围护结构的传热原理及计算
围护结构有关热工指标的计算
图3-4 与热流方向垂直的总传染面积
2
/
1或 2
2
3
/
1
0.09~0.10
0.86
0.20~0.39
0.93
0.40~0.69
0.96
0.70~0.99
0.98
注:① 表中 为材料的导热系数。当围护结构由两种材料组成时, 2 应取较小值,1 应取较大值,
然后求两者的比值。
②
当围护结构由三种材料组成,或有两种厚度不同的空气间层时,
建筑节能设计
5 10 20 30 40 50
以上
以上
一般空气间层
热流向下(水平、倾
斜)
0.10 0.14 0.17 0.18 0.19 0.20 0.20 0.09 0.12 0.15 0.15 0.16 0.16 0.15
热流向上(水平、倾
斜)
0.10 0.14 0.15 0.16 0.17 0.17 0.17 0.09 0.11 0.13 0.13 0.13 0.13 0.13
值应按比值
2
2
3
1 确
定。空气间层的 值,应按表 3-12 所示空气间层的厚度及热阻求得。
③ 当围护结构中存在圆孔时,应先将圆孔折算成同面积的方孔,然后按上述规定计算。
表3-11 修正系数 φ值
冬季状况
夏季状况
位置、热流状况及 材料特性
间层厚度(mm)
间层厚度(mm)
60
60
5 10 20 30 40 50
建筑节能设计
围护结构有关热工指标的计算
1
热阻的计算
围护结构传热阻的计算
2
3
围护结构传热系数
围护结构热情性指标D值的计算 4
围护结构热工计算
(℃),按表4.1.1-2取值。
2.1.3 围护结构最小传热阻Ro.min的计算
围护结构冬季室外计算温度te(℃)
墙体类型 Ⅰ型
Ⅱ型
Ⅲ型
Ⅳ型
D值 长春 吉林 延吉 通化 四平
>6.0 4.1~6.0 1.6~4.0 ≤1.5
最小传热阻——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 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 的不舒适感所必需的传热阻。
2.1.3 围护结构最小传热阻Ro.min的计算
最小传热阻计算公式为: Ro.min = (ti-te)n·Ri [Δt]
18
-23
250 0.25 1.00 1.195 0.807 5.19
18
-26
200 0.25 0.80 0.995 0.807 4.25
Байду номын сангаас18
-26
炉渣砼空心砌块 490 0.672 0.729 0.924 0.752 6.06
18
-23
390 0.672 0.58 0.775 0.807 4.93 18
δ1 = 0.02 δ2 = 0.37 δ3 = 0.02 δ4 = 0.06 λ1 = 0.87 λ2 = 0.81 λ3 = 0.93 λ4 = 0.042×1.2 = 0.05
Ro = Ri + R1+ R2 + R3 + R4 + Re
= 0.11+ 0.02 + 0.37+ 0.02 + 0.06 + 0.04 0.87 0.81 0.93 0.05
第二讲 围护结构基本耗热量
第二节
围护结构基本耗热量
整个建筑物或房间的基本耗热量Q′1·j等于其围 护结构各部分(门、窗、墙、地板、屋顶等) 基本耗热量q′的总和 Q′1·j=∑ q′= ∑KF(tn-t′w)α W
第二节
围护结构基本耗热量
q′= KF(tn-t′w)α W
一、室内计算温度tn 定义
–
指距地面 2m以内人们活动地区的平均温度。 16℃ ~22℃
– 组成地面的各层材料导热系数λ都大于1.16W/(m· ℃)
2) 贴土保温地面
– 组成地面的各层材料中,有导热系数 λ小于1.16 W/(m· ℃ )的保温层
1) 贴土非保温地面
2) 贴土保温地面
i R0 R0 i 1 i
n
m2 · ℃/ W
