工业建筑供暖通风与空气调节设计规范 GB50019-2015
5.2 热负荷
5.2.1 冬季供暖通风系统的热负荷应根据建筑物下列耗热量和得热量确定。不经常的散热量可不计算。经常而不稳定的散热量应采用小时平均值。
1 围护结构的耗热量；
2 加热由门窗缝隙渗入室内的冷空气的耗热量；
3 加热由门、孔洞及相邻房间侵入的冷空气的耗热量；
4 水分蒸发的耗热量；
5 加热由外部运入的冷物料和运输工具的耗热量；
6 通风耗热量；
7 最小负荷班的工艺设备散热量；
8 热管道及其他热表面的散热量；
9 热物料的散热量；
10 通过其他途径散失或获得的热量。
5.2.2 围护结构的耗热量应包括基本耗热量和附加耗热量。
5.2.3 围护结构的基本耗热量应按下式计算：
式中：Q——围护结构的基本耗热量(W)；
α——围护结构温差修正系数，按本规范表5.1.6-3采用；
F——围护结构的面积(㎡)；
K——围护结构平均传热系数[W/(㎡·℃)]，按本规范公式(5.2.4)计算；
tn——供暖室内计算温度(℃)；
twn——供暖室外计算温度(℃)。
5.2.4 围护结构平均传热系数应按下式计算：
式中：K——围护结构平均传热系数[W/(㎡·℃)]；
αn——围护结构内表面换热系数[W/(㎡·℃)]，按本规范表5.1.6-5采用；
αw——围护结构外表面换热系数[W/(㎡·℃))，按表5.2.4-1采用；
δ——围护结构主断面各层材料厚度(m)；
λ——围护结构主断面各层材料导热系数[W/(m·℃)]；
αλ——材料导热系数的修正系数，按表5.2.4-2采用；
Rk——主断面封闭的空气间层的热阻(㎡·℃/W)，按表5.2.4-3采用；
∮——考虑热桥影响，对主断面传热系数的修正系数。
表5.2.4-2 材料导热系数的修正系数αλ
表5.2.4-3 封闭的空气间层热阻值Rk(m²·℃/W)
5.2.5 与相邻房间的温差大于或等于5℃时，应计算通过隔墙或楼板等的传热量。与相邻房间的温差小于5℃，但通过隔墙和楼板等的传热量大于该房间热负荷的10％时，此项传热量应计入该房间热负荷。
5.2.6 围护结构的附加耗热量应按其占基本耗热量的百分率确定。各项附加(或修正)百分率选用宜符合下列规定：
1 围护结构耗热量朝向修正率应根据当地冬季日照率、辐射照度、建筑物使用和被遮挡等情况选用，宜符合下列规定：
1) 北、东北、西北宜为0～10％，东、西宜为-5％，东南、西南宜为-10％～-15％，南宜为-15％～-30％；
2) 冬季日照率小于35％的地区，东南、西南和南向的修正率宜采用-10％～0，东、西向可不修正。
2 在不避风的高地、河边、海岸、旷野上的建筑物，以及城镇、厂区内特别高出的建筑物，垂直的外围护结构风力附加率取值宜为5％～10％。
3 短时间开启的、无热空气幕的外门，外门附加率取值宜符合下列规定，其中n为建筑物的楼层数：
1) 一道门宜为65％×n；
2) 两道门且有一个门斗时，宜为80％×n；
3) 三道门且有两个门斗时，宜为60％×n；
4) 主要出入口宜为500％。
5.2.7 除楼梯间外的供暖房间高度大于4m时，围护结构基本耗热量可采用下列简化的计算方法：
1 本规范式(5.2.3)中tn应采用室内设计温度；
2 计算结果采用高度附加率修正。采用地面辐射供暖的房间，高度附加率取(H-4)％，且总附加率不宜大于8％；采用热水吊顶辐射或燃气红外辐射供暖的房间，高度附加率取(H-4)％，且总附加率不宜大于15％；采用其他供暖形式的房间，高度附加率取2(H-4)％，且总附加率不宜大于15％。H为房间高度。
5.2.8 间歇时间较长，只要求在使用时间保持室内温度时，可间歇供暖。间歇供暖应采用能快速反应的供暖系统，并应对房间供暖热负荷进行附加，间歇附加率选取宜符合下列规定：
