关于负荷
空调冷负荷指标和采暖的热负荷指标是我们在民用建筑空调采暖设计过程中至关重要的因素，直接影响主机选择。
众所周知，负荷指标与建筑所在地的气候条件、建筑围护结构的保温效果、房间功能、房间高度等有关，正常设计过程中我们往往会根据具体资料详细计算逐时负荷，但是耗时耗力，那么有没有简易办法能快速估算呢？

今天小编就来告诉大家一些关于民用建筑的采暖与制冷的负荷相关估算方法。

只设计采暖系统的建筑物，其采暖供热量可按单位面积热指标法或者墙窗比公式法进行估算。

单位面积热指标法：当只知道总建筑面积时，其采暖热指标可参考下列数值进行估算：
住宅   
  47~70W/m²
 办公楼、学校
 58~81W/m²
医院、幼儿园 
 64~81W/m²
旅馆
58~70W/m²
图书馆
47~76W/m²
商店
64~87W/m²
单层住宅
 81~105W/m²
食堂、餐厅
116~140W/m²
影剧院
 93~116W/m²
注：总建筑面积大、外围结构热工性能好、窗户面积小，采用较小的指标；反之建筑面积小、外围结构热工性能差、窗户面积大，采用较大的指标。

窗墙比公式法：当已知外墙面积、窗墙比及建筑面积时，采暖供热指标可按下式估算。

式中  —— 建筑物采暖热负荷指标（W/m²）；
           —— 外窗面积与外墙面积（包括窗）之比；
           —— 外墙总面积（包括窗）（m²）
           —— 总建筑面积（m²）
           —— 室内采暖设计温度（℃）
           —— 室外采暖设计温度（℃）
 注：上述热指标已包括管道损失在内，可用它直接作为选锅炉的热负荷，不必再加系数。

夏季冷负荷估算方法
公式速算法
被空气调节房间的冷负荷包括由于外围护结构传热、太阳辐射热、空气渗透、人员散热、灯光散热、室内其他设备散热等引起的冷负荷。估算时，可以将外围护结构和室内人员两部分分为基础，把整个建筑物看成一个大空间，按各朝向计算其冷负荷，再加上每位在室人员按116W计算的全部人员散热量，然后将该结果乘以新风系数1.5，即为估算建筑物的总冷负荷，如下式：

式中       ——  建筑物空气调节系统总冷负荷（W）；
       ——  整个建筑物围护结构引起的总冷负荷（W）；
    n  ——  建筑物内总人数。

单位面积（建筑面积）冷指标法：
以旅馆为基础，对其他建筑物则乘以修正系数β。

旅馆
81~93W/m²
办公楼
β=1.2
图书馆
β=0.5（按总面积）
商店
β=0.8（只营业厅空气调节）
β=1.5（全部空气调节） 
体育馆
β=3.0（按比赛馆面积）
β=1.5（按总建筑面积）
大会堂
β=2~2.5
影剧院
       β=1.2（电影厅空气调节）
β=1.5~1.6（大剧院）
医院
β=0.8~1.0

注：1.建筑物的总建筑面积小于5000m²时，取上限值；大于10000m²时，取下限值。
2.按上述指标确定的冷负荷，即是制冷机的容量，不必再加系数。
3.博物馆可参考图书馆，展览馆可参考商店。其他建筑物可参考相近类型的建筑。
（以上数据引自设计规范(以北京50%节能建筑为例)，仅供参考，欢迎交流）

一、概念

1、热路：由热源出发，向外传播热量的路径。在每个路径上，必定经过一些不同的介质，热路中任何两点之间的温度差，都等于器件的功率乘以这两点之间的热阻，就像电路中的欧姆定律，与电路等效关系如下。


2、热阻：在热路中，各种介质及接触状态，对热量的传递表现出的不同阻碍作用——在热路中产生温度差,形成对热路中两点间指标性的评价。

符号——Rth          单位——℃/W。

稳态热传递的热阻计算:  Rth= (T1－T2)/P
T1——热源温度（无其他热源）（℃)
T2——导热系统端点温度  （℃)

热路中材料热阻的计算:  Rth=L/(K·S)
L——材料厚度 （m)
S——传热接触面积 （m2)

3、导热率：是指当温度垂直向下梯度为1℃/m时，单位时间内通过单位水平截面积所传递的热量。

符号——K or λ         单位—— W／m-K，

二、热设计的目标



1、  确保任何元器件不超过其最大工作结温（Tjmax）

推荐：器件选型时应达到如下标准民用等级：Tjmax≤150℃       工业等级：Tjmax≤135℃
军品等级：Tjmax≤125℃       航天等级：Tjmax≤105℃
以电路设计提供的，来自于器件手册的参数为设计目标
2、  温升限值

