。
天正暖通(T20)
特点:与 AutoCAD 深度集成,绘图与负荷计算联动,绘制建筑平面时可直接标注房间类型、人数、设备,软件自动提取数据计算负荷,操作门槛较低,适合设计新手。
核心功能:提供 “快速负荷计算” 和 “详细负荷计算” 两种模式,快速模式可基于单位面积指标估算(参考前文速查表),详细模式可手动调整 K 值、日照系数等参数,满足不同精度需求,计算完成后可直接推荐匹配的风机盘管型号(如额定制冷量、安装类型)。
Revit MEP(BIM 软件)
特点:基于 BIM 技术的三维负荷计算工具,可构建建筑三维模型,直观展示风机盘管安装位置与负荷分布的关系(对应前文 “安装位置与负荷分布匹配” 的要求),还能模拟不同工况(如夏季极端高温、冬季极端低温)下的负荷变化,验证负荷预留是否合理。
优势:适合大型复杂项目(如商场、综合体),可与其他专业(结构、水电)协同,避免管线冲突,且计算结果可直接用于风机盘管的三维选型与安装模拟,减少后期施工调整。
Carrier HAP(国际通用软件)
特点:开利公司开发的暖通负荷与系统分析软件,全球广泛应用,支持多种空调系统(含风机盘管系统)的负荷计算,可模拟全年能耗(对应前文 “长期运行能耗对比”),判断负荷计算是否导致能耗虚高。
适用场景:对能耗要求较高的项目,或需要与国际标准对接的设计,软件内置的负荷计算模型更精细(如考虑空气湿度对冷负荷的影响),可补充国内软件在湿度修正上的不足。