重难点指导1-2-1-1围护结构的传热耗热量计算的方法
供热工程第二节 围护结构的基本耗热量
第二节围护结构的基本耗热量在工程设计中，围护结构的基本耗热量是按一维稳定传热过程进行计算的，实际上，室内散热设备散热不稳定，室外空气温度随季节和昼夜变化不断波动，这是一个不稳定传热过程。
但不稳定传热计算复杂，所以对室内温度容许有一定波动幅度的一般建筑物来说，采用稳定传热计算可以简化计算方法并能基本满足要求。
但对于室内温度要求严格，温度波动幅度要求很小的建筑物或房间，就需采用不稳定传热原理进行围护结构耗热量计算，具体计算参考有关资料。
围护结构基本耗热量，可按下式计算：α)(''w n t t FK q -=W (1--3)式中K ——围护结构的传热系数，W/m2·℃；F ——围护结构的面积，㎡；n t ——冬季室内计算温度，℃；'wt ——供暖室外计算温度，℃；α——温度修正系数。
整个建筑物或房间围护结构的基本耗热量等于它的围护结构各部分基本耗热量的总和。
应该注意，在进行计算时一定要注意单位的统一。
α)('''1w n j t t FK q Q -∑=∑=⋅W (1--4)一、室内计算温度nt 室内计算温度是指距地面2m 以内人们活动地区的平均空气温度。
室内空气温度的选择，应满足人们生活和生产工艺的要求。
生产工艺要求的室温，一般由工艺设计人员提出。
生活用房间的温度，主要决定于人体的生理热平衡，它和许多因素有关，如与房间的用途、室内的潮湿状况和散热强度、劳动强度以及生活习惯、生活水平等有关。
许多国家所规定的冬季室内温度标准，大致在16～22℃范围内。
根据国内有关卫生部门的研究结果认为：当人体衣着适宜，保暖量充分且处于安静状况时，室内温度20℃比较舒适，18℃无冷感，15℃是产生明显冷感的温度界限。
《暖通规范》规定，设计采暖系统时，冬季室内计算温度应根据建筑物用途，按下列规定采用：1.民用建筑的主要房间，宜采用16～24℃；2.工业建筑的工作地点，宜采用轻作业18～21℃；中作业16～18℃；重作业14～16℃；过重作业12～14℃。
围护结构的基本耗热量
9
淋浴室的换衣 室
23
5 技术资料室
16 h
10 女工卫生室
23
11
《采暖通风与空气调节设计规范规定
对于高度较高的生产厂房，通过上部围护结构 的传热量增加。
层高超过4 m的建筑物或房间，冬季室内计算 温度t n，应按下列规定采用：
(1)计算地面的耗热量时，应采用工作地点的
温度，tg(℃)
(2)计算屋顶和天窗耗热量时，应采用屋顶下
• 不保证天数根据各国规定而有所不同，有规定
1天、3天、5天等。
h
15
3、温差修正系数a值
对供暖房间围护结构外侧不是与室外空气 直接接触，而中间隔着不供暖房间或空间的 场合，通过该围护结构的传热量的计算采用 了围护结构的温差修正系数。
q /K （ F tn tw /） K （ F tn th ）
• 在工程设计中，围护
结构的基本耗热量是
按一维稳定传热过程 进行计算的 (如右 图） 。
h
6
注：
实际上，室内散热设备散热不
稳定，室外空气温度随季节和昼
夜变化不断波动，这是一个不稳 定传热过程
h
7
围护结构基本耗热量计算公式
qK（ Ftntw ）
h
8
整个建筑物或房间的基本耗热量
Q 1 j q K（ F tntw ）
h
9
1、室内计算温度tn
室内计算温度是指距地面2米以内人
们活动地区的平均空气温度。
h
10
民用及工业辅助建筑的冬季室温要求
序 号
房间名称
室温 （℃）
序 号
房间名称
1 卧室和起居室 16～18 6
存衣室
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。
建筑物理(热)-2 建筑围护结构的传热原理及计算
采暖房间
2.1 稳定传热 2.2 建筑保温与节能计算
自然通风房间 空调房间
2.3 周期性不稳定传热
