1、冷负荷计算 （一）外墙的冷负荷计算 通过墙体、天棚的得热量形成的冷负荷，可按下式计算： CLQτ=KF⊿tτ-ε W 式中 K——围护结构传热系数，W/m2•K； F——墙体的面积，m2； β——衰减系数； ν——围护结构外侧综合温度的波幅与内表面温度波幅的比值为该墙体的传热衰减度； τ——计算时间，h； ε——围护结构表面受到周期为24小时谐性温度波作用，温度波传到内表面的时间延迟，h； τ-ε——温度波的作用时间，即温度波作用于围护结构内表面的时间，h； ⊿tε-τ——作用时刻下，围护结构的冷负荷计算温差，简称负荷温差。
（二）窗户的冷负荷计算 通过窗户进入室内的得热量有瞬变传热得热和日射得热量两部分，日射得热量又分成两部分：直接透射到室内的太阳辐射热qt和被玻璃吸收的太阳辐射热传向室内的热量qα。
（a）窗户瞬变传热得形成的冷负荷 本次工程窗户为一个框二层3.0mm厚玻璃，主要计算参数K=3.5 W/m2•K。
工程中用下式计算： CLQτ=KF⊿tτ W 式中 K——窗户传热系数，W/m2•K； F——窗户的面积，m2； ⊿tτ——计算时刻的负荷温差，℃。
（b）窗户日射得热形成的冷负荷 日射得热取决于很多因素，从太阳辐射方面来说，辐射强度、入射角均依纬度、月份、日期、时间的不同而不同。
从窗户本身来说，它随玻璃的光学性能，是否有遮阳装置以及窗户结构（钢、木窗，单、双层玻璃）而异。
此外，还与内外放热系数有关。
工程中用下式计算： CLQj•τ= xg xd Cs Cn Jj•τ W 式中 xg——窗户的有效面积系数； xd——地点修正系数； Jj•τ——计算时刻时，透过单位窗口面积的太阳总辐射热形成的冷负荷，简称负荷，W/m2； Cs——窗玻璃的遮挡系数； Cn——窗内遮阳设施的遮阳系数。
（三）外门的冷负荷计算 当房间送风两大于回风量而保持相当的正压时，如形成正压的风量大于无正压时渗入室内的空气量，则可不计算由于门、窗缝隙渗入空气的热、湿量。
如正压风量较小，则应计算一部分渗入空气带来的热、湿量或提高正压风量的数值。
（a）外门瞬变传热得形成的冷负荷 计算方法同窗户瞬变传热得形成的冷负荷。
（b）外门日射得热形成的冷负荷 计算方法同窗户日射得热形成的冷负荷，但一层大门一般有遮阳。
（c）热风侵入形成的冷负荷 由于外门开启而渗入的空气量G按下式计算： G=nVmγw kg/h 式中 Vm——外门开启一次（包括出入各一次）的空气渗入量（m2/人次•h），按下表3—9选用； n——每小时的人流量（人次/h）； γw——室外空气比重（kg/m2）。
表3—9 Vm值（m2/人次•h） 每小时通过 的人数 普通门 带门斗的门 转门 单扇 一扇以上 单扇 一扇以上 单扇 一扇以上 100 3.0 4.75 2.50 3.50 0.80 1.00 100~700 3.0 4.75 2.50 3.50 0.70 0.90 700~1400 3.0 4.75 2.25 3.50 0.50 0.60 1400~2100 2.75 4.0 2.25 3.25 0.30 0.30 因室外空气进入室内而获得的热量，可按下式计算： Q=G•0.24(tw-tn) kcal/h （四）地面的冷负荷计算 舒适性空气调节区，夏季可不计算通过地面传热形成的冷负荷。
工艺性空气调节区，有外墙时，宜计算距外墙2m范围内的地面传热形成的冷负荷，地面冷计算采用地带法（同采暖）。
（五）内墙、内窗、楼板、地面的冷负荷 内墙、内窗、楼板等围护结构，当邻室为非空气调节房间时，其室温基数大于3℃时，邻室温度采用平均温度，其冷负荷按下式计算： Q=KF(twp+⊿tls－tn) W 式中 Q——内墙或楼板的冷负荷，W； K——内墙或楼板的传热系数，W/m2•℃； F——内墙或楼板的传热面积，m2； tls——邻室计算平均温度与夏季空气调节室外计算日平均温度的差值，℃。
内墙、内窗、楼板等其邻室为空气调节房间时，其室温基数小于3℃时，不计算。
（六）室内得热冷负荷计算 （a）电子设备的冷负荷 电子设备发热量按下式计算： Q=1000n1n2n3N W 式中 Q——电子设备散热量，W； N——电子设备的安装功率，kW； n1——安装系数。
电子设备设计轴功率与安装功率之比，一般可取0.7~0.9； n2——负荷功率。
电子设备小时的平均实耗功率与设计轴功率之比，根据设备运转的实际情况而定。
n3——同时使用系数。
房间内电子设备同时使用的安装功率与总功率之比。
根据工艺过程的设备使用情况而定。
对于电子计算机，国外产品一般都给出设备发热，可按其给出的数字计算。
