围护结构热工计算

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：

e

i o

R R R R K ++=

=

11 （10.1.1–1） ∑=

j

j

R

R

（10.1.1–2）

j

c j

j R ,λδ

=

（10.1.1–3） a j j c ⋅=λλ,

（10.1.1–4）

式中 R o ——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，(m 2·K)/W ； R i ——内表面换热阻，（m 2·K/W ）。一般取R i ＝

7

.81＝0.11 [（m 2·K/W ）]，对于分户墙，两

侧表面的换热阻均取R i ＝0.11(m 2

·K)/W ；

R e ——外表面换热阻，一般取R e ＝

23

1＝0.04（m 2

·K ）/W ；

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，(m 2·K)/W ；

j δ——各材料层的厚度，m ；

j c ,λ——各材料层的计算导热系数，W/(m ·K)；

j λ——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λ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K m 的计算

外墙平均传热系数K m 是由外墙主体部位的传热系数K p 与面积F p 和结构性热桥部位的传热系数K b 与面积F b ，用加权平均方法按下式计算：

K m ＝

b

p b b p p

F F F K F K

+⋅+⋅ （10.1.1–5）

式中 K m ——外墙平均传热系数，（m 2·K ）/W ；

K P ――外墙主体部位传热系数，m 2

·K/W ； F P ――外墙主体部位面积，m 2

；

K b ――外墙结构性热桥部位传热系数，m 2·K/W ； F b ――外墙结构性热桥部位面积，m 2

。

由于外墙上结构性热桥部位的传热系数K b 和主体部位与结构性热桥部位的面积F p 与F b 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K m 。

1) 结构性热桥部位的传热系数K b 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δb 与外墙主体部位的计算厚度δp 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F p 、F b 在外墙面积中所占的比值A 和B 代替公式（10.1.1–5）中的F p 和F b 计算外墙的平均传热系数K m ，见表10.1.1-1。

表10.1.1-1 F p 、F b 在外墙面积中所占比值A 和B

10.1.2 结构性热桥部位的低限传热阻R o.min 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R o.min 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R o.min 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：

j c j j

j

S R D

D ,⋅==

∑

（10.1.4）

式中 D j ——外墙各材料层的热惰性指标；

R j ——外墙各材料层的热阻[(m 2·K)/W]，按式（10.1.1–3）和式（10.1.1–4）计算； S c,j ——各层材料的计算蓄热系数[W/(m 2·K)]，为材料的蓄热系数S j 与修正系数a 的乘积，

即S c,j ＝S j ·a 。

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D a =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K m 一样，也应考虑结构性热桥影响的平均热惰性指标D m 。D m 的计算方法与K m 的计算方法相同，即由外墙主体部位的热惰性指标D p 与面积F p 和外墙结构性热桥部位的热惰性指标D b 与面积F b ，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 δ（m ）按下式计算：

in δ＝in c .λ（

15.01--c re

R K ）

（10.1.5）

式中 in c .λ——保温材料的计算导热系数[W/(m ·K)]，in c .λ＝in λ·a ；

K re ——外墙规定的传热系数限值[W/(m 2

·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K m 限值；

R c ——外墙构造层中除保温层外的各层材料的热阻之和[(m 2·K)/W]，按公式（10.1.1–3）

和（10.1.1–4）计算。

10.2 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R e ＝0.04(m 2·K)/W ； 2 内表面的换热阻R i ＝0.11(m 2·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 λ，即应以实验室绝干状态下测定的导热系数λ乘以大于1.0的修正系数a 。材料的导热系数λ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 λ和计算蓄热系数S c ；

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S j ，然后再计算该层的热惰性指标D j 。 10.2.

3 保温隔热层厚度计算