( 1-11)
式中 ——贴土保温地面的热阻, m2· R0 ℃/ W ; R0 ——非保温地面的热阻,m2· ℃/ W(见表1-5); i ——保温层的厚度,m; ——保温材料的导热系数,W/ m·℃
许多国家规定冬季室内温度标准范围
–
研究表明,当人体衣着适宜,保暖量充分且处 于安静状况时
tn(℃) 15 18 无冷感 20 比较舒服 人体感觉 明显冷感
《室内空气质量标准》 GB/T 18883-2002 P2
第二节
围护结构基本耗热量
《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》 GB 50736-2012 P6
tn th a ' tn tw
式中: F ——供暖房间所计算的围护结构表面积,㎡ K ——供暖房间所计算的维护结构的传热系数 W/㎡ · ℃ th ——不供暖房间或空间的空气温度, ℃ α ——温差修正系数。
第二章 建筑围护结构的传热原理及计算
注意: 注意: 不使用书中的单位,全部采用国际单位。 不使用书中的单位,全部采用国际单位。
2、求各层热阻 、
(1)钢筋混凝土空心板热阻 空: 钢筋混凝土空心板热阻R 钢筋混凝土空心板热阻 取计算单元,沿垂直热流方向分三层计算。 取计算单元,沿垂直热流方向分三层计算。 R1=R3=0.035/1.74=0.02 (m2K/W) 空气间层由空气层、钢筋混凝土、填缝组成。 空气间层由空气层、钢筋混凝土、填缝组成。 空气间层热阻0.16 (m2K/W), 空气间层热阻 钢筋混凝土热阻0.13/1.74=0.075 (m2K/W) 钢筋混凝土热阻 砂浆部分热阻 0.13/0.93=0.140 (m2K/W)
221112223ddqdq??221111jjjdddq??j1j?如图81设由三层平壁组成的围护结构平壁厚度分别为如图81设由三层平壁组成的围护结构平壁厚度分别为d1dd22d33导热系数分别为11223围护结构两侧空气及其它物体表面温度分别为t围护结构两侧空气及其它物体表面温度分别为tiittee设tiitee室内通过围二平壁的稳定传热过程护结构向室外传热的整个过程要经过三个阶段
d1 d2 d 3 + + λ1 λ2 λ3
=
θi −θe
R1 + R2 + R3
(7-4)
n层多层壁的导热计算公式: q = 层多层壁的导热计算公式:
θ1 −θn+1
∑R
j=1
n
j
各层接触面的温度: 各层接触面的温度:
θ2 = θ1 − q θ3 = θ2 − q
d1
λ1
d2
λ2
= θ1 − q(
减少辐射换热量, 减少辐射换热量,最有效的是在间层壁面吐贴辐射 系数小的反射材料,目前采用的主要是铝箔。 系数小的反射材料,目前采用的主要是铝箔。 在实际设计计算中,空气间层的热阻一般采用表8 在实际设计计算中,空气间层的热阻一般采用表8-2和表 所示计算数据。 8-3所示计算数据。
第二章建筑围护结构的传热原理及计算分析
d2
i q(
1
d1
2
d2
)
………… 多层壁内第j层与第j+1层之间接触面温度:
j 1 i q(
1
d1
2
d2
dj
j
)
第二章 建筑围护结构的传热原理及计算
1.2 对流换热
层流边界层:由于摩擦力作用,在紧贴固体壁面处有一平行于固体壁 面流动的流体薄层称为层流边界层。
第二章 建筑围护结构的传热原理及计算
q1
1
d1
( i 2 )
q2
2
d2
( 2 3 )
q3
3
d3
( 3 e )
对于多层复合壁体而言,由于每一层都是由单一材料组成的,在壁体两 侧稳定温度场的作用下,流经各层材料的热流强度都是相等的: q=q1=q2=q3 由上面四式可得:
第二章 建筑围护结构的传热原理及计 算
q
d
(i e )
i e
d
i e
R