2.4 建筑隔热设计控制指标计算
自然通风房间
空调房间？
GB50736-2012 民用建筑供暖通风与空气调节设计规范 JGJ 134-2010 夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准
标准、规范、规程有何区别与联系
R
1 RA1 RB RE1 RA2
有误差
如果复合平壁的各种材料的导热系数相差较大时，应 按二维或三维温度场计算，或用实验方法确定。
2.建筑围护结构的传热原理与计算 2.1稳定传热
2.1.2 平壁的导热和热阻 3）组合壁的热阻
组合壁热阻工程计算方法
平行于热流方向，沿材料层中不同 材料的界面将其分成若干部分。 平均热阻 ：
ti
θi θ2
q
θ3 θe
d3
λ1 d1
λ2 d2
λ3
te
2.建筑围护结构的传热原理与计算 2.1稳定传热
苯板
聚氨酯墙体板
单一围护结构材料
普通砖 加气混凝土砖
2.建筑围护结构的传热原理与计算 2.1稳定传热
2.1.2 平壁的导热和热阻 1）单层匀质平壁的导热
◆单层匀质平壁的稳定导热方程
热阻?
d q dx q
d e i dx d
i e
d
单层匀质平 壁的稳定导 热方程
2.建筑围护结构的传热原理与计算 2.1稳定传热
2.1.2 平壁的导热和热阻 3）组合壁的导热
living wall
2.建筑围护结构的传热原理与计算 2.1稳定传热
2.1.2 平壁的导热和热阻 3）组合壁的热阻
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。
作业及答案1-2-2-1围护结构冷风渗透耗热量计算的方法.
项目一：室内热水供暖工程施工模块二：供暖系统设计热负荷计算单元2 冷风渗透耗热量1-2-2-1围护结构冷风渗透耗热量计算的方法习题：1.名词解释（1）中和面：即余压等于零的平面。
（2）热压：冬季建筑物的室内、外空气温度不同，室内、外空气间存在密度差，室外的冷空气从下部一些楼层的门窗缝隙渗入室内，通过建筑物内部的竖直贯通通道（如楼梯间、电梯井等）上升，从上部一些楼层的门窗缝隙排出，这种引起空气流动的压力称为热压。
（3）风压差：当风吹过建筑物时,空气从迎风面门窗缝隙渗入，被室内空气加热后，从背风面门窗缝隙渗出，冷空气的渗入量。
(4)计算冷风渗透耗热量的缝隙法: 缝隙法是计算不同朝向门窗缝隙长度及每米缝隙渗入的空气量，进而确定其耗热量的一种方法，是常用的较精确的一种方法。
(5)冷风渗透耗热量：缝隙法是计算不同朝向门窗缝隙长度及每米缝隙渗入的空气量，进而确定其耗热量的一种方法，是常用的较精确的一种方法。
2.选择题（1）在工程设计中，超过六层的多层和高层建筑，计算冷空气的渗入量时考虑（C）的作用。
A、风压B、热压C、风压和热压(2)在工程设计中，多层建筑（六层或六层以下）计算冷空气的渗入量时主要考虑（A）的作用。
A、风压B、热压C、风压和热压(3)热压主要是由于室外空气与竖直贯通通道内空气间的（B）差造成的。
A、压力B、密度C、高度(4)我国气象部门规定，风速观测的基准高度是h，规范给出各城市气象参数中风速v是对应基准高度h=(A)m的数据。
oA、10B、15C、203.填空题（1）热压主要是由于室外空气与竖直贯通通道内空气之间的（密度差）差造成的。
当门窗中心处于中和面以下时，热压差为（正）值，室外空气压力（大于）室内空气压力，冷空气由室外渗入室内；当门窗处于中和面以上时，室内空气压力（大于）室外空气压力，热空气由室内渗出室外。
4.问答题（1）高层建筑与普通多层建筑如何用缝隙法进行冷风渗透耗热量的计算?答：在工程设计中，多层（六层或六层以下）的建筑物计算冷空气的渗入量L 时主要考虑风压的作用，忽略热压的影响。
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。
课件模块二单元1围护结构传热耗热量.
