《围护结构热工计算》PPT课件.ppt
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1、围护结构热工计算围护结构热工计算吉林省建筑设计院有限责任公司吴雪岭2008年1月1 常用名词解释常用名词解释 名词名词符号符号单位单位名词解释名词解释热阻热阻R RK/WK/W表征围护结构本身或其中某层材料阻抗传热能力的物理量。表征围护结构本身或其中某层材料阻抗传热能力的物理量。传热阻传热阻RoRoK/WK/W(也称总热阻)即表征结构(包括两侧空气边界层)(也称总热阻)即表征结构(包括两侧空气边界层)阻抗传热能力的物理量。阻抗传热能力的物理量。Ro=Ri+R+ReRo=Ri+R+Re传热传热系数系数K KW/W/K K在稳态条件下,围护结构两侧温差为在稳态条件下,围护结构两侧温差为1 1,1h
2、1h内通过内通过1 1面积传递的热量。为传热阻的倒数。面积传递的热量。为传热阻的倒数。K=1/RoK=1/Ro导热导热系数系数 W/mKW/mK在稳态条件下,在稳态条件下,1m1m厚的物体两侧温差为厚的物体两侧温差为1 1,1h1h内通内通过过1 1面积传递的热量。面积传递的热量。内表面内表面换热系换热系数数 i iW/W/K K围护结构内表面与室内空气温差为围护结构内表面与室内空气温差为1 1,1h1h内通过内通过1 1面积传递的热量。面积传递的热量。内表面内表面换热阻换热阻RiRiK/WK/W内表面换热系数的倒数。内表面换热系数的倒数。Re=1/Re=1/1 常用名词解释 名词名词 符号符
3、号单位单位名词解释名词解释外表面外表面换热系换热系数数 e eW/W/K K围护结构外表面与室外空气温差为围护结构外表面与室外空气温差为1 1,1h1h内通过内通过1 1面积传递的热量。面积传递的热量。外表面外表面换热阻换热阻ReReK/WK/W外表面换热系数的倒数。外表面换热系数的倒数。Re=1/eRe=1/e最小传最小传热阻热阻RminRminK/WK/W特指设计计算中容许采用的围护结构传热阻的下限特指设计计算中容许采用的围护结构传热阻的下限值。目的是为了限制通过围护结构的传热量过大,值。目的是为了限制通过围护结构的传热量过大,防止内表面冷凝,以及限制内表面下人体之间的福防止内表面冷凝,以
4、及限制内表面下人体之间的福射换热量过大使人体受凉射换热量过大使人体受凉材料畜材料畜热系数热系数S SW/W/K K当某一足够厚度单一材料层一侧受到谐波热作用时,当某一足够厚度单一材料层一侧受到谐波热作用时,表面温度将按同一周期波动,通过表面的热流波幅表面温度将按同一周期波动,通过表面的热流波幅的比值。比值越大,材料的热稳定性越好。的比值。比值越大,材料的热稳定性越好。热隋性热隋性指标指标DD表征围护结构对温度波衰减快慢程度的无量纲指标。表征围护结构对温度波衰减快慢程度的无量纲指标。单一材料单一材料D=RSD=RS;多层材料;多层材料D=RSD=RS;DD值越大,温度值越大,温度波在其中的衰减越
5、快,围护结构的热稳定性越好。波在其中的衰减越快,围护结构的热稳定性越好。1 常用名词解释 名词名词 符号符号单位单位名词解释名词解释露点温度露点温度tc tc在大气压力一定、含湿量不变的情况下,未饱和的在大气压力一定、含湿量不变的情况下,未饱和的空气因冷却而达到饱和状态时的温度空气因冷却而达到饱和状态时的温度冷凝或冷凝或结露结露特指围护结构表面温度低于附近空气露点温度时,特指围护结构表面温度低于附近空气露点温度时,表面出现冷凝水的现象。表面出现冷凝水的现象。水蒸气分水蒸气分压力压力PaPaPaPa在一定温度下湿空气中水蒸气部分所产生的压力。在一定温度下湿空气中水蒸气部分所产生的压力。饱和水蒸饱
6、和水蒸汽分压力汽分压力PsPsPaPa空气中水蒸气呈饱和状态时,水蒸气部分所产生的空气中水蒸气呈饱和状态时,水蒸气部分所产生的压力压力相对湿度相对湿度%空气中实际的水蒸气分压力与同一温度下饱和水蒸空气中实际的水蒸气分压力与同一温度下饱和水蒸气分压力的百分比。气分压力的百分比。=Pa/Ps100%=Pa/Ps100%热桥热桥(冷桥)(冷桥)围护结构中含金属、钢筋混凝土或混凝土梁、柱、围护结构中含金属、钢筋混凝土或混凝土梁、柱、肋等部位在室内外温差作用下,形成传热密集,内肋等部位在室内外温差作用下,形成传热密集,内表面温度较低的部位。表面温度较低的部位。2 围护结构热工计算围护结构热工计算2.1