我们将上式中的R=d/λ 称为热阻,单位m2*K/W。热阻是热流通过壁体 时受到的阻力,反映了壁体抵抗热流通过的能力。 说明: 1)在同样的温差条件下,热阻越大,通过壁体的热量就越少,如 果要增加热阻,可以加大平壁的厚度d,或者选用导热系数小的材料 2)导热系数λ 它反映了壁体材料的导热能力,当材料层单位厚度 内的温差为1摄氏度时,在单位时间内通过1m2表面积的热量 3)影响材料导热系数的因素:
第二章 建筑围护结构的传热原理及计算
1.3.4 辐射换热计算
以上仅是对单一物体热辐射能力的讨论,由于通常情况下自然
(完整版)建筑物理(第四版)刘加平课后习题答案第2章
第二章 建筑围护结构的传热原理及计算习 题2-1、建筑围护结构的传热过程包括哪几个基本过程,几种传热方式?分别简述其要点。
答:建筑围护结构传热过程主要包括三个过程:表面吸热、结构本身传热、表面放热。
表面吸热——内表面从室内吸热(冬季),或外表面从事外空间吸热(夏季)结构本身传热——热量由高温表面传向低温表面表面放热——外表面向室外空间散发热量(冬季),或内表面向室内散热(夏季)2-2、为什么空气间层的热阻与其厚度不是成正比关系?怎样提高空气间层的热阻?答:在空气间层中,其热阻主要取决于间层两个界面上的空气边界层厚度和界面之间的辐射换热强度。
所以,空气间层的热阻于厚度之间不存在成比例地增长关系。
要提高空气间层的热阻可以增加间层界面上的空气边界层厚度以增加对流换热热阻;或是在间层壁面上涂贴辐射系数小的反射材料以增加辐射换热热阻。
2-3、根据图2-17所示条件,定性地作为稳定传热条件下墙体内部的温度分布线,应区别出各层温度线的倾斜度,并说明理由。
已知λ3〉λ1〉λ2。
答:由可知,由于是稳定传热,各壁面内的热流都相同,当值越大时,dxd q θλ-=λ各壁层的温度梯度就越小,即各层温度线的倾斜度就越小。
dx d θ2-4、如图2-18所示的屋顶结构,在保证内表面不结露的情况下,室外外气温不得低于多少?并作为结构内部的温度分布线。
已知:ti=22℃,ψi=60%,Ri=0.115m2•k/W ,Re=0.043 m2•k/W 。
解:由t i =22℃,ψi =60% 可查出Ps=2642.4Pa 则 pap p i s 44.15856.04.2642=⨯=⨯=ϕ可查出露点温度 ℃88.13=d t 要保证内表面不结露,内表面最低温度不得低于露点温度1)将圆孔板折算成等面积的方孔板ma a d 097.0422==π2)计算计算多孔板的传热阻有空气间层的部分(其中空气间层的热阻是0.17)W K m R /)(35.004.011.074.10265.017.074.10265.0201⋅=++++=无空气间层的部分W K m R /)(24.004.011.074.115.0202⋅=++=3)求修正系数)/(74.11K m W ⋅=λ)/(57.017.0097.02K m W ⋅==λ33.074.157.012==λλ所以修正系数取0.934)计算平均热阻W K m R /)(143.093.015.024.0053.035.0097.0053.0097.02⋅=⨯⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-++=5)计算屋顶总的传热系数W K m R /)(63.015.0143.019.005.093.002.017.001.02⋅=++++=6)计算室外温度11.088.132263.022-=--=-e i i i e i t R t R t t θ得 te=-24.79℃由此可得各层温度是θ1=3.45℃ θ2=-15.92℃θ3=-17.5℃ θe=-21.84℃可画出结构内部的温度分布线。
维护结构传热系数计算
维护结构传热系数计算公式如下:
1、围护结构热阻的计算
单层结构热阻
R=δ/λ
式中:δ—材料层厚度(m)
λ—材料导热系数[W/(m.k)]
多层结构热阻
R=R1+R2+----Rn=δ1/λ1+δ2/λ2+----+δn/λn
