建筑物围护结构的经济热阻和经济综合费用的简便计算方法

建筑物围护结构的经济热阻和经济综合费用的简便
计算方法
发表日期：2005-02-25 浏览人数： 145 作者：李嘉华李嘉华 李嘉林李嘉林 王海滨王海滨 来源：
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0条 住宅围护结构的经济热阻是住宅建筑十分重要的经济指标。

当热阻R 0大时，传热小，则用于保温隔热的费用大；反之，如果热阻R 0小，传热大，用于保温隔热的费用虽小，但使用中的能耗费用大。

在一般的热工计算中围护结构的热阻值是由围护结构的各构造层的导热系数及其它们的材料厚度决定的，热系数及其它们的材料厚度决定的，即，即，R 0=R 1+R 2+R 3+……+R n ，R n =d n /λn 。

理论上构成围护结构的材料层次越多，材料越厚，保温效果就越好，这在实际工程中显然是不可能的。

而在事实上存在条件土建投资费用与使用运行能耗费用两者综合最经济的状态，此时围护结构的热阻R 0即为经济热阻Re 。

过去对经济热阻是根据采暖费用与土建费用之和最小时的热阻值来确定的，但采暖费用与土建费用的确定除了与围护结构的热阻有关外，还与价格利率以及国家对民用燃料的补贴政策有关，计算很复杂，甚至无法计算经济热阻。

其实，不同气候条件下的地区，建筑设计标准是不一样的，显然，过去对经济热阻的计算方法是不完善的。

经济热阻Re 的确定，可用求两个函数总热阻R 0和比热源q 的条件极值的方法，用拉格朗日(Lagrange)未定乘数法，将两函数的条件极值化为单个函数求极值。

即通过未定乘数µ1和µ2将函数R 0和q 构成单个函数M ：
M=k（µ1R0+µ2q）（1）
为气候分区修正系数。

式中µ1和µ2是未定乘数，k为气候分区修正系数。

如果µ1表示单位热阻每年的折旧费和µ2表示单位热流每年的使
表示围护结构每年的综合使用费。

用费，那么，函数M表示围护结构每年的综合使用费。

有最小值时的总热阻值。

于是，最经济的总热阻Re则为当M有最小值时的总热阻值。

即（2）
因（3）
故（4）
将（4）式代入（2）式中，得
）式中，得
（5）
或（6）
亦或 （7）
亦或
M的极值是当时解出R0或q e所确定的M min值，有因二阶导数
导数
故是R0的递增函数，M在时有极小值M min
）式，当时
从（6）式，当时
（8）
故经济热阻 （9）
故经济热阻
）式，当时，得
从（7）式，当时，得
（10）
得（11）
将（9）（11）两个结果代入（1）式中，即可求得最经济的综，为
合费Me，为
（12）
由此可见，建筑物围护结构最经济的热阻Re，是最经济的传热q e和最经济的综合费用Me，决定的，取决于两个经济系数μ1及μ2，
）和地区气候修正系数四个因素。

反映当地气候条件的温差（t a0-t ai）和地区气候修正系数四个因素。

称为使用经济系数。

可把μ1称为土建经济系数，把μ2称为使用经济系数。

k值的确定，寒冷地区取k=1.1，冬冷夏热地区取k=1.0，炎热地区取k=0.9。

土建经济系数μ1应该包括土建过程中的一切费用及使用过程中的一切土建工程维修费用，被使用年限n和总热阻R0相除而得，即：
（13）
这个结论对于合理的计算不同地区气候条件下的节能建筑，特别是传统旧有建筑节能改造的围护结构的热阻设计值，提供了更科学的依据。

依据。