O ganho interno de calor das pessoas representa umcomponente significativode cargas de resfriamento de HVAC, particularmente em edifícios de alta ocupação. A estimativa precisa do ganho de calor do ocupante é essencial para o dimensionamento adequado do sistema, a eficiência energética e a manutenção do conforto térmico em todos os tipos de construção.
- Padrões essenciais de ganho de calor do ocupante
- Referências de carga do ocupante central
- Conceitos de ganho de calor do ocupante fundamental
- Componentes de geração de calor
- Classificações do nível de atividade
- Dados de ganho de calor de Ashrae
- Tabela 1 Valores abrangentes
- Ajustes dependentes da temperatura
- Padrões europeus da CIBSE
- Dados de ocupantes europeus
- Aplicações de design
- Aplicações de cálculo de carga da transportadora
- Implementação prática
- Aplicações específicas do espaço
- Fatores de ocupação NFPA 101
- Integração de segurança da vida
- Considerações de espaço multiuso
- Considerações avançadas de ganho de calor
- Fatores comportamentais do ocupante
- Fatores de design contemporâneo
- Precisão do cálculo da carga
- Considerações de design
- Métodos de garantia de qualidade
- Integração com sistemas de construção
- Implicações de design do sistema
- Considerações no sistema de controle
Padrões essenciais de ganho de calor do ocupante
Os engenheiros profissionais de HVAC utilizam bancos de dados abrangentes das taxas de geração de calor dos ocupantes para garantir cálculos de carga precisos e design ideal do sistema para vários cenários de ocupação.
Referências de carga do ocupante central
| Padrão | Seção | Páginas | Foco de cobertura |
|---|---|---|---|
| 2017 ASHRAE Fundamentals | Seção 18.2.1, Tabela 1 | 473 | Taxas abrangentes de ganho de calor e metodologias ocupantes |
| 2006 CIBSE Guide Um Design Ambiental | Seção 6.3, Tabelas 6.2, 6.3 | 268, 269 | Padrões e aplicações de ganho de calor do ocupante europeu |
| Estimativa de carga Parte 1 da transportadora | Capítulo 07, Tabela 48 | 100 | Dados práticos de ganho de calor do ocupante para cálculos de carga |
| 2018 NFPA 101 Código de segurança da vida | Seção 7.3.1, Tabela 7.3.1.2 | 84 | Fatores de carga do ocupante para vários tipos de espaço |
Conceitos de ganho de calor do ocupante fundamental
Componentes de geração de calor
Geração de calor humanoconsiste em dois componentes primários que afetam o design do sistema HVAC:
Ganho de calor sensato:
- Calor convectivo: Transferência direta de calor para o ar ambiente
- Calor radiante: Transferência de calor para superfícies circundantes
- Dependente da temperatura: Varia com a temperatura do espaço
Ganho de calor latente:
- Liberação de umidade: Respiração e transpiração
- Impacto de umidade: Aumenta o teor de umidade do espaço
- Atividade dependente: Varia significativamente com a atividade do ocupante
Classificações do nível de atividade
Variações de taxa metabólicaImpacto significativamente a geração total de calor:
| Nível de atividade | Taxa metabólica (Met) | Ganho total de calor (BTU/HR) | Divisão sensata/latente |
|---|---|---|---|
| Sentado, quieto | 1.0 | 400 | 70% sensato / 30% latente |
| Trabalho de escritório leve | 1.2 | 450 | 65% sensato / 35% latente |
| Em pé, atividade leve | 1.6 | 550 | 60% sensível / 40% latente |
| Atividade física moderada | 3.0 | 900 | 50% sensível / 50% latente |
| Trabalho físico pesado | 4.0+ | 1200+ | 40% sensível / 60% latente |
Dados de ganho de calor de Ashrae
Tabela 1 Valores abrangentes
ASHRAE Tabela 1Fornece taxas detalhadas de ganho de calor para várias condições:
Suposições de ocupantes padrão:
- Homem adulto: Pessoa de referência de 150 lb (68 kg)
- Isolamento de roupas: 0,6 CLO (traje de escritório típico)
- Velocidade do ar: Still Air Conditions (<40 FPM)
- Temperatura do espaço: 75 ° F (24 ° C) Condição de projeto
Ajustes dependentes da temperatura
Efeitos da temperatura do espaçorequer correções de ganho de calor:
Ajustes de calor sensíveis:
- Temperaturas mais altas: Redução de ganho de calor sensato
- Temperaturas mais baixas: Aumento do ganho de calor sensível
- Fator de ajuste: Aproximadamente 20 btu/h por ° F variação
Considerações latentes de calor:
- Ganho latente constante: Independente da temperatura espacial
- Impacto de umidade: Afeta cargas de conforto e desumidificação
- Requisitos de ventilação: Cargas latentes mais altas requerem mais processamento de ar externo
Padrões europeus da CIBSE
Dados de ocupantes europeus
Tabelas Cibse 6.2 e 6.3abordar práticas de projeto europeias e considerações climáticas:
Ajustes regionais:
- Variações do tamanho do corpo: Diferentes padrões antropométricos
- Práticas de roupas: Diferenças sazonais e culturais
- Padrões de atividade: Práticas de trabalho e cronogramas
- Adaptação climática: Efeitos de aclimatação