1 仅白天使用的房间不宜小于20％；
2 不经常使用的房间不宜小于30％。
5.2.9 加热由门窗缝隙渗入室内的冷空气的耗热量应根据建筑物的内部隔断、门窗构造、门窗朝向、室内外温度和室外风速等因素确定，宜按本规范附录F和附录G进行计算，也可采用计算机模拟方法计算。
5.2.10 采用辐射供暖作局部供暖时，局部供暖的热负荷应按全面辐射供暖的热负荷乘以表5.2.10的计算系数确定。
1 围护结构的耗热量；
2 加热由门窗缝隙渗入室内的冷空气的耗热量；
3 加热由门、孔洞及相邻房间侵入的冷空气的耗热量；
4 水分蒸发的耗热量；
5 加热由外部运入的冷物料和运输工具的耗热量；
6 通风耗热量；
7 最小负荷班的工艺设备散热量；
8 热管道及其他热表面的散热量；
9 热物料的散热量；
10 通过其他途径散失或获得的热量。
5.2.2 围护结构的耗热量应包括基本耗热量和附加耗热量。
5.2.3 围护结构的基本耗热量应按下式计算：
α——围护结构温差修正系数，按本规范表5.1.6-3采用；
F——围护结构的面积(㎡)；
K——围护结构平均传热系数[W/(㎡·℃)]，按本规范公式(5.2.4)计算；
tn——供暖室内计算温度(℃)；
twn——供暖室外计算温度(℃)。
5.2.4 围护结构平均传热系数应按下式计算：
αn——围护结构内表面换热系数[W/(㎡·℃)]，按本规范表5.1.6-5采用；
αw——围护结构外表面换热系数[W/(㎡·℃))，按表5.2.4-1采用；
δ——围护结构主断面各层材料厚度(m)；
λ——围护结构主断面各层材料导热系数[W/(m·℃)]；
αλ——材料导热系数的修正系数，按表5.2.4-2采用；
Rk——主断面封闭的空气间层的热阻(㎡·℃/W)，按表5.2.4-3采用；
∮——考虑热桥影响，对主断面传热系数的修正系数。
表5.2.4-1 外表面换热系数αw和换热阻Rw值
表5.2.4-2 材料导热系数的修正系数αλ
表5.2.4-3 封闭的空气间层热阻值Rk(m²·℃/W)
5.2.6 围护结构的附加耗热量应按其占基本耗热量的百分率确定。各项附加(或修正)百分率选用宜符合下列规定：
1 围护结构耗热量朝向修正率应根据当地冬季日照率、辐射照度、建筑物使用和被遮挡等情况选用，宜符合下列规定：
1) 北、东北、西北宜为0～10％，东、西宜为-5％，东南、西南宜为-10％～-15％，南宜为-15％～-30％；
2) 冬季日照率小于35％的地区，东南、西南和南向的修正率宜采用-10％～0，东、西向可不修正。
2 在不避风的高地、河边、海岸、旷野上的建筑物，以及城镇、厂区内特别高出的建筑物，垂直的外围护结构风力附加率取值宜为5％～10％。
3 短时间开启的、无热空气幕的外门，外门附加率取值宜符合下列规定，其中n为建筑物的楼层数：
1) 一道门宜为65％×n；
2) 两道门且有一个门斗时，宜为80％×n；
3) 三道门且有两个门斗时，宜为60％×n；
4) 主要出入口宜为500％。
5.2.7 除楼梯间外的供暖房间高度大于4m时，围护结构基本耗热量可采用下列简化的计算方法：
1 本规范式(5.2.3)中tn应采用室内设计温度；
2 计算结果采用高度附加率修正。采用地面辐射供暖的房间，高度附加率取(H-4)％，且总附加率不宜大于8％；采用热水吊顶辐射或燃气红外辐射供暖的房间，高度附加率取(H-4)％，且总附加率不宜大于15％；采用其他供暖形式的房间，高度附加率取2(H-4)％，且总附加率不宜大于15％。H为房间高度。
5.2.8 间歇时间较长，只要求在使用时间保持室内温度时，可间歇供暖。间歇供暖应采用能快速反应的供暖系统，并应对房间供暖热负荷进行附加，间歇附加率选取宜符合下列规定：
