围护结构热工计算_教学资源|题库|学习文库-「普洱教育」

主页 > 公式大全 > 正文

围护结构热工计算

教学资源|题库|学习文库-「普洱教育」来源: https://www.puerjy.cn 2020-04-07 17:24公式大全 612878 ℃
传热公式
10 围护结构热工计算 10.1 墙体热工计算 10.1.1 墙体传热系数 1 传热系数K应按下列公式计算: K1Ro1RiRRe (10.1.1–1) (10.1.1–2) RRjj Rjjc,j (10.1.1–3) (10.1.1–4) c,jja 式中 Ro——传热阻,表征围护结构(包括两侧表面空气边界层)阻抗热传递的能力,(m2·K)/W; Ri——内表面换热阻,(m2·K/W)。一般取Ri=218.7=0.11 [(m2·K/W)],对于分户墙,两侧表面的换热阻均取Ri=0.11(m·K)/W; Re——外表面换热阻,一般取Re=123=0.04(m·K)/W; 2 R——墙体结构层的热阻,等于构成墙体的各材料层的热阻之和,由单一或多层材料构成的结构层的热阻R按公式(10.1.1–3)和(10.1.1–4)计算,由两种以上材料组成的、两向非匀质围护结构(包括多种形式的空心砌块、填充保温材料的墙体等,但不包括多孔粘土空心砖),其平均热阻应按《民用建筑热工设计规范》GB 50176-93中附录二的公式(附2.3)进行计算,(m2·K)/W; j——各材料层的厚度,m; c,j——各材料层的计算导热系数,W/(m·K); j——各材料层材料的导热系数,一般为实验室干燥状态下的测定值,W/(m·K); a——考虑使用位置和湿度影响的大于1.0的修正系数。 材料的导热系数和修正系数a,可在《民用建筑热工设计规范》GB 50176-93的附录表4.1和附录表4.2中查取。
2 外墙平均传热系数Km的计算 外墙平均传热系数Km是由外墙主体部位的传热系数Kp与面积Fp和结构性热桥部位的传热系数Kb与面积Fb,用加权平均方法按下式计算: Km=KpFpKbFbFpFb (10.1.1–5) 式中 Km——外墙平均传热系数,(m2·K)/W; - 1 - KP――外墙主体部位传热系数,m·K/W; FP――外墙主体部位面积,m; Kb――外墙结构性热桥部位传热系数,m2·K/W; Fb――外墙结构性热桥部位面积,m。
由于外墙上结构性热桥部位的传热系数Kb和主体部位与结构性热桥部位的面积Fp与Fb的计算比较复杂,而且也不易计算准确。
为方便外墙的建筑热工节能设计,可采用如下便捷方法计算外墙的平均传热系数Km。 1) 结构性热桥部位的传热系数Kb按公式(10.1.1–1)计算,计算时,取钢筋混凝土结构性热桥部位的计算厚度b与外墙主体部位的计算厚度p相同。 2) 根据所设计建筑的结构体系按表10.1.1-1选择外墙主体部位和结构性热桥部位的面积Fp、Fb在外墙面积中所占的比值A和B代替公式(10.1.1–5)中的Fp和Fb计算外墙的平均传热系数Km,见表10.1.1-1。
表10.1.1-1 Fp、Fb在外墙面积中所占比值A和B 建筑的结构体系 A 2221.1 B 0.25 0.35 2.1.1.1.1.1.2 0.45 0.65(剪力墙) 砖混结构体系 框架结构体系 框剪结构体系 剪力墙结构体系 2.1.1.1.1.1.1 0.75 0.65 0.55(填充墙) 0.35(填充墙) 亦可直接取剪力墙部位的K作为Km 10.1.2 结构性热桥部位的低限传热阻应按《民用建筑热工设计规范》GB 50176-1993第4.1.1条的规定进行计算,并选择适宜的保温措施使符合采暖期间内表面不结露的要求。若外墙为轻质材料或内侧复合轻质材料时,该部位的最小传热阻应根据外墙材料与构造进行附加: 1 当建筑物处在连续供热采暖时,其附加值为30%~40%; 2 当建筑物在间隙供热采暖时,其附加值为60%~80%。
10.1.3 严寒和寒冷地区,当采暖建筑外墙的保温层外侧有密实保护层,或内侧结构层为加气混凝土、砖等多孔材料时,应按《民用建筑热工设计规范》GB 50176-93第六章的规定,进行内部冷凝受潮验算,并采取适宜的防潮措施以防止外墙内部冷凝。 10.1.4 热惰性指标 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力的一个无量纲指标,以符号D表示,D值越大,温度波与热流波的衰减程度也越大。 热惰性指标D应按下式计算: DDjjRjSc,j (10.1.4) 式中 Dj——外墙各材料层的热惰性指标; Rj——外墙各材料层的热阻[(m2·K)/W],按式(10.1.1–3)和式(10.1.1–4)计算; Sc,j——各层材料的计算蓄热系数[W/(m2·K)],为材料的蓄热系数Sj与修正系数a的乘积,即Sc,j=Sj·a。 - 2 - 材料的蓄热系数S和修正系数a可由《民用建筑热工设计规范》GB 50176-93的附录表4.1和附录表4.2中查取。
