第1讲建筑热工

夏热冬暖地 区
温和地区
二、围护结构传热阻
1、围护结构传热阻
R0（传热系数K的倒数）

计算方法：
1 R0 Rn R j Rw Rk n w
1
通风良好的空气间层：间层温度取室外空气温度，表面换热系数取 12W/m2.K。间层之上或之外部分的导热热阻不再计算。 通风间层的设置可增大冬季热负荷，减小夏季空调冷负荷。
ห้องสมุดไป่ตู้
n

w
0.02 0.2 0.07 R0 Rn Rw R j 0.115 0.04 2.1928 m 2 .K / w 0.93 1.25 0.2 0.045 1.2 1 K 0.456w / m 2 .K R0




围护结构传热阻设计 满足卫生要求和不结露要求 围护结构内表面温度应满足表面不结露的要求（结露会导 致耗热量增大使围护结构易损坏）；室内空气温度与围护 结构内表面温度的温度差要满足卫生要求（内表面温度过 低，人体向外辐射热过多，会产生不舒适感）。根据以上 要求确定的外围护结构的传热阻。 满足节能标准要求 围护结构的传热系数应小于各区建筑节能设计标准中最大 允许传热系数。按节能标准中最大传热系数的倒数得出的 传热阻为满足节能标准的最小传热阻。 围护结构传热阻的设计 满足节能标准的围护结构最小传热阻大于满足卫生和不结 露要求的最小传热阻，故进行围护结构节能设计时，按节 能标准的规定去设计。
W/ （m2· K） 23 17 12 8.1 6
2 3 4
有肋、井状突出物的顶棚0.2<h/s<=0.3 有肋状突出物的顶棚（h/s＞0.3） 有井状突出物的顶棚（h/s＞0.3）
注：h－肋高；s－肋间净距。
第2讲 供暖设计热负荷的计算
非均质围护结构

导热热阻的计算：假设由m层材料组成，沿平 行于热流方向划分了n个面积
t1 tb 壁面一侧流体与壁面间的对流换热量为 q2 R1


两个热量相等
q1 q2

则传热过程的传热系数为 K
t1 tb
R1 t1 t 2
R1
R2 q


t1 tb
t2

问题1 玻璃内表面不结露：求玻璃内表面不结露要求的玻璃最小 热阻或最大传热系数
K tn t K max
最冷月平均温度0～10℃ 日平均温度小于5℃的 必须满足夏季防热要求， 最热月平均温度25～30℃ 适当兼顾冬季保温 天数为0～90天,日平均 温度大于25℃的天数为 40～110天 最冷月平均温度＞10℃ 最热月平均温度25～29℃ 日平均温度大于25℃的 必须充分满足夏季防热 天数, 100～200天 一般可不考虑冬季保温 最冷月平均温度0～13℃ 日平均温度小于5℃的 部分地区应考虑冬季 最热月平均温度18～ 天数0～90天 保温，一般可不考虑 25℃ 夏季防热
K max t n t

' w
t n tl
Rn
23 17.1 K max 23 8
0.115 K max 1.6
例：风管内空气温度t1=14℃，风管保温层导热系数 λ=0.04w.m/K，保温层与室内空气换热系数α=8 w/m2 K， 室内空气tw=32℃，相对湿度80%，露点温度tp=28℃。不考 虑风管内热阻和换热系数，求保温层厚度？ A：18mm B：16mm C：14mm D：12mm tn tl K t t 答案：A max n w
R0 Rw (管内冷媒与管壁间的对 流热阻) R（管壁的导热热阻） g Rn （管外空气与管外壁的 对流热阻） 1
b Rb b
q tn
Rn
例： 某热湿作业车间冬季的室内温度为23℃，相对湿度为 70％，采暖室外计算温度为－8℃，Rn=0.115m2.K/W，当 地大气压为标准大气压，现要求外窗的内表面不结露，且选 用造价低的窗玻璃，应是下列何项？ A .K=1.2 W/m2.K B .K=1.5 W/m2.K C .K=1.7 W/m2.K D .K=2.0 W/m2.K 答案：B
例：兰州某办公楼（体形系数为0.28的外墙），按照《公共建 筑节能设计标准》的规定进行改造，加贴膨胀聚苯板，原外墙 为360mm粘土多孔砖（λ=0.58W/m.K），内衬灰20mm (λ=0.87W/m.K)，则外墙所贴的膨胀聚苯板（λ=0.05W/m.K） 的厚度至少应选下列何值？ A. 40mm B. 50mm C. 60mm D.70mm 答案：B