式中: R1、R2、---Rn—各层材料热阻(m2.k/w)
δ1、δ2、---δn—各层材料厚度(m)
λ1、λ2、---λn—各层材料导热系数[W/(m.k)]
2、围护结构的传热阻
R0=Ri+R+Re
式中: Ri —内表面换热阻(m2.k/w)(一般取0.11)
Re—外表面换热阻(m2.k/w)(一般取0.04)
R —围护结构热阻(m2.k/w)
3、围护结构传热系数计算
K=1/ R0
式中: R0—围护结构传热阻
4、外墙受周边热桥影响条件下,其平均传热系数的计算
Km=(KpFp+Kb1Fb1+Kb2Fb2+ Kb3Fb3 )/( Fp + Fb1+Fb2+Fb3)式中: Km—外墙的平均传热系数[W/(m2.k)]
Kp—外墙主体部位传热系数[W/(m2.k)]
Kb1、Kb2、Kb3—外墙周边热桥部位的传热系数[W/(m2.k)] Fp—外墙主体部位的面积
Fb1、Fb2、Fb3—外墙周边热桥部位的面积。
热负荷计算公式
热负荷计算公式在我们的日常生活和工业生产中,热负荷的计算是一项非常重要的工作。
热负荷指的是在某一特定条件下,为了维持室内或设备的温度,所需供应的热量。
准确计算热负荷对于合理设计供暖、空调、制冷等系统至关重要,它不仅能够保证系统的正常运行,还能有效地节约能源和降低成本。
热负荷的计算涉及到多个因素,包括室内外温度差、建筑物的围护结构特性、室内人员数量、设备的散热量等等。
下面我们就来详细介绍一下常见的热负荷计算公式及其应用。
一、围护结构传热引起的热负荷围护结构包括墙壁、屋顶、窗户、门等,它们的传热会导致热量的散失或增加。
围护结构传热引起的热负荷可以通过以下公式计算:Q1 = K × F ×(tn tw)其中,Q1 表示围护结构的传热热负荷(W);K 表示围护结构的传热系数 W/(m²·℃);F 表示围护结构的面积(m²);tn 表示室内计算温度(℃);tw 表示室外计算温度(℃)。
传热系数 K 取决于围护结构的材料和构造,不同的材料和构造具有不同的传热性能。
例如,砖墙的传热系数比保温材料的传热系数大,意味着热量更容易通过砖墙散失。
在实际计算中,需要分别计算不同朝向的墙壁、屋顶、窗户和门的传热热负荷,然后将它们相加得到总的围护结构传热热负荷。
二、冷风渗透引起的热负荷在建筑物中,由于门窗的缝隙等原因,室外的冷空气会渗入室内,从而带走热量。
冷风渗透引起的热负荷可以通过以下公式计算:Q2 =028 × cp × ρ × L × (tn tw)其中,Q2 表示冷风渗透热负荷(W);cp 表示空气的定压比热容kJ/(kg·℃),约为 101 kJ/(kg·℃);ρ 表示室外空气的密度(kg/m³);L 表示渗透冷空气量(m³/h)。
渗透冷空气量 L 的计算比较复杂,通常可以根据建筑物的类型、门窗的密封性等因素,采用经验公式或查表的方法来确定。
围护结构周期传热计算方法一
一、单向周期传热内表面热流 第k小时内表面热流: qk K (tk ti ) (k =1,2,…,24) tk为第k小时室外温度加权平均值
tk W0te,k W1te,k 1 W2te,k 2 W23te,k 23
W0, W1, … W23为权重
1
权重W1, W2, …W23 解释 W0 W1 W2 W23 1
2
二、双向周期传热内表面温度 分解成一个稳定传热过程和两个单向周期传热过程, 分别计算每个过程内表面温度,再叠加
3
稳定传热过程内表面温度:
4
单向周期传热过程内表面温度:
5
三、数值计算方法 中国建筑科学研究院编制的围护结构周期传热计算软件
•
围护结构传热强度:
q
ti te R0
K (ti
te )
• 围护结构总热阻: R0= Ri+ R+ Re 传热系数: K=1/ R0
• 组合墙传热系数: K F1K1 F2 K 2 Fn K n F1 F2 Fn
10
作业题
1. 由多层空气层组成的隔热构造层与热阻相同的实体材料层 在热性能上有什么差别?