7、墙体热工计算墙体热工计算 2 2.1.1.1.1 传热阻、传热系数、热阻的计算传热阻、传热系数、热阻的计算传热阻、传热系数、热阻的计算传热阻、传热系数、热阻的计算 1 1)围护结构传热阻:)围护结构传热阻:R Ro o=R=Ri iRRR Re e式中式中 R Ri i内表面换热阻,取内表面换热阻,取0.11(m0.11(m2 2K/W)K/W)R Re e外表面换热阻,取外表面换热阻,取0.04(m0.04(m2 2K/W)K/W)R R围护结构各层材料热阻总和围护结构各层材料热阻总和(mm2 2K/WK/W)2 2)围护结构传热系数:)围护结构传热系数:K K=1 1/R Ro o 式中式
8、中R Ro o围护结构传热阻(围护结构传热阻(mm2 2K/W)K/W)2.1 墙体热工计算墙体热工计算 2.1.1 传热阻、传热系数、热阻的计算3 3)围护结构热阻的计算)围护结构热阻的计算 a a、单层结构热阻:、单层结构热阻:R R=式中式中材料厚度(材料厚度(mm)材料导热系数(材料导热系数(W/mKW/mK)b b、多层结构热阻、多层结构热阻 R R=R R1 1+R R2 2+.+.+R Rn n =1 1+2 2+n n 1 1、2 2 n n 式中式中 R R1 1、R R2 2RRn n各层材料热阻各层材料热阻(m(m2 2K/W)K/W)1 1、2 2 n n各层材料厚度(
9、各层材料厚度(mm)1 1、2 2n n各层材料导热系数(各层材料导热系数(W/mKW/mK)2.1 墙体热工计算墙体热工计算 2.1.1 传热阻、传热系数、热阻的计算 现以现以490mm490mm厚粘土实心砖墙为例,计算它的传热阻、传热系厚粘土实心砖墙为例,计算它的传热阻、传热系数:(图数:(图4 4)已知已知 R Ri i=0.11 R=0.11 Re e=0.04 =0.04 1 1=0.02 =0.02 1 1=0.87=0.87 2 2=0.49 =0.49 2 2=0.81=0.81 3 3=0.02 =0.02 3 3=0.93 S=0.93 S1 1=10.75 S=10.75
10、 S2 2=10.63 S=10.63 S3 3=11.37=11.37 R Ro o=R=Ri i+R+R1 1+R+R2 2+R+R3 3+R+Re e R=R=0.11+0.02+0.49+0.02+0.04=0.11+0.02+0.49+0.02+0.04 0.87 0.81 0.93 0.87 0.81 0.93 =0.11+0.023+0.605+0.022+0.04=0.80 =0.11+0.023+0.605+0.022+0.04=0.80 K=1 =1 =1.25 K=1 =1 =1.25 R Ro o 0.80.8 2.1 墙体热工计算墙体热工计算2.1.2 围护结构热惰性
11、指标围护结构热惰性指标D值的计算值的计算 热惰性指标热惰性指标:表征围护结构对温度波衰减快慢程度的无量纲指标。表征围护结构对温度波衰减快慢程度的无量纲指标。热惰性指标是目前居住建筑节能设计标准中评价外墙热惰性指标是目前居住建筑节能设计标准中评价外墙和屋面隔热性能的一个设计指标,它是表征在夏季周期和屋面隔热性能的一个设计指标,它是表征在夏季周期传热条件下,外围护结构抵抗室外温度波和热流波动能传热条件下,外围护结构抵抗室外温度波和热流波动能力的一个无量纲指标,以符号力的一个无量纲指标,以符号DD表示,表示,DD值越大,温度波值越大,温度波与热流波的衰减程度也越大,热稳定性越好。与热流波的衰减程度也
12、越大,热稳定性越好。2.1 墙体热工计算墙体热工计算 2.1.2 围护结构热惰性指标围护结构热惰性指标D值的计算值的计算 a a、单一材料围护结构或单一材料层的、单一材料围护结构或单一材料层的DD值:值:D=R SD=R S式中式中R R材料层的热阻(材料层的热阻(mm2 2K/WK/W)SS材料的畜热系数(材料的畜热系数(W/mW/m2 2KK)b b、多层围护结构的、多层围护结构的D D值:值:D=D D=D1 1+D+D2 2+D+Dn n=R=R1 1 S S1 1+R+R2 2 S S2 2+R Rn n S Sn n式中式中 D D1 1、D D2 2DDn n各层材料的热随性指标
13、各层材料的热随性指标 R R1 1、R R2 2RRn n各层材料的热阻各层材料的热阻 S S1 1、S S2 2SSn n各层材料的畜热系数各层材料的畜热系数2.1 墙体热工计算墙体热工计算 2.1.2 围护结构热惰性指标围护结构热惰性指标D值的计算值的计算 现以长春地区现以长春地区490mm490mm厚粘土实心砖墙为例,计算它的传热阻和热厚粘土实心砖墙为例,计算它的传热阻和热隋性指标隋性指标DD值:值:已知已知 R Ri i=0.11 R=0.11 Re e=0.04 =0.04 1 1=0.02 =0.02 1 1=0.87=0.87 2 2=0.49 =0.49 2 2=0.81=0.
