首页 朱明之关于建筑-公众号 轻钢笔记《热工计算实操》

轻钢笔记《热工计算实操》

保温随着绿色建筑概念的普及,在各个国家的建筑规范中,都增加了建筑节能的要求,虽然表述不同,但总体来说,就是通过增加围护结构的保温性能,达到减少能量流失的目的。

第一部分 名词解释

1 导热系数(研究材料的)

导热系数是指在稳定传热条件下,1m厚的材料,两侧表面的温差为1度(K,℃),在1秒内(1s),通过1平方米面积传递的热量,单位为瓦/米·度 (W/(m·K),此处为K可用℃代替)。

导热系数仅针对存在导热的传热形式,当存在其他形式的热传递形式时,如辐射、对流和传导等多种传热形式时的复合传热关系,该性质通常被称为表观导热系数、显性导热系数或有效导热系数(thermal transmissivity of material)。

此外,导热系数是针对均质材料而言的,实际情况下,还存在有多孔、多层、多结构、各向异性材料,此种材料获得的导热系数实际上是一种综合导热性能的表现,也称之为平均导热系数


2 热阻(单一材料)

热阻θ=L/λ——式中:λ是导热系数,L是材料厚度。


3传热系数(研究墙体的)

墙体的传热系数K是表征墙体(含所有构造层次)在稳定传热条件下,当其两侧空气温差为1K(1℃)时,单位时间内通过单位平方米墙体面积传递的热量,单位为W/(M2.K)。即传热系数K是包含了墙体的所有构造层次和两侧空气边界层在内的。它表征了墙体保温系统的热工性能,有研究表明外墙传热系数的减少将明显的降低建筑能耗。


4 传热阻(研究墙体的)

围护结构传热阻是围护结构(包括两侧空气边界层)阻抗传热能力的物理量,为结构热阻(R)与两侧表面换热阻之和。

传热阻R0是传热系数K的倒数,即R0=1/K,单位是平方米*度/瓦(㎡*K/W)围护结构的传热系数K值愈小,或传热阻R0值愈大,保温性能愈好。


5 表面换热阻

在内表面,称为内表面换热阻(Ri、);在外表面,称为外表面换热阻(Re)。具体数值可按《民用建筑热工设计规范》(GB50176)取用。在一般情况下,外围护结构的内表面换热阻可取Ri=0.11m2·K/W,外表面换热阻可取Re=0.04m2·K/W (冬季状况)或0.05m2·K/W(夏季状况)。


类似的,在澳洲标准中,也主要涉及上面几个概念

Energy efficiency节能

NCC ENERGY EFFICIENCY DETAILS

R-Value means the thermalresistance (M2.K/W) of a component calculated by dividing its thickness by itsthermal conductivity.

R值为通过物体导热系数除于其厚度得出的热阻(M2.K/W)

Total R-Value means the sum of the R-Values of the individual component layers in a compositeelement including any building material, insulation material, airspace andassociated surface resistances.

总R值为在复合单元(包括任何建筑物件、保温材料、空气间层及关联表面热阻) 各个组成层的R值总和。

Total U-Value means the thermal transmittance (w/m2.k)ofthe composite element allowing for the effect of any airspace and associatedsurface resistances.

总U值为允许任何空气间层及相关表面热阻的复合原件的传热系数。


Building Fabric

建筑构造

1.1  Roof屋顶

All required insulation will be installed inaccordance with 3.12.11 building fabric thermal insulation, the manufacturer’s specification, and AS/NZS 4859.1

所需绝缘必须按照3.12.11建筑结构热绝缘、制造商说明及澳标/新西兰标准4859.1安装。

1.2  Walls墙体 

All required insulation will be installed inaccordance with 3.12.1.1 building fabric thermal insulation, the manufacturer’s specification, and AS/NZS 4859.1

所需绝缘3.12.1.1建筑构造必须按照建筑构造热绝缘,建造商说明及澳标/新西兰标准4859.1规定安装。



第二部分 传热阻计算(类似电阻并联串联的计算)


1、围护结构热阻的计算单层结构热阻
R=δ/λ(m2.K/w)
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 (w/(m2.k))
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4、铝合金门窗的传热系数的计算Uw =(Af*Uf+Ag*Ug+Lg*Ψg)/(Af+Ag)
式中:
Uw — 整窗的传热系数 W/m2·K
Ug — 玻璃的传热系数 W/m2·K
Ag — 玻璃的面积 m2
Uf — 型材的传热系数 W/m2·K
Af — 型材的面积 m2
Lg — 玻璃的周长 m
Ψg — 玻璃周边的线性传热系数 W/m2·K



第三部分 项目实操


1、澳洲项目的节能要求在哪里体现?

图纸中一般会注明





或者以独立的文件形式

对门窗的U值也有详细的规定

其中

U value of the window – this figure indicates the amount of

thermal transmittance through the window based on W/m2.K

as a rule the lower the figure the better.

Solar Heat Gain Coefficient (SHGC) – this figure as a %

indicates the amount of solar heat that will pass through the

window unit.


2 如何搭配才能满足上述要求?

案例一

下图为新西兰某品牌铝箔热反射膜的产品手册。在最后一页左下角有一个热工计算表

如上表,他说他们家两层膜总传热阻是2.5,三层膜是3.66。


案例二 

bunnings卖的几款成品小房子,附件是产品技术手册。

其中热工计算是这么表述的

案例三

澳洲当地的一个门窗品牌,在产品手册中,对于U值和SHGC的说明

上面三个案例涉及空气层、R值玻璃棉等概念和材料,就不展开了


第四部分 总结

通过上述传热阻的计算,可以以下结论:

1、澳洲对于建筑的热工性能是在规划阶段完成的,而且对于墙体、屋面、门窗的热阻或传热系数有明确具体的要求,便于普通人掌握。

2、传热阻的计算是和中国规范一致的,也就是

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)


本文来自网络,不代表钢构人的立场,转载请注明出处。搜索工程类文章,就用钢构人网站。 https://www.ganggouren.com/2019/04/cc2c36db78/
上一篇
下一篇

作者: ganggouren

为您推荐

发表回复

您的电子邮箱地址不会被公开。

联系我们

联系我们

17717621528

在线咨询: QQ交谈

邮箱: 1356745727@qq.com

工作时间:周一至周五,9:00-17:30,节假日休息
关注微信
微信扫一扫关注我们

微信扫一扫关注我们

关注微博
返回顶部