单元1 围护结构的传热耗热量
对于空间高度超过4 m，室内设备
注意 散热量大于23W/m3的生产厂房，
由于对流作用，热空气上升的影响，
房间上部空气温度高于下部温度，
使上部围护结构的散热量增加。因
此，室内计算温度 tn有相应调整。
单元1 围护结构的传热耗热量
室内计算温度 tn有如下规定：
1）计算地面传热量采用工作地点温度tg 2）计算屋顶、天窗传热量采用屋顶下温度td td = tg +△t (H- 2) 3）计算墙、门和窗传热量采用室内平均温度 tp tp =(tg +td)/2
围 护 结 构 的 传 热 系 数 K ： 直接铺在土壤上非保温地面传热系数K
距外墙8 m以内地 面 沿与外墙 平行的方 向分成四 个地带
单元1 围护结构的传热耗热量
Ro （㎡ •℃)/W 2.15
4.30
非保温地面的传热热阻和传热系数
Ko W/ (㎡•℃) 地带
0.47 0.23 第三 地带 第四 地带
地带 第一 地带 第二 地带
Ro (㎡ •℃)/W 8.60
14.20
Ko W/ (㎡ •℃) 0.12
0.07
非保温地面 组成地面各层材料的导热系数λ 均大于1.16 W /(m•℃)。
单元1 围护结构的传热耗热量
围 护 结 构 的 传 热 系 数 K ： 直接铺在土壤上保温地面传热系数K
i R Ro i
附加（修正）耗热量
考虑气象条件和建筑结构特点的影响而对基 本耗热量的修正，包括朝向修正、风力附加、 外门附加和高度附加等耗热量。
单元1 围护结构的传热耗热量
围护结构传热耗热量 =基本耗热量+附加耗热量 围护结构稳定传热时，基本耗热量： Q = a KF(tn – twn)
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
围护结构传热原理与计算PPT78页
Higher temp
Lower temp
back
二、传热的三种基本方式
传热的动力是温差
导热（conduction）
1）导热的机理 当物体各部分之间不发生相对位移或不同的物体直接接触时，依靠
物质的分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动而产生的热量传 递称导热。理论上在固体、液体、气体中均可发生。
四、围护结构周期性传热过程
单纯的稳定传热过程 单纯的外侧谐波作用过程 单纯的内侧谐波作用过程
五、衰减倍数和延迟时间的计算
Building Information Modeling 建筑信压力（湿空气总压力）：环绕地球的空气层对单位 地球表面积形成的压力p
西部荒漠区—银川生态民居示范规划设计
方案1 草砖墙体系、 被动太阳能采暖、自然通风技术
方案2 多孔砖保温体系、 太阳能供暖、自然通风技术
方案3 生土结构、 太阳能采暖与热水、
被动式降温技术
分别适应不同户型、面积和等级
（建筑节能率均为80%）
多孔砖、草砖墙 构造、石材基础
落成后实景
（4万余平方米）
➢ 渗风对空气层热阻的影响
思考：从辐射 换热的角度考 虑，空气层宜 设于围护结构 冷侧还是热侧？
降低间层平均 温度，减少辐 射换热量，宜 设于冷侧。
例1-6
三、围护结构内部的温度分布计算
qi q1 q2 q3 q
室内外空气温度一定，空气温度分布是平直线 表面边界层内的温度分布是曲线，当空气温度高于
表面温度时曲线上凸，反之，曲线向下凹 各材料层内部的温度分布是一条从高温界面到低温
界面的折线，折线的斜率与材料层热阻成正比
§1.3 围护结构周期性不稳定传热 原理与计算
围护结构的传热系数
供暖室外计算温度
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
地 名 温 度/℃ 序 号