空气间层的热惰性指标Da=0。
如某层为两种以上材料组成,应按《民用建筑热工设计规范》GB50176-93附录二中的公式(附2.7)和(附2.8)计算该层的平均蓄热系数S,然后与该层的平均热阻R相乘,即为该层的平均热惰性指标D值。
同外墙取平均传热系数Km一样,也应考虑结构性热桥影响的平均热惰性指标Dm。Dm的计算方法与Km的计算方法相同,即由外墙主体部位的热惰性指标Dp与面积Fp和外墙结构性热桥部位的热惰性指标Db与面积Fb,用如同公式(10.1.1–5)的加权平均方法计算。 10.1.5 保温隔热层厚度计算 外墙的保温隔热层厚度in(m)按下式计算: in=(1KreRc0.15) (10.1.5) 式中 ——保温材料的计算导热系数[W/(m·K)],=in·a; Kre——外墙规定的传热系数限值[W/(m·K)],取所在地区建筑节能设计标准规定的外墙平均传热系数Km限值; Rc——外墙构造层中除保温层外的各层材料的热阻之和[(m2·K)/W],按公式(10.1.1–3)和(10.1.1–4)计算。 210.2 屋面热工计算 10.2.1 传热系数 屋面的传热系数K按公式(10.1.1–1)、(10.1.1–2)、(10.1.1–3)计算,计算要点如下: 1 外表面的换热阻Re=0.04(m2·K)/W; 2 内表面的换热阻Ri=0.11(m2·K)/W; 3 平屋面找坡层的计算厚度取最小厚度,即起坡高度,m; 4 防水层的热阻忽略不计; 5 保温层材料的导热系数应取计算导热系数c,即应以实验室绝干状态下测定的导热系数乘以大于1.0的修正系数a。
材料的导热系数和修正系数a可由《民用建筑热工设计规范》GB 50176-93中的附表4.1和附表4.2查取; 6 采用松散保温材料搅拌成的浆体材料作保温层,其导热系数应以混合后的实际材料导热系数计算。 10.2.2 热惰性指标 屋面的热惰性指标D按公式(10.1.4)计算,计算要点是: 1 材料的导热系数和蓄热系数应取计算导热系数c和计算蓄热系数Sc; 2 如某层材料为两种以上材料组成时,应按《民用建筑热工设计规范》GB50176-93附录二中
(二)的要求,先计算该层的平均蓄热系数Sj,然后再计算该层的热惰性指标Dj。 10.2.3 保温隔热层厚度计算 - 3 - 屋面的保温隔热层厚度in(m)按公式(10.1.5)计算,计算要点是: 1 保温材料的导热系数应取计算导热系数c[W/(m·K)],c=·a; 2 屋面规定的传热系数Kre[W/(m2·K)],取所在地区建筑节能设计标准规定的屋面传热系数K限值。 10.3 楼地面热工计算 10.3.1 传热系数 楼板层的传热系数K按公式(10.1.1–1)、(10.1.1–2)、(10.1.1–3)计算,计算要点是: 1 上下为居室的层间楼板的上、下表面换热阻均取Ra.b=0.11(m·K)/W; 2 底面接触室外空气的架空或外挑楼板的上表面换热阻Ra=0.11(m2·K)/W,下表面换热阻Rb=0.05(m2·K)/W; 3 有地下室或地下室停车库楼板的上表面换热阻Ra=0.11 (m2·K)/W,下表面换热阻Rb=0.08(m·K)/W; 4 保温层材料的导热系数应按公式(10.1.1–4)取计算导热系数c; 5 有钢筋混凝土梁、肋的底面接触室外空气的架空通风或外挑楼板,当采用的外保温系统只是粘结在楼板底面时,应按公式(10.1.1–5)计算楼板的平均传热系数Km,并使Km符合标准中规定的限值。 10.3.2 底层地面的热阻 底层地面由于上下不是空气边界层,不能采用传热系数K作为评价底层地面的热工性能指标,只能采用热阻作为评价其热工性能的指标。 底层地面的热阻Rg[(m2·K)/W]按下列公式计算: Rg=Ra+R 或 Rg=R (10.3.2–1) (10.3.2–2) 22式中 Ra——地面上表面的换热阻[(m2·K)/W],取Ra=0.11(m2·K)/W; R——地面至垫层各层材料的热阻之和[(m2·K)/W],包括面层、保温层、垫层,各层材料的热阻Rj按公式(10.1.1–3)、(10.1.1–4)计算。 