1 仅白天使用的房间不宜小于20％；
2 不经常使用的房间不宜小于30％。
5.2.9 加热由门窗缝隙渗入室内的冷空气的耗热量应根据建筑物的内部隔断、门窗构造、门窗朝向、室内外温度和室外风速等因素确定，宜按本规范附录F和附录G进行计算，也可采用计算机模拟方法计算。
5.2.10 采用辐射供暖作局部供暖时，局部供暖的热负荷应按全面辐射供暖的热负荷乘以表5.2.10的计算系数确定。
表5.2.10 局部辐射供暖负荷计算系数
条文说明
5.2.1 本条给出了确定供暖通风系统热负荷的因素。对于建筑物间歇性的内部得热，在确定热负荷时可不予考虑。
5.2.2、5.2.3 这两条规定了围护结构耗热量的分类及基本耗热量的计算。
式(5.2.3)是按稳定传热计算围护结构耗热量的基本公式。在计算围护结构耗热量的时候，不管围护结构的热惰性指标D值大小如何，室外计算温度均采用供暖室外计算温度，不再分级。当已知或可求出冷侧温度时，twn项可直接用冷侧温度值代入，不再进行α值修正。
5.2.4 本条规定了围护结构平均传热系数的计算，为新增条文。
计算屋顶、外墙的基本耗热量时，应对主断面传热系数进行修正，采用了考虑热桥影响的平均传热系数。围护结构平均传热系数的计算方法比较复杂，见现行国家标准《民用建筑热工设计规范》GB 50176的相关规定。对于外挑楼板等其他围护结构，因其主体及保温均采用单一材料，且没有或很少有门窗洞口和突出物，热桥影响很小，取
值为1。
5.2.2、5.2.3 这两条规定了围护结构耗热量的分类及基本耗热量的计算。
式(5.2.3)是按稳定传热计算围护结构耗热量的基本公式。在计算围护结构耗热量的时候，不管围护结构的热惰性指标D值大小如何，室外计算温度均采用供暖室外计算温度，不再分级。当已知或可求出冷侧温度时，twn项可直接用冷侧温度值代入，不再进行α值修正。
5.2.4 本条规定了围护结构平均传热系数的计算，为新增条文。
计算屋顶、外墙的基本耗热量时，应对主断面传热系数进行修正，采用了考虑热桥影响的平均传热系数。围护结构平均传热系数的计算方法比较复杂，见现行国家标准《民用建筑热工设计规范》GB 50176的相关规定。对于外挑楼板等其他围护结构，因其主体及保温均采用单一材料，且没有或很少有门窗洞口和突出物，热桥影响很小，取
值为1。
5.2.5 本条规定了相邻房间的温差传热计算原则。
与相邻房间的温差小于5℃时，但与相邻房间的传热量大于该房间热负荷的10％时，也应将其传热量计入该房间的热负荷内。
5.2.6 本条规定了围护结构的附加耗热量。
1 朝向修正率是基于太阳辐射的有利作用和南北向房间的温度平衡要求而在耗热量计算中采取的修正系数。本款给出的一组朝向修正率是综合各方面的论述、意见和要求，在考虑某些地区、某些建筑物在太阳辐射得热方面存在的潜力的同时，考虑到我国幅员辽阔，各地实际情况比较复杂，影响因素很多，南北向房间耗热量客观存在一定的差异(10％～30％左右)，以及北向房间由于接受不到太阳直射作用而使人们的实感温度低(约差2℃)，而且墙体的干燥程度北向也比南向差，为使南北向房间在整个供暖期均能维持大体均衡的温度，规定了附加(减)的范围值。这样做适应性比较强，并为广大设计人员提供了可供选择的余地，具有一定的灵活性，有利于本规范的贯彻执行。
2 风力附加率是指在供暖耗热量计算中，基于较大的室外风速会引起围护结构外表面传热系数增大，即大于23W/(㎡·℃)而增加的附加系数。由于我国大部分地区冬季平均风速不大，一般为2m/s～3m/s，仅个别地区大于5m/s，影响不大，为简化计算起见，一般建筑物不必考虑风力附加，仅对建筑在不避风的高地、河边、海岸、旷野上的建筑物，以及城镇、厂区内特别高出的建筑物的风力附加系数作了规定。