2. 已知下列材料层导热系数满足:λ3 >λ1 >λ2 画出材料层中温度分布线
11
操作步骤: (1) 围护结构构造建模 (2) 边界条件选择 (3) 结果显示
6
(苯板;20mm水泥砂浆
室内
室外
7
(2)边界条件选择
8
(3)结果显示 内表面温度最大值38.8℃,平均值32.9℃,衰减倍数7.65,
延迟时间6 h,
围护结构传热的原理
围护结构传热的原理
围护结构传热的基本原理是:
1. 导热:建筑围护结构中的砖、木、混凝土等都是热的导体,可以导热。
2. 对流:空气中的热量可以通过对流移动,从高温区域流向低温区域。
3. 辐射:所有物体都可以向周围环境发出电磁波,使热量以辐射形式传递。
4. 传热的三种方式协同作用,使热量从围护结构的室内侧流向室外侧。
5. 夏天时,室外高温,室内低温,热量由室外向室内传递。
6. 冬天时,室内高温,室外低温,热量由室内向室外散失。
7. 加强围护结构的保温性能,可以减少热量传递,实现节能。
8. 常用的保温措施有添加保温层、增大结构厚度、提高密度、应用低辐射涂料等。
9. 也可以通过遮阳、空气层等方式减少热量传递。
围护结构的合理传热设计直接影响建筑的能耗水平。
要根据不同功能需求采取有效保温措施。
建筑物理讲义第二章
q
ti te 1 d 1 i e
K 0 (ti te )
(2-5)
传热系数:上式中
K0
1
i
1 d
1
叫做平壁的传热系数,它的物理
e
意义:当ti-te=1℃时,在单位时间内通过平壁单位表面积的传热量。 平均传热R0: R 0
1
i
(2-6b)
A cos( e ) e e e e,max
平壁外表面温度:
A cos( ef ) ef ef ef ef ,max
平壁内表面温度:
A cos( if ) if if i f if ,max
2)从室内空间到平壁内部,温度波动振幅逐渐减小,A , e Aef Aif 这种 现象叫做温度波动的衰减。
1 q d 1 (i 2 ) 2 q d 2 (2 3 )
2.K/w) (m
d
(1) (2) (3) (4)
q
d3
3
(3 e )
根据稳定传热特征
q q1 q2 q3
联立(1)、(2)、(3)、(4)式可解得:
q
d1 d 2 1 2
i e
q
i e
d
i e
d
(2-1)
上式叫做单层匀质平壁的稳定导热方程
热阻:热量传递过程中受到的阻力称为热阻, R
热阻的物理意义:表示平壁抵抗热量通过的 能力;R , q 围护结构性能好;若想增大 R,可选用d大,或λ小的材料。 2.经过多层平壁的导热
定义:凡是由几层不同材料组成的平壁都 叫做多层平壁。 多层平壁的导热方程推导:
传热系数计算公式
传热系数计算公式
传热系数计算公式
一、计算公式如下
1、围护结构热阻的计算
单层结构热阻
R=δ/ λ
式中:δ—材料层厚度( m)
λ—材料导热系数 [W/(m.k)]
多层结构热阻
R=R1+R2+---- Rn=δ1/ λ1+δ2/ λ2+ ---- +δn/ λn 式中: R1、 R2、---Rn —各层材料热阻( m2.k/w)
δ1 、δ2 、 ---δn—各层材料厚度( m)
λ1 、λ2 、 ---λn—各层材料导热系数 [W/(m.k)] 2、围护结构的传热阻
R0=Ri+R+Re
式中: Ri —内表面换热阻( m2.k/w)(一般取 0.11)Re—外表面换热阻( m2.k/w)(一般取 0.04)
R —围护结构热阻( m2.k/w)
3、围护结构传热系数计算
K=1/ R0
式中: R0 —围护结构传热阻
外墙受周边热桥影响条件下,其平均传热系数的计算
Km=(KpFp+Kb1Fb1+Kb2Fb2+ Kb3Fb3 )/( Fp + Fb1+Fb2+Fb3)
式中:
Km—外墙的平均传热系数 [W/(m2.k) ]
Kp—外墙主体部位传热系数 [W/( m2.k)]
Kb1、Kb2、 Kb3—外墙周边热桥部位的传热系数 [W/( m2.k)] Fp—外墙主体部位的面积