14、81 3 3=0.02 =0.02 3 3=0.93 S=0.93 S1 1=10.75 S=10.75 S2 2=10.63 S=10.63 S3 3=11.37=11.37 R Ro o=R=Ri i+R+R1 1+R+R2 2+R+R3 3+R+Re e R=R=0.11+0.02+0.49+0.02+0.04=0.11+0.02+0.49+0.02+0.04 0.87 0.81 0.93 0.87 0.81 0.93 =0.11+0.023+0.605+0.022+0.04=0.80 =0.11+0.023+0.605+0.022+0.04=0.80 D=R D=R1 1 S S1 1
15、+R+R2 2 S S2 2+R+R3 3 S S3 3 =0.02310.75+0.60510.63+0.02211.37 =0.02310.75+0.60510.63+0.02211.37 =0.247+6.431+0.25 =0.247+6.431+0.25 =6.928 =6.9282.1 墙体热工计算墙体热工计算 2.1.3 围护结构最小传热阻围护结构最小传热阻Ro.min的计算的计算热工规范第条热工规范第条热工规范第条热工规范第条“外墙、屋顶、直接接触室外空外墙、屋顶、直接接触室外空外墙、屋顶、直接接触室外空外墙、屋顶、直接接触室外空气的楼板和不采暖楼梯间的隔墙等围护结构,应气的楼
16、板和不采暖楼梯间的隔墙等围护结构,应气的楼板和不采暖楼梯间的隔墙等围护结构,应气的楼板和不采暖楼梯间的隔墙等围护结构,应进行保温验算,其传热阻应大于或等于建筑物所进行保温验算,其传热阻应大于或等于建筑物所进行保温验算,其传热阻应大于或等于建筑物所进行保温验算,其传热阻应大于或等于建筑物所在地区要求的最小传热阻。在地区要求的最小传热阻。在地区要求的最小传热阻。在地区要求的最小传热阻。”最小传热阻最小传热阻最小传热阻最小传热阻是指围护结构在规定的室外计算温是指围护结构在规定的室外计算温度和室内计算温度条件下,为保证围护结构内表度和室内计算温度条件下,为保证围护结构内表面不低于室内空气露点温度,从而
17、避免结露,同面不低于室内空气露点温度,从而避免结露,同时避免人体与内表面之间辐射换热过多,而引起时避免人体与内表面之间辐射换热过多,而引起的不舒适感所必需的传热阻。的不舒适感所必需的传热阻。2.1.3 围护结构最小传热阻围护结构最小传热阻Ro.min的计算的计算最小传热阻计算公式为:最小传热阻计算公式为:Ro.min=(ti-te)nRo.min=(ti-te)n RiRi t t式中式中Ro.minRo.min围护结构最小传热阻(围护结构最小传热阻(mm2 2 K/WK/W)ti ti冬季室内计算温度冬季室内计算温度,一般居住建筑取,一般居住建筑取1818;高级居住建筑、医疗、托幼建筑,取高
18、级居住建筑、医疗、托幼建筑,取2020;te te围护结构冬季室外计算温度(围护结构冬季室外计算温度(),按下表取值。),按下表取值。nn温差修正系数(外墙、平屋顶及与室外空气直接接触的温差修正系数(外墙、平屋顶及与室外空气直接接触的 楼板等取楼板等取1.001.00)RiRi围护结构内表面换热阻(围护结构内表面换热阻(mm2 2K/WK/W)(墙面、地面、)(墙面、地面、表面平整或有肋状突出物的顶棚,取表面平整或有肋状突出物的顶棚,取0.110.11)tt室内空气与围护结构内表面之间和允许温差室内空气与围护结构内表面之间和允许温差 (),按表取值。),按表取值。2.1.3 围护结构最小传热阻
19、围护结构最小传热阻Ro.min的计算的计算围护结构冬季室外计算温度围护结构冬季室外计算温度te()墙体类型墙体类型型型型型型型型型DD值值6.06.04.16.04.16.01.64.01.64.01.51.5长春长春-23-23-26-26-28-28-30-30吉林吉林-25-25-29-29-31-31-34-34延吉延吉-20-20-22-22-24-24-26-26通化通化-24-24-26-26-28-28-30-30四平四平-22-22-24-24-26-26-28-28白城白城-23-23-25-25-27-27-28-282.1.3 围护结构最小传热阻围护结构最小传热阻Ro.