3 外门附加率是基于建筑物外门开启的频繁程度以及冲入建筑物中的冷空气导致耗热量增大而增加的附加系数。
此处所指的外门是建筑物底层入口的门，而不是各层每户的外门。
5.2.7 本条规定了围护结构基本耗热量的简化计算方法。
在建筑物供暖耗热量计算中，为考虑室内竖向温度梯度的影响，常用两种不同的计算方法：第一种方法室内采用同一计算温度计算房间各部分围护结构耗热量，当房间高于4m时计入高度附加值，即本条规定的计算方法。第二种方法采用不同的室内计算温度计算房间各部分围护结构耗热量，即房间高于4m时不再计入高度附加值，这就是本规范第5.2.3条规定的计算方法。
第一种方法比较简单，即对于某一具体房高只有一个相对应的高度附加系数，方法比较简单，但不能做到根据建筑物的不同性质区别对待；第二种方法比较烦琐，但可适应各种性质的建筑物，尤其是室内散热量较大、上部空间温度明显升高的建筑物，因此房间高度大于4m的工业厂房宜采用这种方法。通过分析对比，在某些情况下，如室内散热量不大的机械厂房，两种计算方法所得的结果虽有差异，但出入不大。
高度附加率是基于房间高度大于4m时，由于竖向温度梯度的影响导致上部空间及围护结构的耗热量增大而增加的附加系数。采用对流方式供暖时，由于围护结构的耗热作用等影响，房间竖向温度的分布并不总是逐步提高的，因此对高度附加率的上限值作了不应大于15％的限制。
辐射供暖室内存在温度梯度，因此辐射供暖同样需要高度附加。辐射供暖室内温度梯度小，因此平均每米高度附加率小，本规范统一取对流供暖高度附加量的一半，每高出1m附加1％。对于地面辐射供暖，总附加率不宜大于8％，相当于自地面起12m的供暖空间的附加量，12m以上空间辐射供暖的影响减小，可不再附加。热水吊顶辐射和燃气红外辐射往往应用于高大空间，高度总附加率不宜大于15％，相当于自地面起19m的供暖空间的附加量，这样的规定基本满足使用的需要。
5.2.8 本条规定了间歇供暖附加率的选取，为新增条文。
间歇附加率应根据预热时间等因素通过计算确定，当缺少数据时，可按本条规定的数值选用。能快速反应的供暖系统，如热风供暖系统、燃气红外辐射供暖系统等。
5.2.9 本条规定了冷风渗透耗热量的计算。
在工业建筑的耗热量中，冷风渗透耗热量所占比例是相当大的，有时高达40％左右。根据现有的资料，本规范附录F分别给出了用缝隙法、百分率附加法、换气次数法计算建筑物的冷风渗透耗热量，并在本规范附录G中给出了全国主要城市的冷风渗透耗热量的朝向修正系数n值。目前，计算机技术已很发达，必要时可采用计算机模拟方法计算冷风渗透及其耗热量。
5.2.10 本条规定了局部辐射供暖热负荷的计算。
局部供暖一般采用辐射供暖方式，包括地面辐射供暖、热水吊顶辐射供暖、燃气红外辐射供暖等。局部供暖的供暖量按全面供暖量乘以局部供暖区面积和总面积的比值，再乘以一个放大系数确定。表5.2.10中的计算系数，就是局部供暖区面积和总面积的比值与放大系数的乘积。
与相邻房间的温差小于5℃时，但与相邻房间的传热量大于该房间热负荷的10％时，也应将其传热量计入该房间的热负荷内。
5.2.6 本条规定了围护结构的附加耗热量。
1 朝向修正率是基于太阳辐射的有利作用和南北向房间的温度平衡要求而在耗热量计算中采取的修正系数。本款给出的一组朝向修正率是综合各方面的论述、意见和要求，在考虑某些地区、某些建筑物在太阳辐射得热方面存在的潜力的同时，考虑到我国幅员辽阔，各地实际情况比较复杂，影响因素很多，南北向房间耗热量客观存在一定的差异(10％～30％左右)，以及北向房间由于接受不到太阳直射作用而使人们的实感温度低(约差2℃)，而且墙体的干燥程度北向也比南向差，为使南北向房间在整个供暖期均能维持大体均衡的温度，规定了附加(减)的范围值。这样做适应性比较强，并为广大设计人员提供了可供选择的余地，具有一定的灵活性，有利于本规范的贯彻执行。