Fb1、 Fb2、Fb3—外墙周边热桥部位的面积。
围护结构基本耗热量
第二节 围护结构基本耗热量
《工业企业设计卫生标准》GBZ 1-2010 P8
《全国民用建筑工程设计 技术措施 暖通空调·动力》
(2009年版)Pcs2-3
给出15类场所的室内设计温 度。供热设计的重要参考。
第二节 围护结构基本耗热量
层高h>4m的建筑或房间,冬季室内温度tn(℃)
– 计算地面耗热量时,tn=t工作区 – 计算屋顶和天窗耗热量时,tn=t屋顶 – 计算门、窗、墙的耗热量时,tn=tp·j=(t工作区+t屋顶)/2
—
外墙外面上的净空尺寸
th ——不供暖房间或空间的空气温度, ℃ α ——温差修正系数。
第二节 围护结构基本耗热量
四、围护结构的传热系数K值
1.均质多层材料的传热系数K值 2.由两种以上材料组成的、两向非均质围护结构的传
热系数K值 3.空气间层传热系数K值 4.地面的传热系数(划分地带法)
q′= KF(tn-t′w)α W
说明
– t屋顶=t工作区+(H-2)Δt
第二节 围护结构基本耗热量
二、供暖室外计算温度t′w 围护结构的热惰性原理 不保证天数的原则 q′= KF(tn-t′w)α W
《民用建筑供暖通风与 空气调节设计规范》
GB 50736-2012 P102
第二节 围护结构基本耗热量
三、温差修正系数α q′=KF(tn-t′w)α W 计算与大气不直接接触的外围护结构的基
第二节 围护结构基本耗热量
整个建筑物或房间的基本耗热量Q′1·j等于其围 护结构各部分(门、窗、墙、地板、屋顶等) 基本耗热量q′的总和
Q′1·j=∑ q′= ∑KF(tn-t′w)α W
建筑物理建筑热工第二章
2020/2/10 孙凤明
23
1.表面感热 围护结构的内表面主要通过对流和辐射方
式从室内得到热量,内表面单位面积上在单 位时间从室内得到的热量,即到达围护结构 内表面的热流密度可用下式计算:
qi=αi(ti-θi)
(2-8)
式中“K0”称为围护结构的传热系数,它的
意义是当围护结构两侧温度差1℃(1K)时,
在单位时间里通过平壁单位面积的传热量
[W/(m2·K)]。显然,在同样室内外温差
条件下,K值愈小,则在单位时间内通过围护
结构的传热量愈少。所以传热系数K可以说明
围护结构在稳定传热条件下的保温性能。
2020/2/10 孙凤明
R01、R02、…R03、——各个传热部位的总传热 阻(m2·K/W);
Ri——内表面换热阻,取0.11(m2·K/W); Re——外表面换热阻,取0.04(m2·K/W); φ——修正系数,按表4-4取值。
2020/2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ10 孙凤明
20
表2-1 修正系数φ值
在按表2-1选取修正系数φ值时,应注意 以下规定:
第二章 建筑围护结构的传热原 理及计算
室外的环境热作用通过建筑物的外围护 结构影响着房间的热环境,为保证冬、 夏室内的热舒适要求,必须采取相应的 保温和隔热措施。
2020/2/10 孙凤明
1
根据建筑保温和隔热设计中所考虑的室内 外热作用的特点,可将室内外温度的计算模 型归纳为如下两种,
(1)恒定的热作用。
(2-1)
式中: qi--内表面的热流密度,W/m2;
ti,θi--分别为室内空气及围护结构内表 面温度,℃;
建筑物理(热)-2 建筑围护结构的传热原理及计算
周期性 热作用
常用于空调房间 的隔热设计
单向
双向
常用于自然通风房 间的夏季隔热设计
2.建筑围护结构的传热原理与计算
本章仅讨论通过围护结构主体部分一
维的稳定传热和周期性不稳定传热问题。
打好基础,才 能解决更复杂 的问题!
2.建筑围护结构的传热原理及计算 2.1 稳定传热
2.1.1 一维稳定传热特征 2.1.2 平壁的导热和热阻
q1
i 2
1
θi
R1
θ2
R2
θ3
R3 θe
q
q
i e 1
d1
2
d2
3
d3
i e
θi
θ2
R1 R2 R3
θ3
θe
对于n层 d 3
平壁θn ?