器件、内部环境、外壳：△T≤60℃
器件每升高2℃，可靠性下降10％；器件温升为50℃时，寿命只有温升25℃的1/6，电解电容温升超过10℃，寿命下降1/2。

三、计算



1、  TO220封装＋散热器

结温计算
热路分析
热传递通道：管芯j→功率外壳c→散热器s→环境空气a

注：因Rthca较大，忽略不影响计算，故可省略。
Rthja≈Rthjc＋Rthcs＋Rthsa≈(T结温－T环温)/P

条件
Rthjc——器件手册查询

Rthcs——材料热阻：Rth绝缘垫=L绝缘垫厚度／（K绝缘垫·S绝缘垫接触c的面积）

Rthsa——散热器热阻曲线图查询

T结温——器件手册查询（待计算数值）

T环温——任务指标中的工作环境要求

P ——电路设计计算
计算
T结温＝（Rthjc＋Rthcs＋Rthsa）·P＋T环温＜手册推荐结温

注：注意单位统一；判定结温温升限值是否符合。
散热器热阻计算（参见上图）
散热器的热阻一般可在由厂家提供的热阻曲线上标出，也可通过测试得出。

测试
在被测散热器上安装一发热器（or组）件,固定一个风速（M/S），测量进、出风温度，通过计算，得出该条件下的Rthsa。设定一组风速，得出的不同Rthsa值，绘制出该散热器的热阻曲线，不同长度的散热器，可得到不同的曲线。

条件
T进风——进口温度

T出风——相同风速下的出口温度

P——电路设计计算的，发热器（or组）件的功耗

计算Rthsa＝（T出风－T进风）／P
 注：亦可根据已有条件，如管芯的△T和功耗，计算出所需散热器的热阻上限，在热阻曲线图上选用足够尺寸的散热器。
2、共用同一散热器（见下图）

分析
对于散热器而言，总的传热功耗为：
P总＝Pj1＋Pj2

那么散热器的温升为：

△T散热器＝Rthsa·（Pj1＋Pj2）

每只管子的传热路径中，热阻引起的温升为

△Tj1＝（Rthjc1＋Rthcs1）·Pj1      △Tj2＝（Rthjc2＋Rthcs2）·Pj2

热路中，所有温升之和加上环境温度就是最大结温，

即：

Tjmax1＝△Tj1＋△T散热器＋T环境    

Tjmax2＝△Tj2＋△T散热器＋T环境

条件
Pj1——电路设计计算

Pj2——电路设计计算

Rthjc1——器件手册查询

Rthjc2——器件手册查询

Rthcs1——材料热阻：Rth绝缘垫=L绝缘垫厚度／（K绝缘垫·S绝缘垫接触c的面积）

Rthcs2——材料热阻：Rth绝缘垫=L绝缘垫厚度／（K绝缘垫·S绝缘垫接触c的面积）

Rthsa——散热器热阻曲线图查询

T环境——任务指标中的工作环境要求

计算
J1的最大结温：Tjmax1＝（Rthjc1＋Rthcs1）·Pj1＋Rthsa·（Pj1＋Pj2）＋T环境

J2的最大结温：Tjmax2＝（Rthjc2＋Rthcs2）·Pj2＋Rthsa·（Pj1＋Pj2）＋T环境

注： 判定计算出的最大结温，是否小于手册推荐结温；判定结温温升限值是否符合；注意计算时单位要统一。
经验


1、热路的分析和计算，由于影响因素较为复杂，可以忽略一些影响小的参数，来简化计算，但一定要注意影响趋势的方向，是有利于传热的，可以作为设计余量储备，由于影响小，所以不会影响经济性。

2、还是因为影响因素复杂，理论计算是设计指导，结果一定以试验结论判定，埋点测温是最有效的验证方式。

3、电源的热设计是和电路设计密不可分的，实际情况往往因为空间问题，把散热设计到最大化，也就刚刚满足需求，而热路的设计只能截止到外壳，外壳（或散热器）的温度怎么办？这就需要电路设计来降低功耗，甚至和客户讨论如何给电源散热，这就需要我们是否能提的出所有计算数据。

4、关于余量问题，建议只要满足结温和温升限制，即可保证产品工作的可靠性。

5、热设计的装配工艺应符合相应的工艺规范，首先确保装配的难度不大，其次考虑装配的步骤减少，即适应批量的流水装配作业。

地暖应该设置多少度呢？多少度最舒适呢？多少度最省钱呢？没人的时候应该设置多少度呢？国家标准规定是多少呢？

还有你说的20℃是供水温度、回水温度、地表温度、设置面板温度、空气温度、体感温度中的哪个呢？。。。今天来给你说说地暖温度这个事儿。

一句话结论见文末。


❶
先来看看国家标准是多少度吧。

总结一下，国标规定冬季供暖空气温度16℃-24℃


❷
舒适与否还要看温度分布。

室内温度：集中式采暖居室中央1.5米处气温的适宜范围为16～20℃。分散式采暖居室中央1.5米处气温的适宜范围为13～17℃，任何地区的冬季室内温度均不得低于13℃。比图中略低。