某住宅楼节能外墙的做法（从内到外）：(1)水泥砂浆：厚度 δ1=20mm，导热系数λ1=0.93W/(m.K)；(2)蒸压加气混凝土砌 块：δ2=200mm，λ2=0.20W/(m.K)，修正系数α2=1.25；(2)单 面钢丝网片岩棉板：δ3=70mm，λ3=0.045W/(m.K)，修正系数 α3=1.20；(4)保护层、饰面层、如忽略保护层、饰面层热阻影 响，该外墙的传热系数K应为以下何项？ （A）（0.29~0.33）W/(㎡.K)（B）（0.35~0.37）W/(㎡.K) （C）（0.28~0.40）W/(㎡.K)（D）（0.42~0.44）W/(㎡.K)； 答案:[ D ] 1 1 R0 Rn R j Rw Rk
序 号 1
围护结构内表面特征 墙、地面、表面平整的顶棚、有肋状突出物的顶棚 （h/s≤0.2）
m2· K/ W 0.115 0.123 0.132 0.143
W/ （m2· K） 8.7 8.1 7.6 7.0
序 号 1 2 3 4 5
围护结构外表面特征 m2· K/ W 与室外空气直接接触的围护结构外表面 与室外空气自然相通的不供暖地下室顶板的下 表面 有外窗的不供暖地下室顶板的下表面 不供暖阁楼地板的上表面 无外窗的不供暖地下室顶板的下表面 0.04 0.060 0.08 0.123 0.17
K t n1 tn 2 K max

tn1 tb
Rn1
tn1 tl
Rn1 t n1 t n 2
Rn


tn2 Rn1 q
tn1 tn 2 1 R0,min Rn1 K max (tn1 tl )
Rb R0 min R0
tn1
tb
32 28 K max 32 14
1/ 8 K max 1.77 1 1 0.04 8 1.77 b min 0.0175
Rn
b
改善围护结构热性能的措施 （1）提高热阻措施：采用轻质高效保温材料与砖、 混凝土或钢筋混凝土等材料组成的复合结构；采 用密度轻混凝土和轻骨料混凝土作为单一墙体材 料；采用多孔粘土空心砖或多排孔轻骨料混凝土 空心砌块墙体；采用封闭空气间层或带有铝箔的 空气间层。 （2）提高热稳定性措施：复合结构内外侧宜采用 重质材料，中间采用轻质保温材料；轻混凝土单 一材料墙体内外侧宜作水泥砂浆抹面层或其它重 质材料饰面层。
说明：1、 为供暖室外计算温度；tp.min为累年最低日平均温度。 2、D≤4.0的实心砖墙，计算温度 应按Ⅱ型围护结构取值。
N层材料组成的围护结构的热惰性指标
i D Ri Si Si i 1 i 1 i
N N
若某层又由不同的m种材料组成，则
F F S F S F

' w
t n tb
Rn
tn tl
' Rn t n t w



Rn q tn tb tw‘
tn t ' w 1 R0,min Rn K max (tn tl )


问题2 内围护结构表面不结露：求保证内围护结构不结露的传热 系数或内围护结构加保温的厚度
分析：查《公建节能》，兰州属于寒冷地区，体形系数0.28的 外墙传热系数K=0.60W/m2.K 1/8.7＋0.36/0.58＋0.02/0.87＋δ/0.05＋1/23＝1/0.60 δ＝43mm