北京 上海 天津 哈尔滨 齐齐哈尔 海拉尔 长春 延吉 沈阳 锦州 大连 承德 保定 石家庄 唐山 太原 呼和浩特 锡林浩特
-9
19Biblioteka -220-9
21
采暖系统设计热负荷
定义：在设计室外温度下，为了达到要求的室内温 度，保持房间热平衡时，采暖系统在单位时间内向建筑物 供给的热量。
第2页/共36页
目录
9.1 围护结构的耗热量 9.2 加热进入室内的冷空气所需要的热量 9.3 采暖系统热负荷的概算 9.4 高层建筑采暖热负荷计算的特点
第3页/共36页
第32页/共36页
热压作用原理图
㈡热压作用规律
r＞０时:室外压力高于室内压力，冷风由室外渗入室内， 这时h＜hz,即这种现象产生于建筑物的下层部分。
r＜０时：室外压力低于室内压力，被房屋加热的空气 由室㈢内热渗压出与室风外压，的这综时合作h＞用h（z。供（暖季上节层）部分）
供暖季节热压与风压总是同时作用在建筑物外围护结构上。 高层建筑外门，外窗的两侧的压力差是两者同时作用的结果。
4.5～10
>10
25
35
40
20
30
35
15
25
30
第24页/共36页
民用建筑及工业辅助建筑冷风渗透耗热量占围护结构基本耗热量的百分数（% )
玻璃窗性质 单层 双层
一面有窗的房间 二面有窗的房间
10
15
5
8
三面有窗的房间
20 10
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，㎡
建筑物围护结构的基本耗(传)热量简易计算方法
建筑物围护结构的基本耗(传)热量简易计算方法
董进忠
【期刊名称】《暖通空调》
【年(卷),期】2013(043)001
【摘要】建筑物围护结构的基本耗(传)热量是负荷计算的基础数据.传统的计算过程比较烦琐且重复量较大.在围护结构稳定传热的理论基础上,总结出简易计算方法,该方法简便、实用.实例计算表明,该方法与传统计算方法的计算结果基本相同.【总页数】3页(P23-25)
【作者】董进忠
【作者单位】内蒙古科技大学
【正文语种】中文
【相关文献】
1.怎样计算网衣的耗线量？——介绍一种简易的计算方法 [J], 吴有德
2.对《建筑物围护结构的基本耗(传)热量简易计算方法》一文的商榷 [J], 赵岐华
3.对《建筑物围护结构的基本耗(传)热量简易计算方法》一文的商榷 [J], 邬守春
4.建筑围护结构传热得热量计算方法的比较 [J], 顾小松;傅俊萍;赵李铁
5.在开放静止水中测定鱼类耗氧率的简易计算方法与应用 [J], 张玉书
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项目一：室内热水供暖工程施工
模块二：供暖系统设计热负荷计算（12学时）
单元1 围护结构的传热耗热量
标题1-2-1-1围护结构的传热耗热量计算的方法
导学
通过讲解与实际训练，使学生了解供暖系统的设计热负荷计算原理,具备进行围护结构的传热耗热量计算的能力。
学生通过实际训练过程，培养学生的专业能力、方法能力和团队合作能力。
教学目标
专业能力目标知识目标社会和方法能力目标
1.具备围护结构的传热耗热量计算
的能力。
1.了解供暖系统的设计热负荷计算原理；
2. 掌握围护结构的传热耗热量计算的方法。
1.挖掘学生潜在创造力，激发学生的学习兴趣；
2.培养学生与人交流、与人合作的能力；
3.培养学生解决问题、自我学习、信息处理、创新革
新能力。
任务任务：针对实际工程施工图纸进行围护结构传热耗热量的计算。
重难点及解决方法重点：供暖系统设计热负荷的计算原理；围护结构传热耗热量的计算方法。
难点：围护结构传热耗热量的计算方法；计算式中各项系数的选取。
解决方法：通过实际训练，使学生具备进行围护结构传热耗热量计算的能力。
投影仪、录像带、动画课件、施工图纸、有关设计手册等
工具与
媒体。