垂直温差：指居室中央地面以上0.1米处的气温与距地面以上1.5米处的气温之差。垂直温差过大，会使足部温度下降，体温调节紧张，不利于健康，一般垂直温差应小于3℃。


水平温差：指居室内1.5米处各点的气温之差。一般在门口、窗口、走廊等处气温偏低、房间内的水平温差过大容易使人受凉，水平温差以不超过2～3℃为宜。


总结一下舒适室温分部为：室内温度从地面像上逐渐降低，且同一高度温差小。


❸
温度不是越高越好。

当温度低于12℃时，80%坐着的人感到冷，活动着的人有20%以上感到冷，卫生学将12℃作为建筑热环境的下限。

如果室内温度长时间过高，会影响人的体温调节功能，引起体温升高、血管舒张、脉搏加快、心率加速，人就会神疲力乏、头晕脑涨、思维迟钝、记忆力差。同时，由于室内外温差悬殊，人体难以适应，容易患伤风感冒。

室内设计温度 18℃－20℃
卧室、起居室设计温度 20±2℃
厕所、门厅、走廊设计温度 18℃－20℃

而且从费用上讲，这也是相对经济的供热采暖温度。因为综合环境、建筑、末端等各种因素，室温超过18℃以后，每增加一度，能耗增加20%。 


❹
体感温度与实际环境温度有出入。




在南方的“湿冷”中告诉你，空气湿度每增加10%，人体感受到温度会降低1℃，长江流域冬天湿度平均75%（北方只有25%）。因此，南方6.5℃，人体感受到的温度却是2.5℃，这一种阴冷、湿冷，比北方干燥的冷更难受。

附表：最佳生活温度
婴儿沐浴最佳室温18-25℃，水温36-38℃；
冷水浴的温度为18-20℃；饭菜的温度30-42；
饮水时的温度为30-40℃；泡茶的温度为70-80℃；
阳光浴的温度为15-30℃；居室温度保持在20-25℃；
洗澡水的温度为37-44℃；洗脚水的温度为38-43℃；
面包的温度为75-99.974℃；衣服的温度为36-60℃；
穿衣保持最佳舒适感时，则皮肤的平均温度为33℃。



❺
再来看看实际家庭中一般设置多少温度，样本来至19楼和篱笆网。


@liangliang919 
出水设60，控制面板设置20-22，

@水晶球 
我设置为22度，室内温度显示20。

@ukishell 
人在的时候22℃，没人的时候17℃

@zhangminjuan11 
一直设23度，这几天外面热室温达到24度。很冷的时候室温22度，室温低于22度就觉得冷了要往上调。我家房子保温效果不错

@kiyoo 
我家24小时开启，室温在24度左右，也是一个小时一个字......

@聊天喝茶 
我们很早开了，开了一直就20度过，人不在也没关过

@spring3101 
整个冬天都开18度，实际温度厅里21度，房间23度

@豌豆公主mm 
北房间地暖温度设置25度了，室温还是显示19度左右，房间窗户比较多，躺在床上感觉有凉风，好像是密封不大好，

@howiwish 
我喜欢温暖，开25度。

@阿咩123 
2层，楼上不知道是不是木地板原因，温度一直上不去，开22度最高也就到20.5度左右吧，一般都是19.5左右。楼下倒是开多少度有多少度

@穿新衣过新年 
开22度，面板显示20.7 房间中间才18.7度 地暖公司的竟然说正常

@mozimozi 
开23度 显示23.9度 每天开窗通下风，然后就是净化器 不过是公寓楼

@茉莉龟 
地热工程验收时，如果地表面的温度在35～38℃，安装地板后，地板表面的温度在25～28℃左右，房间的温度平均在20～22℃。

@莎莎的马甲 
25度太高了 我家现在开21度够了

@vivian_zhf
我165方，采暖面积95方，有水箱，循环水，温度设置20-21

@jennieenddy
白天上班时间家里没人的话，就开的很低20度，下班后自动调回来25度，晚上睡觉的时间温度自动又调整为20度

@xbsli
白天温度16，晚上20 。


使用地暖时空气温度设置在20-22℃的占大多数。设置一样的温度，不同房屋热负荷不一样，不同地暖保温性不同，每个人温度需求不同，体感温度也不一样。样本有限数据仅供参考。


❻
有不少暖友问地暖的温度常常达不到设置温度是怎么回事儿。之前在《影响地暖温度的7大因素》一文中有提及地暖的温度和很多因素有关：
1、地暖系统设计
2、地暖盘管路数、间距
3、回填层厚度
4、地面装饰材料
5、盘管水垢（是否定期清洗）
6、保温层效果
7、建筑热负荷（保温性）
8、供水温度和压力

对于北方集中供暖的暖友来说，受供热水温和压力影响最大。对于南方自采暖的家庭来讲，受5、6、7三个因素影响最大。