2 风力附加率是指在供暖耗热量计算中，基于较大的室外风速会引起围护结构外表面传热系数增大，即大于23W/(㎡·℃)而增加的附加系数。由于我国大部分地区冬季平均风速不大，一般为2m/s～3m/s，仅个别地区大于5m/s，影响不大，为简化计算起见，一般建筑物不必考虑风力附加，仅对建筑在不避风的高地、河边、海岸、旷野上的建筑物，以及城镇、厂区内特别高出的建筑物的风力附加系数作了规定。
3 外门附加率是基于建筑物外门开启的频繁程度以及冲入建筑物中的冷空气导致耗热量增大而增加的附加系数。
此处所指的外门是建筑物底层入口的门，而不是各层每户的外门。
5.2.7 本条规定了围护结构基本耗热量的简化计算方法。
在建筑物供暖耗热量计算中，为考虑室内竖向温度梯度的影响，常用两种不同的计算方法：第一种方法室内采用同一计算温度计算房间各部分围护结构耗热量，当房间高于4m时计入高度附加值，即本条规定的计算方法。第二种方法采用不同的室内计算温度计算房间各部分围护结构耗热量，即房间高于4m时不再计入高度附加值，这就是本规范第5.2.3条规定的计算方法。
第一种方法比较简单，即对于某一具体房高只有一个相对应的高度附加系数，方法比较简单，但不能做到根据建筑物的不同性质区别对待；第二种方法比较烦琐，但可适应各种性质的建筑物，尤其是室内散热量较大、上部空间温度明显升高的建筑物，因此房间高度大于4m的工业厂房宜采用这种方法。通过分析对比，在某些情况下，如室内散热量不大的机械厂房，两种计算方法所得的结果虽有差异，但出入不大。
高度附加率是基于房间高度大于4m时，由于竖向温度梯度的影响导致上部空间及围护结构的耗热量增大而增加的附加系数。采用对流方式供暖时，由于围护结构的耗热作用等影响，房间竖向温度的分布并不总是逐步提高的，因此对高度附加率的上限值作了不应大于15％的限制。
辐射供暖室内存在温度梯度，因此辐射供暖同样需要高度附加。辐射供暖室内温度梯度小，因此平均每米高度附加率小，本规范统一取对流供暖高度附加量的一半，每高出1m附加1％。对于地面辐射供暖，总附加率不宜大于8％，相当于自地面起12m的供暖空间的附加量，12m以上空间辐射供暖的影响减小，可不再附加。热水吊顶辐射和燃气红外辐射往往应用于高大空间，高度总附加率不宜大于15％，相当于自地面起19m的供暖空间的附加量，这样的规定基本满足使用的需要。
5.2.8 本条规定了间歇供暖附加率的选取，为新增条文。
间歇附加率应根据预热时间等因素通过计算确定，当缺少数据时，可按本条规定的数值选用。能快速反应的供暖系统，如热风供暖系统、燃气红外辐射供暖系统等。
5.2.9 本条规定了冷风渗透耗热量的计算。
在工业建筑的耗热量中，冷风渗透耗热量所占比例是相当大的，有时高达40％左右。根据现有的资料，本规范附录F分别给出了用缝隙法、百分率附加法、换气次数法计算建筑物的冷风渗透耗热量，并在本规范附录G中给出了全国主要城市的冷风渗透耗热量的朝向修正系数n值。目前，计算机技术已很发达，必要时可采用计算机模拟方法计算冷风渗透及其耗热量。
5.2.10 本条规定了局部辐射供暖热负荷的计算。
局部供暖一般采用辐射供暖方式，包括地面辐射供暖、热水吊顶辐射供暖、燃气红外辐射供暖等。局部供暖的供暖量按全面供暖量乘以局部供暖区面积和总面积的比值，再乘以一个放大系数确定。表5.2.10中的计算系数，就是局部供暖区面积和总面积的比值与放大系数的乘积。
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