本次设计每台计算机Qs=150W。
（b）照明设备 照明设备散热量属于稳定得热，一般得热量是不随时间变化的。
根据照明灯具的类型和安装方式的不同，其得热量为： 白炽灯 Q=1000N W 荧光灯 Q=1000 n1n2N W 式中 N——照明灯具所需功率，kW； n1——镇流器消耗功率系数，当明装荧光灯的镇流器装在空调房间内时，取n1=1.2；当暗装荧光灯镇流器设在顶棚内时，可取n1=1.0； n2——灯罩隔热系数，当荧光灯罩上部有小孔（下部为玻璃板），可利用自然通风散热与荧光灯顶棚内时，取n2=0.5~0.6；而荧光灯罩无通风孔者，则视顶棚内通风情况，n2=0.6~0.8。
（c）人体散热 人体散热与性别、年龄、衣着、劳动强度及周围环境条件等多种因素有关。
人体散发的潜热量和对流热直接形成瞬时冷负荷，而辐射散发的热量将会形成滞后的冷负荷。
实际计算中，人体散热可以以成年男子为基础，成以考虑了各类人员组成比例的系数，称群集系数。
对于不同功能的建筑物中的各类人员（成年男子、女子、儿童等）不同的组成进行修正，下表给出了一些建筑物中的群集系数，作为参考。
于是人体散热量为： Q=qnn′ W 式中 q——不同室温和劳动性质时成年男子散热量，W； n——室内全部人数； n′——群集系数。
表3—11 某些空调建筑物内的群集系数 工作场所 影剧院 百货商店 旅店 体育馆 图书阅览室 工厂轻劳动 群集系数 0.89 0.89 0.93 0.92 0.96 0.90 设备、照明和人体散热得热形成的冷负荷，在工程上可用下式简化计算： CLQτ=QJXε-T W 式中 Q——设备、照明和人体的得热，W； T——设备投入使用时刻或开灯时刻或人员进入房间时刻，h； τ-T——从设备投入使用时刻或开灯时刻或人员进入房间时刻到计算时间的时间，h； JXε-T（JEε-T、JLε-T、JPε-T）——τ-T时间的设备负荷强度系数，照明负荷强度系数、人体强度负荷系数。
表3—12 设备器具散热的负荷系数JEτ－T 房间类 型 连续使用总时数 投入使用后的小时数τ－T 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 重 6 8 12 16 0.77 0.81 0.84 0.86 0.32 0.18 0.15 0.12 0.10 0.09 0.07 0.06 0.06 0.05 0.78 0.81 0.84 0.86 0.88 0.90 0.36 0.21 0.17 0.14 0.12 0.10 0.09 0.08 0.80 0.83 0.86 0.88 0.89 0.91 0.92 0.93 0.94 0.95 0.40 0.25 0.20 0.17 0.83 0.86 0.88 0.90 0.91 0.92 0.93 0.94 0.95 0.96 0.96 0.97 0.97 0.98 表3—13 照明散热的负荷系数JLτ－T 房间类 型 连续使用总时数 投入使用后的小时数τ－T 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 重 3 4 6 8 12 16 0.42 0.60 0.65 0.29 0.14 0.12 0.11 0.09 0.08 0.07 0.06 0.05 0.05 0.04 0.04 0.03 0.42 0.61 0.66 0.70 0.33 0.18 0.15 0.13 0.12 0.10 0.09 0.08 0.07 0.06 0.05 0.05 0.43 0.61 0.67 0.71 0.74 0.78 0.39 0.24 0.20 0.18 0.16 0.14 0.12 0.10 0.09 0.08 0.45 0.63 0.68 0.72 0.75 0.78 0.81 0.83 0.45 0.28 0.24 0.21 0.19 0.16 0.14 0.12 0.49 0.66 0.71 0.74 0.77 0.80 0.83 0.85 0.87 0.89 0.90 0.91 0.51 0.34 0.29 0.26 0.55 0.72 0.76 0.79 0.81 0.84 0.86 0.88 0.89 0.91 0.92 0.93 0.94 0.95 0.95 0.96 表3—14 人体显热散热的负荷系数JPτ－T 房间类 型 连续使用总时数 投入使用后的小时数τ－T 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 