底层地面热阻计算的要点是: 1 垫层以上各层材料的导热系数可由《民用建筑热工设计规范》GB 50176-1993的附录表4.1中查取; 2 严寒及寒冷地区的地面应将周边地面和非周边地面的热阻分别计算,周边地面系指距外墙2m以内的地面。 10.3.3 保温层厚度计算 地面的保温层厚度in(m)按下式计算: in=(Rre–Rc–0.11) (10.3.3) 式中 ——保温层材料的计算导热系数,W/(m·K); Rre——地面要求的热阻[(m2·K)/W],取所在地区建筑节能设计标准规定的地面热阻R限值; - 4 - Rc——地面面层至垫层除保温层外的各层材料的热阻之和[(m·K)/W],按公式(10.1.1–2)和(10.1.1–3)计算。 2 10.4 门窗、幕墙热工计算 10.4.1 建筑门窗的传热系数K应按以下公式计算: KAgKgAAtfKf (10.4.1) 式中:K——窗的传热系数,W/(m2·K); Ag——窗玻璃面积,m2; Af——窗框的投影面积, m2; lψ——玻璃区域的周长,m; Kg——窗玻璃中央区域的传热系数,W/(m2·K); Kf——窗框的面传热系数,W/(m2·K); Ψ——窗框和窗玻璃之间的附加线传热系数,W/(m·K)。 10.4.2 建筑门窗的遮阳系数应按照以下方法计算。
1 窗的太阳能总透射比gt采用下式计算: gtggAgAtgfAf (10.4.2-1) 式中 gt——窗的太阳能总透射比; Ag——窗玻璃面积,m2; Af——窗框的投射面积,m2; gg——窗玻璃区域(或者其它镶嵌板)太阳能总透射比; gf——窗框太阳能总透射比,对给定窗的不同部分应分别计算求和; At——整窗的总投影面积,m。 2 窗的遮阳系数SC应为窗的太阳能总透射比与标准3mm透明玻璃的太阳能总透射比之比,按下式计算: SCgt0.872 (10.4.2-2) 式中 SC——整窗的遮阳系数; gt——整窗的太阳能总透射比。
10.4.3 幕墙单元的传热系数KCW按下式计算: KCWKgAgKAAppgKAfpAfAfgglppl (10.4.3-1) 式中 Ag ——透明面板面积,m2; lg ——透明面板边缘长度,m; Kg ——透明面板中部的传热系数,W/(m2·K); ψg ——透明面板边缘附加线传热系数,W/(m·K); - 5 - Ap ——非透明面板面积,m; lp ——非透明面板边缘长度,m; Kp ——非透明面板中部的传热系数,W/(m2·K); ψp ——非透明面板边缘附加线传热系数,W/(m·K); Af——框的投射面积,m2; Kf——窗框的面传热系数,W/(m·K); 1 当幕墙背后有实体墙,且幕墙与实体墙之间为封闭空气层时,实体墙部分的室内环境到室外环境的传热系数K按下式计算: K1KCW1hin11KWall1hout22 (10.4.3-2) Rair2式中 KCW——实体墙部分面积范围内外层幕墙的传热系数,W/(m·K); Rair——幕墙与墙体间空气间层的热阻,一般可取0.17(m2·K/ W); KWall——实体墙部分面积范围内实体墙的传热系数,W/(m2·K)。 2 单层墙体的传热系数KWall按下式计算: KWall1hout1d1hin (10.4.3-3) 式中 d——单层材料的厚度,m; λ——单层材料的导热系数,W/(m·K)。
3 多层实体墙的传热系数KWall可采用下式计算: KWall11houtdiii1hin (10.4.3-4) 式中 di——各层单层材料的厚度,m; λi——各层单层材料的导热系数,W/(m·K)。 若幕墙与实体墙之间存在热桥,当热桥的面积小于实体墙部分面积1%时,热桥的影响可以忽略;当热桥的面积大于实体墙部分面积1%时,应计算热桥的影响。
计算热桥的影响,可采用当量热阻Reff代替(10.4.3-2)中的空气间层热阻Rair。当量热阻Reff按下式计算: ReffAAAbRairAbbd2 (10.4.3-5) 式中 Ab——热桥元件的面积,m; A——幕墙单元内空气间层的总面积,m2; b——热桥材料导热系数,W/(m·K); Rair——空气间层的热阻,m·K/ W。
10.4.4 玻璃幕墙单元的太阳能总透射比gg按下式计算: 2- 6 - gtggAggpApgfAfAt (10.4.4-1) 式中 Ag ——透明面板的面积,m2; gg ——透明面板的太阳能总透射比; Ap ——非透明面板的面积,m2; gp ——非透明面板的太阳能总透射比; Af ——框的面积,m; gf ——框的太阳能总透射比。