结露问题（平面或管壁） 基本公式（按传热学知识） 壁面两侧流体间的传热过程的分析： 壁面两侧流体通过壁面传递的热量为 q1 K t1 t2
tn2
b Rb b

问题3 输送冷媒管壁表面不结露：保温厚度
K tn t

t n tb
Rn1
K max
tn tl
Rn1 t n t


t tb
tn t 1 R0,min Rn1 K max (tn tl )
Rb R0 min R0
F0 R Rn Rw F F F 1 2 n R0 n R01 R02
F1 F2 F3 q
m
F0 Fi
m
j R0i Rn Rw j 1 j
R0 Rn Rw R

某住宅楼节能外墙的做法（从内到外）：(1)水泥砂浆：厚度 δ1=20mm，导热系数λ1=0.93W/(m.K)；(2)蒸压加气混凝土砌 块：δ2=200mm，λ2=0.20W/(m.K)，修正系数α2=1.25；(3)单 面钢丝网片岩棉板：δ3=70mm，λ3=0.045W/(m.K)，修正系数 α3=1.20；(4)保护层、饰面层、如忽略保护层、饰面层热阻影 响，该外墙的传热系数K应为以下何项？
m m
m
m
m
m


有关最小传热阻的规定 集中供暖地区的建筑物非透明部分围护结构（不包括窗、 阳台门和天窗）的传热阻，在任何情况下不应小于最小传 热阻； 外门（阳台门除外）的最小传热阻，不应小于按供暖室外 计算温度所确定的外墙最小传热阻的60%；
R0,min,1
t 0.6
' t n w Rn y
分区名称 严寒地区
分区指标 最冷月平均温度＜-10℃
辅助指标 设计要求 日平均温度小于5℃的 必须充分满足冬季保温 天数大于145 天 要求，一般可不考虑夏 季防热
最冷月平均温度-10～ 0℃ 寒冷地区
日平均温度小于5℃的 应满足冬季保温要求， 天数为90～145天 部分地区兼顾夏季防热
夏热冬冷地 区
(1)满足卫生和不结露围护结构最小传热阻
围护结构传热阻应该满足使用要求、卫生要
求和经济要求。 围护结构内表面温度应满足表面不结露的要 求（结露会导致耗热量增大使围护结构易损 坏）；室内空气温度与围护结构内表面温度 的温度差要满足卫生要求（内表面温度过低， 人体受到冷辐射会产生不舒适感）。根据以 上要求而确定的外围护结构的传热阻称为最 小传热阻。 a t t
R0,min
n w ,e
y
Rn
twe w
围护结构类型 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
热惰性指标D值 ＞6.0 4.1～6.0 1.6～4.0 ≤1.5
tw
的取值（℃）
twe tw
'
'
t we 0.6t w 0.4t p min t we 0.3t w 0.7t p min
'
twe t p min
采暖工程
主讲人：闫全英
内容简介
供暖工程－建筑物采暖
内容：建筑热工，建筑物房间热负荷的
计算，采暖设备的形式和设计，采暖系
统型式和选择，采暖管道设计等。
第一讲 建筑热工
一、热工分区
五个区：严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地
区、夏热冬暖地区、温和地区。 分区主要指标：按照最冷月平均温度和最热 月平均温度来分。 设计要求：冬季保温和夏季防热要求不同。


当相邻房间的温差大于10℃时，内围护结构的最小传热阻， 亦应通过计算确定。可能出现的问题：温度高的房间内表 面结露。
R0,min,1
tn1 tn 2 R
t n1 tl1
n1
（2）满足设计节能标准的最小传热阻
R0,min,2
1 K max

保温层最小厚度计算问题
R0,min 1 K max
( Rn R1 R2 Rb min Rw ) R0 min
Rb min R0 min ( Rn R1 R2 Rw )
b min Rb minb

问题：既有建筑的节能改造或围护结构热工设计 中，已知某建筑物的墙体材料、厚度和导热系数， 保温材料的导热系数，求保温材料厚度。由建筑 物体形系数，根据节能标准得出最大允许传热系 数，按上述公式计算。