重 6 8 12 16 0.73 0.77 0.80 0.83 0.34 0.20 0.17 0.14 0.12 0.11 0.09 0.08 0.07 0.06 0.74 0.78 0.81 0.83 0.85 0.87 0.38 0.23 0.20 0.17 0.15 0.13 0.11 0.10 0.76 0.80 0.82 0.85 0.87 0.88 0.90 0.91 0.92 0.93 0.43 0.28 0.24 0.20 0.80 0.83 0.85 0.87 0.89 0.90 0.92 0.93 0.94 0.95 0.95 0.96 0.96 0.97 （d）食物散热量形成冷负荷 计算餐厅负荷时，食物散热量形成的显热冷负荷，可按每位就餐人员9W考虑。
计算过程如下： 已确定餐厅人数为200人。
则Q=9×200=1800W (八)湿负荷计算 （a）人体散湿量 人体散湿量应同人体散热量一样考虑。
计算过程如下： 查资料得，成年男子散热散湿量为：显热61W/人，潜热73W/人，109g/h•人；房间人数为20人。
Q=qnn′=109×20×0.77=0.kg/s （b）水面散湿量 W=β（Pq•b－Pq）F kg/s 式中 Pq•b——相应于水表面温度下的饱和空气的水蒸汽分压力，Pa； Pq——空气中水蒸汽分压力Pa； F——蒸发水槽表面积，m2； β——蒸发系数，kg/(N•s)，β按下式确定： β=（α+0.v）10－5； B——标准大气压力，其值为Pa； B′——当地实际大气压力，Pa； α——周围空气温度为15~30℃，不同水温下的扩散系数，kg/(N•s)； v——水面上周围空气流速，m/s。
表3—11 不同水温下的扩散系数α 水温（℃） <30 40 50 60 70 80 90 100 α kg/(N•s) 0.0043 0.0058 0.0069 0.0077 0.0088 0.0096 0.0106 0.0125 （c）食品的散湿量 餐厅的食品的散湿量可按就餐总人数每人10g/h考虑。
以207餐厅为例，计算过程如下： 已确定餐厅人数为200人。
则Q=10×200=2000g/h=0.kg/s 热负荷的计算和供热基本相同 只是采用了平均温度的计算方法
热阻和散热的基础
在电子设备设计中，热管理是关键议题，它影响元器件性能和设备可靠性。
本文阐述了电子设备中半导体元件热阻和散热的基本概念。
热阻是衡量热传递难易程度的数值，与热流量成反比，用θ或Rθ表示。
国际标准组织如JEDEC和IEC为这些参数设定了标准化表示。
热阻以K/W或℃/W为单位，可类比于电阻的欧姆定律进行计算。
热阻的计算涉及到热传导、对流和辐射三种方式。
热传导中，热阻与物体长度和热导率成反比；对流热阻与对流换热系数和物体表面积成反比，自然对流受温度差影响，强制对流则与风速相关；热辐射热阻则受物体表面积、温度和辐射率影响。
散热路径分析了热量从芯片传递到环境的路径，包括封装、电路板等环节。
为了减小热阻，设计者需要考虑增大材料的表面积、减小物体长度、选择热导率高的材料，以及优化对流和辐射条件。
这些基础知识对优化电子设备的热设计至关重要，以提高芯片的可靠性和效率。
散热如何计算
散热的计算涉及多个因素，主要包括物体的热传导、对流和辐射等。
简单来说，散热计算就是确定物体在单位时间内散失的热量。
散热计算的核心在于理解热量传递的三种基本方式：热传导、对流和辐射。
热传导是热量通过物体内部的微观粒子碰撞而传递的过程，其速率取决于材料的热导率和温度梯度。
对流则是由于温度差异引起的流体运动，从而带走或带来热量，这在气体和液体中尤为显著。
辐射则是热量以电磁波的形式直接从一个物体传递到另一个物体，不需要介质。
在实际应用中，散热计算可能涉及复杂的数学模型和物理定律。
例如，对于电子设备，散热计算需要考虑设备的功率消耗、材料的热导率、环境的温度以及设备的几何形状等因素。
工程师可能会使用热阻模型来简化计算，该模型将设备视为一系列的热阻，每个热阻代表热量传递路径上的一部分。
此外，散热计算还可能涉及使用专业的热分析软件，这些软件可以模拟热量在物体内部的传递过程，以及物体与环境之间的热量交换。
通过输入物体的材料属性、几何形状、环境条件以及热源等参数，软件可以计算出物体的温度分布和散热速率。
综上所述，散热计算是一个复杂的过程，需要考虑多种因素和物理定律。
在实际应用中，工程师可能会使用简化的模型或专业的热分析软件来进行计算，以确保设备的热设计满足要求。
