冷负荷逐时计算步骤与参数选取(GB 50736)2026版
冷负荷逐时计算是空调系统精确选型的基础。本指南按GB 50736-2012《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》系统讲解四大冷负荷成分的计算方法:日射得热、内部热源、围护结构传热和新风负荷,附上海、广州、北京夏季设计气象参数及典型办公楼全工况计算示例。
1. 冷负荷的四大组成成分
空调房间冷负荷Qtotal(kW)由以下四部分组成:
Qtotal = Qwin + Qint + Qwall + QOA
- Qwin(外窗日射得热) — 太阳辐射透过玻璃直接进入室内的热量
- Qint(内部热源) — 人员、照明、设备等室内热源
- Qwall(围护结构传热) — 外墙、屋顶通过温差传入室内的热量(考虑蓄热延迟)
- QOA(新风负荷) — 新风带入室内的显热和潜热
2. 夏季设计气象参数(主要城市)
| 城市 | 干球温度(℃) | 湿球温度(℃) | 绝对湿度(g/kg) | 焓值(kJ/kg) |
|---|---|---|---|---|
| 上海 | 34.0 | 28.2 | 23.3 | 93.6 |
| 广州 | 33.5 | 28.0 | 22.7 | 92.0 |
| 北京 | 33.5 | 26.4 | 19.3 | 83.2 |
| 武汉 | 35.0 | 28.0 | 22.3 | 92.3 |
| 成都 | 32.0 | 26.5 | 20.2 | 84.0 |
| 哈尔滨 | 30.0 | 23.9 | 17.3 | 74.5 |
数据来源:GB 50736-2012附录A《室外空气计算参数》
3. 外窗日射得热计算
外窗日射得热量Qwin(W):
Qwin = Aw × IT × SC × Cn
其中Aw为有效玻璃面积(m²),IT为该朝向逐时太阳总辐射强度(W/m²),SC为遮阳系数,Cn为综合修正系数(含窗框影响)。
| 玻璃类型 | SC(无遮阳) | SC(内遮阳) | SC(外遮阳) |
|---|---|---|---|
| 单层普通玻璃 | 1.00 | 0.65 | 0.28 |
| 双层中空玻璃(6mm+12A+6mm) | 0.78 | 0.52 | 0.24 |
| Low-E中空(高透型) | 0.40 | 0.29 | 0.16 |
| Low-E中空(遮阳型) | 0.25 | 0.19 | 0.11 |
| 三银Low-E(超遮阳) | 0.18 | 0.14 | 0.08 |
数据来源:《实用供热空调设计手册》(第3版)及主流玻璃厂家(信义玻璃、北玻)参数
4. 内部热源散热量
内部热源包括人员、照明和设备三类,均分显热和潜热两部分。
| 热源类别 | 显热(W/人或W/m²) | 潜热(W/人或W/m²) | 单位 |
|---|---|---|---|
| 人员(办公,26℃室温) | 65〜70 | 55〜60 | W/人 |
| 人员(轻度劳动) | 75〜85 | 70〜80 | W/人 |
| LED照明(办公) | 9〜12 | 0 | W/m² |
| LED照明(商场) | 15〜25 | 0 | W/m² |
| 电脑+显示器(普通办公) | 20〜30 | 0 | W/m² |
| 服务器机房 | 600〜2000 | 0 | W/m² |
逐时计算需设定各热源的在室(使用)率曲线。典型办公建筑:08:00〜18:00在室率0.8〜1.0,18:00〜08:00在室率0.05〜0.1。
5. 围护结构传热(考虑蓄热)
外墙、屋顶传热采用谐波法(GB 50736推荐)计算逐时冷负荷。考虑构造蓄热延迟后,重质结构(RC外墙)热峰值出现时间比室外温度峰值推迟4〜8小时,有利于降低空调装机容量。
简化估算:外墙稳态传热 = K × A × ΔTeq,相当外气温度ΔTeq = 室外气温 + 太阳辐射当量温升(南墙约8〜12℃,屋顶约15〜25℃)。
6. 新风负荷计算
新风冷负荷QOA(kW)= GOA(kg/s)×(hOA − hRA)
其中hOA、hRA分别为室外和室内空气焓值。以上海为例(室外34℃/28.2℃WB,室内26℃/55%RH):hOA = 93.6 kJ/kg,hRA = 56.4 kJ/kg,焓差 = 37.2 kJ/kg。
新风量按GB 50736不低于30 m³/(h·人)(普通办公),大型商场、医院等公共建筑按各类标准的专项规定执行。
7. 典型办公楼计算示例(上海,1000m²标准层)
| 冷负荷成分 | 最大值(kW) | 出现时刻 | 占比 |
|---|---|---|---|
| 外窗日射得热(南向,Low-E中空) | 38 | 12:00〜13:00 | 19% |
| 内部热源(人员+照明+设备) | 92 | 13:00〜16:00 | 46% |
| 围护结构传热(外墙+屋顶) | 20 | 16:00〜18:00 | 10% |
| 新风负荷(30m³/h·人,100人) | 51 | 13:00〜15:00 | 25% |
| 合计最大冷负荷 | 201 | 14:00〜15:00 | 100% |
本例中内部热源(46%)是最大冷负荷成分,新风负荷(25%)次之。冷负荷指标约为201 W/m²,在上海地区标准办公楼的合理范围(180〜240 W/m²)之内。
8. 常见计算错误
错误1:不做逐时计算直接用稳态公式 — 稳态计算无法体现蓄热效应,会过高估计重质结构建筑的冷负荷(误差可达15〜25%),导致设备选型偏大。
错误2:新风量按最小通风次数而非人均标准取值 — 部分设计师用0.5〜1次/h换气次数估算新风量,远低于GB 50736人均30m³/h的要求,导致室内CO₂超标和实际制冷量不足。
错误3:同时使用系数取1.0 — 直接将各房间峰值冷负荷叠加作为系统总冷负荷,导致主机容量过大。应按用途(办公0.8〜0.9,酒店客房0.6〜0.75)乘以同时使用系数。
错误4:遮阳系数取规范最低值而非实际产品参数 — 规范表格中的遮阳系数是参考值,实际工程应按厂家提供的经检测认证的SC值计算。
9. 常见问题(FAQ)
Q1:冷负荷最大值通常在哪个时刻出现?
A1:典型办公建筑南向14〜16时,西向15〜17时,东向8〜10时。内部热源主导的写字楼全天较均匀,峰值受在室率曲线影响。
Q2:外窗冷负荷系数(CLF)怎么查取?
A2:可查《实用供热空调设计手册》CLF表,或用鸿业/天正等软件自动计算。南向遮阳良好外窗12时CLF约0.13,西向无遮阳16时可达0.80以上。
Q3:内部热源散热量怎么取值?
A3:GB 50736参考值:人员(办公)120〜130W/人,LED照明9〜12W/m²,电脑+显示器20〜30W/m²。服务器机房需按实际设备功率核算。
Q4:新风冷负荷如何计算?
A4:Q_OA = G_OA ×(h_OA − h_RA)。上海夏季室外焓值约93.6 kJ/kg,室内约56.4 kJ/kg,焓差约37.2 kJ/kg。
Q5:同时使用系数怎么确定?
A5:参考值:办公楼0.8〜0.9,商场0.7〜0.85,酒店客房0.6〜0.75,住宅0.5〜0.7。GB 50736有原则性规定,具体取值由设计师根据建筑使用特征判断。