R1 i e 从右侧算起也可! λ λ2 R1 R2 R3 1 d1 d2 R3 R1 R2 i e 3 e i e 3 i R1 R2 R3 R1 R2 R3
围护结构基本耗热量
《全国民用建筑工程设计 技术措施 暖通空调·动力》
(2009年版)Pcs2-3
给出15类场所的室内设计温 度。供热设计的重要参考。
第二节 围护结构基本耗热量
层高h>4m的建筑或房间,冬季室内温度tn(℃)
– 计算地面耗热量时,tn=t工作区 – 计算屋顶和天窗耗热量时,tn=t屋顶 – 计算门、窗、墙的耗热量时,tn=tp·j=(t工作区+t屋顶)/2
第二讲 围护结构基本耗热量
第二节 围护结构基本耗热量
围护结构的基本耗热量,计算公式:
q′= KF(tn-t′w)α W 式中:
K ——围护结构的传热系数,W/m2·℃; F ——围护结构的面积,㎡;
tn——冬季室内计算温度 ,℃ ; tW ——供暖室外计算温度,℃ ;
α ——温差修正系数 。
第二节 围护结构基本耗热量
式中
R0 ——贴土保温地面的热阻,m2·℃/ W ; R0 ——非保温地面的热阻,m2·℃/ W(见表1-5);
i ——保温层的厚度,m;
i ——保温材料的导热系数,W/ m·℃
铺设在地垄墙上的保温地面各地带的换热阻值, 可按下式计算
R0 1.18R0 m2·℃/ W
五、围护结构传热面积的丈量
本耗热量
tw
th
tn
q′= KF(tn-th) W
第二节 围护结构基本耗热量
q′= KF(tn-t′w)α= KF(tn-th) W
式中:
a
tn th
tn
t
' w
附录1-2 P407 表5.2.4 Ph9 表2.2.2 Pcs11
F ——供暖房间所计算的围护结构表面积,㎡
M196北京建筑大学快题考研-第二章、建筑围护结构的传热
2、
外表面的温度θ e
根据q=qe得:
1 R0
ti
te
1 Re
e
te
•由此得出外表面的温度θe
e
te
Re R0
ti
te 或e
ti
R0 Re R0
ti
te
应指出,在稳定传热条件下,当各层材料的导
热系数为定值时,每一材料层内的温度分布是一直
线,在多层平壁中成一条折线。材料层内的温度的 降落程度与各层的热阻成正比,材料层的热阻越大,
1
配情况.
0 2 4 6 8 10 12 14 d(cm) 垂直间层内不同传热方式的传热量的比较
“1”与横坐标之间—表示间层空气处于静止状态 的纯导热方式传递的热量;
“2”与横坐标之间—表示对流换热量; “3”与“2”之间—表示当间层用一般建筑材料做
成时的辐射换热量
“3”与横坐标之间—表示通过间层的总传热量 说明:
理想化、简单化“匀质平壁”,如前图所示。
基本温度场;稳定传热— t=f(x)
(主要指一维稳定传热)
特征: (1)壁内无发热现象,热流密度处处相等;
(2)平壁各界面线性关系;
qx
lin
t
d
dx
d qx te ti 为常数
dx
d
其中 d 为温度梯度
dx
(3)各层热流密度计算
qi1
1
d
dx
1
增大热阻的办法: (1)加大平壁厚度; (2)选用导热系数λ小的材料。.
2、经过多层平壁的导热
多层平壁:由几层不同材料组成的平壁.
设三层材料组成的多层平壁,各个材料之间 紧密贴合,面壁很大。
每层厚度为: d1 , d 2 , d3
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3
第一节 围护结构的传热过程
一、建筑得热和失热 二、围护结构的传热过程
吸 传放 热 热热
表面吸热 结构传热 表面放热
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4
◆表面热转移:
吸热、放热—— 对流换热和辐射换热; 对流换热包括导热和对流。
◆结构本身传热:实体材料----导热为主。
空气间层----辐射为主。
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5
三、围护结构传热模型
建筑物理环境学
建筑热工学
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1
建筑热工学
第一章 建筑热工学基本知识 第二章 围护结构传热与计算 第三章 建筑保温 第四章 外围护结构的湿状况 第五章 建筑防热热 第六章 建筑日照
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2
第二章 围护结构传热及计算
第一节 围护结构的传热 过程
第二节 稳定传热原理 第三节 周期性不稳定传
热原理
1、内表面吸热、放热量:
qi =αi(ti –θi) = (ti –θi) /Ri(w/m2)
αi----内表面热转移系数W /( m2.K)
qi----- 热流量,又称热流强度,单位时间
单位面积吸收或放出的热量。
ti----- 空气温度(K或0C)
θi----- 表面温度温度(K或0C)
Ri=1/ αi——内表面热转移阻。
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10
2、外表面吸热、放热量:
qe=αe(te –θe) =Re (te –θe) (w/m2)
αe----外表面热转移系数W /( m2.K) αe 、αi 统称为表面热转移系数α, α=αc + αr (对流换热系数+辐射换热系数) Re=1/ αe——外表面热转移阻。
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11
可编辑版
K = (k1k2F2+k1k3F3) (k1F1+k2F2+k3F3)
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29
三、围护结构内表面及内部温度分布
n
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30