幕墙的遮阳系数SC应为幕墙的太阳能总透射比与标准3mm透明玻璃的太阳能总透射比的比值,按下式计算: SCgt0.872 (10.4.4-2) 式中 SC——幕墙的遮阳系数; gt——幕墙的太阳能总透射比。
框的太阳能总透射比gf按下式计算: gffKAsurfAff (10.4.4-3) hout式中 hout——框的外表面换热系数,W/(m2·K); ρf——框表面太阳辐射吸收系数,W/(m2·K); Kf——框的传热系数,W/(m2·K); Asurf——框的外表面面积,m2; Af——框面积,m2。 10.4.5 用二维有限单元法进行数字计算,可以得到窗框或幕墙框的传热系数。
在没有详细的计算结果可以应用时,可以应用本条的计算方法得到窗框的传热系数。 本节中给出的框的传热系数值都是对应窗或幕墙垂直安装时的情况。框传热系数的数值包括了框表面积的影响。
计算传热系数的数值时取 hin=8.0 W/(m2K) 和 hout=23 W/(m2K)。 1 塑料窗框的传热系数见表10.4.5-1。 表10.4.5-1 带有金属钢衬的塑料窗框的传热系数 窗框材料 聚氨酯 窗框种类 带有金属加强筋 型材壁厚的净厚度≥5mm 从室内到室外为两腔结构,无金属加强筋 PVC腔体截面 从室内到室外为两腔结构,带金属加强筋 从室内到室外为三腔结构,无金属加强筋 Kf [W/(m2K)] 2.8 2.2 2.7 2.0 2 木窗框 木窗框的Kf值是在水汽含量在12%的情况下获得,窗框厚度见图10.4.5-
2: - 7 - Kf [W/(m2K)] 图10.4.5-1 木窗框以及金属-木窗框的热传递与窗框厚度df的关系 图10.4.5-2 不同窗户系统窗框厚度df的定义 3 金属窗框 1)金属窗框的传热系数Kf按下式计算: Kf1Af,ihiAd,iRfAf,eheAd,e2 (10.4.5-1) 式中 Ad,i——框的室内表面积,m; Ad,e——框的室外表面积,m2; Af,i——室内的框投影面积,m2; Af,e——室外的框投影面积,m2; - 8 - hi——窗框的内表面换热系数,W/(mK),可取8.0 W/(mK); he——窗框的外表面换热系数,W/(mK),可取23 W/(mK); Rf——窗框截面的热阻,(m2K) / W,隔热条的导热系数可取为0.3W/mK,热阻根据隔热条的尺寸和数量计算。
2)金属窗框的热阻Rf按下式计算: Rf1Kf022220.17 (10.4.5-2) 23)对没有隔热的金属窗框,使用Kf.0 = 5.9 W/(m·K)。 4)对具有隔热的金属窗框,Kf.0的数值按图10.4.5-3中阴影区域上限的粗线选取,图10.4.5-

4、图10.4.5-5为两种不同的隔热金属框截面类型示意图。 Kf.0 [W/(m2K)] 图10.4.5-3 带隔热的金属窗框的传热系数值 图10.4.5-4 隔热金属框截面类型1(采用导热系数低于0.3 W/m·K的隔热条) 图10.4.5-5 隔热金属框截面类型2(采用导热系数低于0.20 W/m·K的泡沫材料) - 9 - 图10.4.5-3中,带隔热条的金属窗框适用条件是: bjj0.2bf (10.4.5-3) 式中 d——热断桥对应的铝合金截面之间的最小距离,m; bj——热断桥j的宽度,m; bf——窗框的宽度,m。 图10.4.5-3中,采用泡沫材料隔热的金属框适用条件是: bjj0.3bf (10.4.5-4) 式中 d——热断桥对应的铝合金截面之间的最小距离; bj——热断桥j的宽度; bf——窗框的宽度。 10.4.6 窗框与玻璃结合处的附加线传热系数ψ主要受间隔层材料传导率的影响。在没有精确计算的情况下,可采用表10.4.6中的估算值。 表10.4.6 铝合金、钢(不包括不锈钢)与中空玻璃结合的线传热系数ψ 窗框材料 双层或三层未镀膜中空玻璃 ψ(W/mK) 0.04 0.06 0 双层Low-E镀膜或三层中空玻璃 (其中两片Low-E镀膜) ψ (W/mK) 0.06 0.08 0.02 木窗框和塑料窗框 带热断桥的金属窗框 没有断桥的金属窗框 - 10 - 传热公式。
小学作文题目, 小学数学思维训练, 小学教师教学随笔, 天一中学, 中山中学, 湖南中学, 安海中学,

Tags: 传热公式

本文章来自网友上传,不代表本网站立场,转载请注明出处:https://www.puerjy.cn/469790.html
  • 站长推荐
热门标签