Aplicações de design
Metodologia Europeiaenfatiza:
Diversidade de ocupantes:
- Variações de idade: Taxas de geração de calor para crianças vs. adultos
- Diferenças de gênero: Taxas metabólicas masculinas vs. femininas
- Roupas sazonais: Níveis de isolamento variável
- Fatores culturais: Atividade regional e padrões de vestuário
Aplicações de cálculo de carga da transportadora
Implementação prática
Tabela 48 EspecificaçõesForneça dados de ocupantes orientados para o aplicativo:
Metodologia de cálculo de carga:
- Determinação da ocupação: Contagem real de ocupantes de design
- Avaliação da atividade: Uso de espaço correspondente às taxas metabólicas
- Análise de cronograma: Padrões de ocupação ao longo do dia
- Fatores de diversidade: Peak vs. considerações médias de ocupação
Aplicações específicas do espaço
Considerações do tipo de construção:
| Tipo de construção | Ocupação de design | Ganho típico de calor | Considerações especiais |
|---|---|---|---|
| Edifícios de escritórios | 100-150 ft²/pessoa | 400-450 BTU/HR | Interação do equipamento de computador |
| Espaços de varejo | 30-50 ft²/pessoa | 400-500 BTU/HR | Densidade variável, fluxo do cliente |
| restaurantes | 12-20 ft²/pessoa | 450-550 BTU/HR | Interação do calor da cozinha |
| Escolas | 35-50 ft²/pessoa | 350-400 BTU/HR | Variações relacionadas à idade |
| Assistência Médica | Variável | 400-500 BTU/HR | Paciente vs. diferenças de pessoal |
Fatores de ocupação NFPA 101
Integração de segurança da vida
Tabela 7.3.1.2Fornece fatores de carga de ocupantes essenciais para o design do HVAC:
Aplicações de fator de carga:
- Ocupação de design: Ocupação máxima esperada
- Requisitos de segurança: Egress e considerações de segurança da vida
- Cálculos de ventilação: Requisitos de ar ao ar livre mínimo
- Dimensionamento de equipamentos: Determinações de pico de carga
Considerações de espaço multiuso
Edifícios de ocupação mistarequer análise cuidadosa:
Abordagem de design:
- Uso dominante: Classificação de ocupação primária
- Análise de pico de carga: Cenários de ocupação no pior caso
- Requisitos de ventilação: Atendendo a todos os tipos de ocupação
- Fatores de segurança: Margens de design conservador
Considerações avançadas de ganho de calor
Fatores comportamentais do ocupante
Variações do mundo realafetar os ganhos reais de calor:
Impactos comportamentais:
- Ajustes de roupas: Mudanças sazonais e orientadas para conforto
- Variações de atividade: Alterações de taxa metabólica relacionada à tarefa
- Utilização do espaço: Padrões de ocupação reais e projetados
- Interação tecnológica: Dispositivos pessoais e uso de equipamentos
Fatores de design contemporâneo
Tendências modernas do local de trabalhoinfluência de cargas de ocupantes:
Considerações emergentes:
- Desejagem a quente: Padrões de ocupação variáveis
- Conceitos de escritório aberto: Variações de densidade e atividade
- Programação flexível: Alterações de tempo de pico de carga
- Impactos de trabalho remotos: Ocupação geral reduzida
Precisão do cálculo da carga
Considerações de design
Prática profissionalrequer compreensão das limitações de carga do ocupante:
Fatores de precisão:
- Previsão de ocupação: Cenários reais vs. design
- Avaliação da atividade: Taxas metabólicas específicas de tarefas
- Variações do cronograma: Padrões diários e sazonais
- Adaptabilidade futura: Alterar os padrões de uso do espaço
Métodos de garantia de qualidade
Verificação do projetoGarante modelagem precisa dos ocupantes:
Procedimentos de validação:
- Programação espacial: Confirmar padrões de uso pretendido
- Conformidade de código: Atender aos requisitos mínimos de ventilação
- Modelagem de energia: Impacto energético de construção inteira
- Avaliação pós-ocupação: Desempenho real versus previsto
Integração com sistemas de construção
Implicações de design do sistema
Ganhos de calor do ocupanteimpactar diretamente vários sistemas de construção:
Integração HVAC:
- Dimensionamento de carga de resfriamento: Requisitos de capacidade do equipamento
- Projeto de ventilação: Quantidades de ar externo
- controle de umidade: Gerenciamento de carga latente
- Recuperação de energia: Oportunidades de troca de calor
Considerações no sistema de controle
Sistemas responsivos à ocupaçãoAtivar otimização de energia:
Estratégias avançadas:
- Sensores de ocupação: Ajustes de carga em tempo real
- Ventilação controlada pela demanda: Ar externo variável
- Modelos de conforto térmico: Preferências de conforto individuais
- Controles preditivos: Antecipar padrões de ocupação
Estimativa precisa de ganho de calor do ocupantepermanece fundamental para o design bem -sucedido do HVAC, afetando diretamente a capacidade do sistema, o consumo de energia e o conforto dos ocupantes em todas as aplicações de construção.