围护结构内表面及内部温度计算
1)、一般构造部分的内表面及内部温度
n-1
θn= ti - {(Ri +Σ R)/ R0}( ti - te)
1
2)、热桥部位的局部内表面温度计算
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17
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18
R0 = Ri + R1 + R2 + R3 + Re = Ri + R + Re,
R =R1+R2+R3=∑R (材料层总热阻) K----围护结构传热系数K0=1/ R0
注意:要计算围护结构的传热系数必须先 计算总热阻。
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19
热阻、传热系数计算: 1)、结构内表面热转移阻,Ri=1/αi 2)、结构外表面热转移阻,Re=1/αe 3)、均匀实体材料层热阻:
θi‘= ti {(Ro‘+ η(Ro -Ro‘)/ R0 Ro‘}Ri( ti - te)
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31
作业:请设计北京地区一保温屋顶(R>2), 并计算屋顶的总热阻和屋顶的温度分布。设 室内温度为18度,室外计算温度为-11度。见 P29。
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32
四、标准规定的基本节能计算 1、建筑物耗热量
12
热阻:
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13
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14
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15
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16
三、围护结构热阻、传热系数及计算:
Ri-----结构内表面热转移阻,Ri=1/αi Re----结构外表面热转移阻,Re=1/αe R1、R2、R3------分别为材料1、2、3层的热 阻。 R0------围护结构总热阻, K0------围护结构总传热系数
Ki——围护结构的传热系数[W/(m2 K)],对于外墙应取其平均传热 系数;
Fi ——围护结构的面积(m2); Ao——建筑面积 (m2);
单框双玻窗 12
20--30 3.9
16
20--30 3.7
双层窗 单层+
20--30 20--30 3.6 100--140 20---30 3.0
单框双玻窗 100--140 20--30 2.5
可编辑版
26
窗户的传热系数和传热阻
窗框材料 窗户类型 空气层 窗框窗洞 传热系数K
厚度mm 面积比% W/(m2.K)
木、塑料 单层窗
30—40 4.7
单框双玻窗 12
30--40 2.7
16
30--40 2.6
20--30 30--40 2.5
双层窗 100--140 30---40 2.3
单层+
单框双玻窗 100--140 30--40 2.0
可编辑版
27
六、门的传热系数和传热阻
门框材料 门的类型
传热系数
K/[W/(m2。K)
1、稳定传热---室内、室外温度 及结构内部温度 分布不随时间变 化。
可编辑版
6
2、非稳定周期性传热过程------温度随时间 变化,且呈现周期性变化特点。即认为 在外围结构的一侧或两侧有周期性的热 作用。
可编辑版
7
第二节 稳定传热原理
平壁一维稳定传热
吸 热
可编辑版
传
热
放
热
8
可编辑版
9
一、表面吸放热
q H = q HT + q INF — q I.H 式中 q H—— 建筑物耗热量指标(W/m2);
q HT ——单位建筑面积通过围护结构的传热 耗热量(W/m2);
q INF——单位建筑面积的空气渗透耗热量 (W/m2);
可编辑版
33
q I.H——单位建筑面积的建筑物内部得热(包 括吹事、照明、家用电器和人体散
热),住宅建筑取3.8(W/m2) 2、单位建筑面积通过围护结构的传热耗热量
计算 q H.T = ( ti — te)( i Ki Fi )/ Ao
ti——全部房间平均室内计算温度,一 般住宅建筑,取16 0C;
可编辑版
34
te——采暖期室外平均温度(0C),按标 准附录规定选用;
i——围护结构传热系数的修正系数, 应按标准规定 选用;
R1= d1 /λ1, R2= d 2 /λ2 ,
R3= d3 /λ3 R= R1+R2 +R3
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20
可编辑版
21
可编辑版
22
重点
(3)用多层空气层。
可编辑版
23
一一
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24
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25
五 窗户的传热系数和传热阻
窗框材料 窗户类型 空气层 窗框窗洞 传热系数K
铝、钢 单层窗
厚度mm 面积比% W/(m2.K) 20—30 6.4
木、塑料 单层实体门
3.5
夹板门和蜂窝夹板门 2.5
双层玻璃门
2.5
单层玻璃(30%)门
4.5
单层玻璃(30-60%)门
5.0
金属
单层实体门
6.5
单层玻璃门
6.5
单框双玻门
4.5
无框单层玻璃门
6.5
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28
(3) 一些特殊构造传热系数计算
K2 F2 K1 F1
K2 F2 K1 F1
K3 F3
Байду номын сангаас
K = k1k2F2/(k1F1+k2F2)