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建筑科学

漏风对冷热负荷的影响

看看手册J是如何计算空气渗透的,以及这些信息如何影响HVAC设备的尺寸

密封渗透周围的空气泄漏是减少加热和冷却负荷的关键。图片来源:DuPont Tyvek。

在我最后一篇文章,我讨论了ACCA Manual J,这是计算设计冷热负荷的行业标准。这些设计负荷代表了房子在非常冷和非常热的温度下保持舒适所需的加热和冷却量(以Btu为单位)。负荷计算为选择冷热设备提供了依据。为了达到最佳的舒适度和效率,所选的设备必须既不太大也不太小。

手册J考虑了通过不透明表面(如墙壁和天花板)、通过窗户、天窗和玻璃门、通过渗透(漏风)和机械通风的热量损失和收益,并且,仅对于冷却负载,从人和设备获得的热量。它也增加了管道通过非条件空间的损失和收益。

在本文中,我将深入探讨Manual J如何计算渗透载荷。负载计算软件使渗透很容易被当作“黑箱”来处理;用户只需点击几下,软件就会完成剩下的工作。但渗透是热损失和热获得的一个关键组成部分;在老旧的房子和寒冷的气候中,它通常是冬季热量损失的最大来源。入渗输入的误差可能导致尺寸过大或过小。了解驱动渗透的过程——以及这些过程如何转化为加热和冷却btu——可以帮助暖通空调设计师提供持续良好的结果。

渗透基本知识

在冬天,漏进室内的室外空气需要加热到室内温度。在夏季,漏进的室外空气需要冷却,在潮湿的气候条件下,需要除湿。(因为是漏进来的空气,必须由暖通空调设备进行调节,手册J专注于渗透。进入屋内的空气与排出屋内的等量空气相平衡。)

空气进出…

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8的评论

  1. Aaron55||# 1

    哇,深入的信息!就影响热/冷负荷的常见问题而言,您能否给出一个需要解决的最重要问题的简短列表?根据这些分析和人们的建议/经验,空气密封似乎非常重要。阁楼隔热层从R20增加到R60会对负荷产生多大影响?把地下室的墙从零绝缘到R12绝缘怎么样?

    1. 用户- 1097046||# 3

      这取决于你的气候和房子的设计。一般情况下,热负荷主要由漏气和低R值表面所支配。因为表面热损失与1/R成正比,你从R-5表面到R-10比从R-20表面到R-60得到更多的好处。冷却负荷通常由太阳能收益支配。如果管道系统通过非条件空间,管道损耗和增益也会成为供暖和制冷负荷的很大组成部分。

      探索这将如何影响特定项目的一种方法是使用免费的在线计算器,如loadcalc.net(这不是一个真正的Manual J计算)。你可以建立一个“基线”房屋模型,然后看看不同的改进如何影响设计负载。

      1. Aaron55||# 5

        谢谢你的回复。这很有意义——集中精力在空气密封后获得最大爆炸的基本R水平。我需要玩一下计算器。

  2. 用户- 723121||#2

    伟大的工作,乔恩

    你做了这个非常重要的陈述。
    值得考虑的一点是,室内外温差进入了两次计算:一次是在计算堆栈效应漏风时,第二次是在将漏风转换为Btu时。这意味着空气泄漏的热量损失随着温差呈指数增长。ΔT增加10%可能导致渗透热负荷增加20%或更多。”

    这就是为什么供暖系统会与设计温度条件相矛盾。在新建筑或能源改造中,细致的空气密封是值得花时间和金钱的。

    1. 用户- 1097046||# 4

      谢谢你,道格。我过去一直认为,取暖需求随着ΔT的增长呈线性增长,但我开始意识到,我们需要考虑到一些这样的非线性效应。

  3. rhl_||# 6

    你好,

    伟大的文章。

    我想纠正文章中一个重要的数学错误。

    堆叠造成的热损失与T没有指数关系。

    它(通过阅读公式)取决于DT^3/2次方,所以是超线性次二次函数。(我不确定3/2趋势是否有一个特殊的名称)。

    当比例常数为1时,DT每增加10%,热损失就增加40%。

    还一个问题。如果你做这个形式的多点回归,你可以学到一个与有效泄漏面积相关的常数,根据本文:https://eta-publications.lbl.gov/sites/default/files/12891.pdf
    (见第3页顶部对Eq(1)的描述)。

    关系是什么?

    编辑:你引用的链接回答了这个问题:

    ELA4 = 0.2835 x C*4^n

    其中C、n为多点鼓风机门内估计的参数。

    对我来说,C = 210.6, N=。所以这个方法产生了。2835*210*4^。695 = 156平方英寸泄漏或1平方英尺。略低于176平方英寸乘以CFM50乘以。055

  4. SJT3||# 7

    我一直在使用CoolCalc来处理一个积极的Manual J报告。该管道系统只适用于地下室上方两层楼的一楼。我有从最近的鼓风机门测试的结果,并已转换为ELA4。我输入的ELA4值是否应该按比例缩小,以考虑暖通空调系统所服务的房屋的体积% ?

    我已经把房子的所有房间都输入到CoolCalc中,并只选择一楼包括在HVAC系统的calc中。如果我选择一楼以外的房间,那么分配给渗透的热负荷就会增加。如果我人为地增加无空调房间的面积和外露,供暖负荷不会改变。

    CoolCalc Manual J的结果目前有超过25%的热负荷的渗透,所以我想正确地解释这一点。

    谢谢你!

    1. 用户- 1097046||# 8

      嗨,史蒂文。我对CoolCalc不是很熟悉,但我认为它遵循Manual J程序进行房间渗透负载。手册J程序将每个有条件的房间或区域的渗入量按其相对面积计算为总渗入量的一部分。这基本上忽略了堆叠效应,堆叠效应往往会导致房屋低层的渗透和高层的渗出。当我在我的区域设计一个多区域系统(CZ 5/6,供暖为主)时,我会倾向于在较低的楼层增加一点容量,在楼上减少一点容量,以考虑到这一点。有关这个主题的有趣阅读,请参阅Ian Shapiro的文章:http://www.homeenergy.org/show/article/id/2208

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