利用Excel进行供暖系统计算呼和浩特铁路局勘测设计院 王华章 中铁十八局 豆亚利摘要 介绍了利用Excel电子报表软件进行房间热负荷计算，编制与使用计算表格与公式的方法，根据使用者的习惯自行编制，减少人工计算量。关键词 Excel 热负荷计算 围护结构 Heating System Computing By ExcelBy Wang huazhang and Dou yaliAbstract Describes how to use Microsoft Excel to computing room heating load，the method to compile and apply the computing formula and the tabulations according to the engineers habits，to minimize their manual work.Keywords Excel heat load calculating building envelopeHuhhot Railway Reconnaissance And Design Academy在水暖工程设计中，有许多计算简单、单调且重复性较多，人工计算费时费力。随着计算机的普及，各种各样的设计用软件也逐渐普及起来。但由于软件价格较贵，且使用起来并不十分方便，因此许多设计人员仍采用人工计算的方法。利用Excel电子报表软件，我们可以将许多水暖设计中常用的计算制成表格，只需人工输入原始数据和公式，利用计算机计算，保证了准确性，降低了设计者、复核者的计算工作量，提高了工作效率。下面主要介绍一下利用Excel编写房间热负荷计算表。房间热负荷计算是我们进行房间采暖系统设计的最基本的、必不可少的计算，但采用人工计算单调费时，而利用Excel计算，计算方法与计算表格与人工计算完全一样，但却省去了人工计算的烦琐。以呼和浩特地区为例：1、 首先作出房间热负荷计算表，如图一所示。在“采暖室外计算温度”处（D3格内）输入温度值，如呼和地区为-19，在主导风向处（H3格内）输入风向，如呼和地区为NW，在平均风速（K3格内）输入风速值，如呼和地区为1.6。2、 数据输入：在“室内温度” 列（B列）输入温度，“外围护结构名称”列（C列）输入结构名称如图，朝向列（D列）输入朝向，无朝向修正的围护结构则不需在该格输入文字如D12格，然后分别在E、F列，I列、J列、M列、N列、R、S列输入原始数据，如图。图 一 房间热负荷计算表3、 公式输入：在G9格输入公式=E9F9即求外维护结构面积。输入方法是用鼠标左键单击该格，然后单击编辑栏左侧的等于号，则屏幕弹出一对话框，在等于号后输入E9F9，再单击对话框中的确定按纽。式中E9（F9）可通过键盘输入，亦可用鼠标左键单击E9（F9）格。则计算机在=后自动输入E9(F9)。在H9格输入公式= B9-$D$3即求室内外温度差。式中$D$3表示绝对地址，即本列任何一格自动填充数据均为B列相应单元格数字减D3。在K9格输入公式=G9H9I9J9。在L9格输入公式=IF(D9=东，-5，IF(D9=南，-15，IF(D9=西，-5，IF(D9=北，10，0)。式中-5、-15、-5、10、0分别表示朝向为东、南、西、北和无朝向修正时的当地朝向修正率。在O9格输入公式=SUM(L9：N9)。SUM表示求和函数，用鼠标左键单击编辑栏左侧的等于号，弹出的对话框左侧即为函数下拉菜单，用鼠标左键单击SUM即可。在Q9格输入公式=K9O9/100。在T9格输入公式=0.38H9R9S9，其中冷风渗透耗热量采用公式Ql=0.279 cpw V(tn-tw)，T9格公式中0.38为0.279cpw。式中cp为干空气的定压质量比热容，cp=1.0056kJ/(oC)；w为室外供暖计算温度下的渗透空气质量，/m3；V为渗透空气的体积流量，m3/h；tn、tw为室内、室外供暖计算温度，oC。在U9格输入公式= K9+Q9+T9。4、 热负荷计算：输入完第一行公式之后，便可以利用Excel的自动填充功能方便地进行计算。如要计算外维护结构的面积，只需用鼠标左键单击G9格，将鼠标指针置于该格右下角，即将鼠标指针指向填充句柄，指针变成一个细实线的“”字，按住鼠标左键向下拖动至需要完成数据计算的单元格区域，计算机即自动完成计算，并将数据填入相应单元格。用同样的方法便可求出“基本热负荷”、“附加热负荷”与“总热负荷。” 如该格数据有变，则用鼠标左键单击该格后重新输入数据即可如I14格。I14格为供暖通风设计手册中表6-3“角隅房间地面的KdiAdi值”则K14格相应公式变为=7.6G14。5、 总热负荷计算：要计算一个房间的总热负荷，只需在该房间的最后一行的任意一格输入=SUM(U9:U14)即可。