20、min的计算的计算表表表表4.1.1-2 4.1.1-2 室内空气与围护结构内表面之间的室内空气与围护结构内表面之间的室内空气与围护结构内表面之间的室内空气与围护结构内表面之间的允许温差允许温差允许温差允许温差 t t()建筑物和房间类建筑物和房间类型型外外墙墙平屋顶和坡平屋顶和坡屋顶顶棚屋顶顶棚居住建筑、医院居住建筑、医院和幼儿园等和幼儿园等6.06.04.04.0办公楼、学校和办公楼、学校和门诊部等门诊部等6.06.04.54.5礼堂、食堂和体礼堂、食堂和体育馆等育馆等7.07.05.55.52.1.3 围护结构最小传热阻围护结构最小传热阻Ro.min的计算的计算长春地区居住、办公建筑外墙
21、最小传热阻长春地区居住、办公建筑外墙最小传热阻 Ro.min=(ti-te)n Ro.min=(ti-te)n RiRi t t类型类型DDti tite ten nRiRi t t Ro.minRo.min型型6.06.01818-23-231.01.00.110.116.06.00.7520.752型型4.16.04.16.01818-26-261.01.00.110.116.06.00.8070.807型型1.64.01.64.01818-28-281.01.00.110.116.06.01.0121.012型型1.51.51818-30-301.01.00.110.116.06.01.
22、0561.0562.1.3 围护结构最小传热阻围护结构最小传热阻Ro.min的计算的计算常用单一材料墙体的内表面温度和传热阻常用单一材料墙体的内表面温度和传热阻常用单一材料墙体的内表面温度和传热阻常用单一材料墙体的内表面温度和传热阻墙体名称墙体名称 ccR RRoRoRo.minRo.minDDti tite te 粘土实心砖粘土实心砖4904900.810.810.6050.6050.800.800.7520.7526.936.931818-23-2312.3612.363703700.810.810.4570.4570.6520.6520.8070.8075.355.351818-26-2
23、610.5710.57粘土空心砖粘土空心砖3703700.580.580.8450.8451.041.040.8070.8075.555.551818-26-2612.1912.192402400.580.580.6380.6380.8330.8331.0121.0123.783.781818-28-289.699.69煤矸石多孔砖煤矸石多孔砖3703700.500.500.7400.7400.9350.9350.7520.7526.366.361818-23-2313.1813.182402400.500.500.4800.4800.6750.6750.8070.8074.304.30181
24、8-26-2610.8310.83煤矸石空心砖煤矸石空心砖3703700.520.520.8080.8080.9070.9070.7520.7526.136.131818-23-2313.0313.032402400.520.520.5240.5240.6570.6570.8070.8074.654.651818-26-2610.6310.63页岩陶粒砼页岩陶粒砼空心砌块空心砌块3903900.2880.2881.3571.3571.5521.5520.8070.8075.875.871818-26-2614.8814.882902900.2880.2881.0091.0091.2041.20
25、40.8070.8074.494.491818-26-2613.9813.981901900.2880.2880.6610.6610.8560.8561.0121.0123.123.121818-28-2812.0912.09加气砼砌块加气砼砌块(B06)(B06)3003000.250.251.21.21.3951.3950.7520.7526.136.131818-23-2314.7714.772502500.250.251.001.001.1951.1950.8070.8075.195.191818-26-2613.9513.952002000.250.250.800.800.9950.
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