本文图一中第15、16、17行分别为底层、中间层、顶层的同一房间的总热负荷计算，公式分别为：在D15格输入=SUM(U10:U14)在D16格输入=SUM(U10:U13)在D17格输入=SUM(U9：U13)。利用Excel进行计算，当外维护结构的各项参数有变动时，只需修改该项需要变动的参数，计算结果自动随之重新计算，省去了大量人工重复的单调工作。如地方建设中，同一座建筑建于不同的地区，利用本方法计算，只需将室外采暖计算温度、冷风渗入量等参数修改一下，其它计算则由计算机自动完成。设计者还可以根据自己的习惯和计算烦琐程度自行决定是利用Excel编写公式计算，还是人工计算。如上文的冷风渗透附加中的渗入量(S9格)就采用了人工计算的方法。设计者根据自己的习惯，也可以采用公式计算，方法如图二。在第3行增加冷风渗入量参数：指数a、系数b、及空气密度w，在S11格输入=$O$3POWER(0.7$U$3POWER($K$3,2)/2),$R$3)，即求每米门、窗缝隙的冷风渗透量公式L=a(0.7w v2/2)b，并将T9格公式改为=0.28H9R9S9$U$3。图 二 每米门、窗缝隙的冷风渗透量计算本文所介绍的房间热负荷的计算只适用于一般民用建筑，其它建筑及其它计算方法与公式只需在本表格的基础上做相应修改。利用Excel还可以进行供暖管道的水利计算以及给水排水方面的相应计算。下面再简要介绍一下利用Excel进行供暖管道水利计算的方法。1、 表格制作如图三所示。2、 主要公式：流量 G= (1) 流速 (2) 沿程水头损失 (3) 动压 (4) 局部阻力 (5)总阻力 (6)式中：管段热媒流量，kg/h；管段热负荷，W；C水的热容量，Ckcal/oC；供回水温度差，；热媒流速，m/s；d计算管径，mm； 热媒密度，Kg/m3；管道摩擦压力损失，Pa；单位长度摩擦压力损失，Pa/m；管段长度，m；局部阻力损失，Pa；局部损失动压值，Pa；局部阻力系数。图 三 供暖管道阻力计算3、 数据输入：以图四为例，图中18分别表示需要计算流量、局部阻力的节点，A、B、C表示散热器。要计算最不利点A所在立管的阻力损失，需要输入的数据为：管段长度、热量、与局部阻力系数，并查表输入管径与比摩阻。管径可根据实际设计情况与烦琐程度决定是否输入公式，如：每段管段要求比摩阻小于100Pa/m，则可在“管径”（C7格）输入=IF(G711800,20,IF(G722500,25,IF(G747900,32, IF(G769100,40,IF(G7137000,50,IF(G7265900,70,IF(G7 416000,80,100)。4、 公式输入：在“计算管径”（F7格）输入=IF(C7=20,21.25,IF(C7=25,27,IF(C7=32,35.75,IF(C7=40,41,IF(C7=50,53,IF(C7=70,68,IF(C7=80,80.5,IF(C7=100,106)。在“总热量”（G7格）输入=D6+G6。在“流量”（H7格）输入=G7/1.163/$B$2。在“流速”（I7格）输入=H7/900/3.14/$F$2/POWER(F7/1000,2)。在“沿程水头损失”(J7格)输入=B7E7。在“总阻力系数”（P7格）输入=SUM(K7:O7)。在“动压”（Q7格）输入=$F$2POWER(I7,2)/2。在“局部阻力”（R7格）输入=P7Q7。在“总阻力”（S7格）输入=(J7+R7)。在计算该立管阻力处（如S15格）输入=SUM(S7:S14)。图 四 供暖管道系统图5、 统计管段长度：在T7格输入=IF($C7=20,$B7,0)，在U7格输入=IF($C7=32, $B7,0)在T15格输入=SUM(T7:T14)、在U15格输入=SUM(U7:U14) 即可统计出各管径管材的用量。6、 本表中所列&1&5分别为散热器、乙字弯、闸阀、弯头及直流三通的局部阻力系数。可根据实际情况增减，减少的方法是用鼠标单击欲删除系数所在列顶端的字符，此列背景立刻变黑，然后用鼠标单击下拉菜单编辑中的删除选项，此列被删除；增加的方法是用鼠标单击欲增加列的后面一列顶端的字符，此列背景立刻变黑，然后用鼠标单击下拉菜单插入中的列选项，所击字符前面就增加了一列。无论是增加还是减少局部阻力系数，计算表内只改变总阻力系数公式中相应的项，其他各列的计算公式均不必修改。由于Excel表格与公式均为设计者自己编写，使用起来轻车熟路，很大程度地提高了工作效率。王华章，女，1972年4月生，大学，学士，工程师，（兰州铁道学院环境工程系给水排水专业毕业）010050 呼和浩特车站西街57号 呼和浩特铁路局勘测设计院（0471）2242333附：参考书目 陆耀庆 供暖通风设计手册 中国建筑工业出版社 19871