第1讲建筑热工.ppt
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采暖工程采暖工程主讲人:
闫全英主讲人:
闫全英内容简介内容简介v供暖工程建筑物采暖供暖工程建筑物采暖v内容:
建筑热工,建筑物房间热负荷的内容:
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。
统型式和选择,采暖管道设计等。
第一讲第一讲建筑热工建筑热工v一、热工分区一、热工分区v五个区:
严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地五个区:
严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区、温和地区。
区、夏热冬暖地区、温和地区。
v分区主要指标:
按照最冷月平均温度和最热分区主要指标:
按照最冷月平均温度和最热月平均温度来分。
月平均温度来分。
v设计要求:
冬季保温和夏季防热要求不同。
设计要求:
冬季保温和夏季防热要求不同。
分区名称分区指标辅助指标设计要求严寒地区最冷月平均温度-10日平均温度小于5的天数大于145天必须充分满足冬季保温要求,一般可不考虑夏季防热寒冷地区最冷月平均温度-100日平均温度小于5的天数为90145天应满足冬季保温要求,部分地区兼顾夏季防热夏热冬冷地区最冷月平均温度010最热月平均温度2530日平均温度小于5的天数为090天,日平均温度大于25的天数为40110天必须满足夏季防热要求,适当兼顾冬季保温夏热冬暖地区最冷月平均温度10最热月平均温度2529日平均温度大于25的天数,100200天必须充分满足夏季防热一般可不考虑冬季保温温和地区最冷月平均温度013最热月平均温度1825日平均温度小于5的天数090天部分地区应考虑冬季保温,一般可不考虑夏季防热v1、围护结构传热阻、围护结构传热阻(传热系数(传热系数K的倒数)的倒数)计算方法:
计算方法:
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/m12W/m22.K.K。
间层之上或之外部分的导热热阻不再计算。
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。
通风间层的设置可增大冬季热负荷,减小夏季空调冷负荷。
二、围护结构传热阻二、围护结构传热阻序号围护结构内表面特征m2K/WW/(m2K)1墙、地面、表面平整的顶棚、有肋状突出物的顶棚(h/s0.2)0.1158.7234有肋、井状突出物的顶棚0.2h/s=0.3有肋状突出物的顶棚(h/s0.3)有井状突出物的顶棚(h/s0.3)0.1230.1320.1438.17.67.0注:
h肋高;s肋间净距。
序号围护结构外表面特征m2K/WW/(m2K)1与室外空气直接接触的围护结构外表面0.04232与室外空气自然相通的不供暖地下室顶板的下表面0.060173有外窗的不供暖地下室顶板的下表面0.08124不供暖阁楼地板的上表面0.1238.15无外窗的不供暖地下室顶板的下表面0.176第2讲供暖设计热负荷的计算v非均质围护结构非均质围护结构v导热热阻的计算:
假设由导热热阻的计算:
假设由m层材料组成,沿平层材料组成,沿平行于热流方向划分了行于热流方向划分了n个面积个面积qF1F2F3mv某住宅楼节能外墙的做法(从内到外):
某住宅楼节能外墙的做法(从内到外):
(1)水泥砂浆:
厚度水泥砂浆:
厚度1=20mm,导热系数,导热系数1=0.93W/(m.K);
(2)蒸压加气混凝土砌蒸压加气混凝土砌块:
块:
2=200mm,2=0.20W/(m.K),修正系数,修正系数2=1.25;(3)单单面钢丝网片岩棉板:
面钢丝网片岩棉板:
3=70mm,3=0.045W/(m.K),修正系数,修正系数3=1.20;(4)保护层、饰面层、如忽略保护层、饰面层热阻影保护层、饰面层、如忽略保护层、饰面层热阻影响,该外墙的传热系数响,该外墙的传热系数K应为以下何项?
应为以下何项?
v某住宅楼节能外墙的做法(从内到外):
某住宅楼节能外墙的做法(从内到外):
(1)水泥砂浆:
厚度水泥砂浆:
厚度1=20mm,导热系数,导热系数1=0.93W/(m.K);
(2)蒸压加气混凝土砌蒸压加气混凝土砌块:
块:
2=200mm,2=0.20W/(m.K),修正系数,修正系数2=1.25;
(2)单单面钢丝网片岩棉板:
面钢丝网片岩棉板:
3=70mm,3=0.045W/(m.K),修正系数,修正系数3=1.20;(4)保护层、饰面层、如忽略保护层、饰面层热阻影保护层、饰面层、如忽略保护层、饰面层热阻影响,该外墙的传热系数响,该外墙的传热系数K应为以下何项?
应为以下何项?
v(A)()(0.290.33)W/(.K)(B)()(0.350.37)W/(.K)v(C)()(0.280.40)W/(.K)(D)()(0.420.44)W/(.K);v答案答案:
Dv围护结构传热阻设计围护结构传热阻设计满足卫生要求和不结露要求满足卫生要求和不结露要求v围护结构内表面温度应满足表面不结露的要求(结露会导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。
要求确定的外围护结构的传热阻。
满足节能标准要求满足节能标准要求v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。
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围护结构传热阻的设计v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。
能标准的规定去设计。
v
(1)满足卫生和不结露围护结构最小传热阻满足卫生和不结露围护结构最小传热阻v围护结构传热阻应该满足使用要求、卫生要围护结构传热阻应该满足使用要求、卫生要求和经济要求。
求和经济要求。
v围护结构内表面温度应满足表面不结露的要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,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上要求而确定的外围护结构的传热阻称为最小传热阻。
小传热阻。
围护结构构类型型热惰性指惰性指标D值的取的取值()6.04.14.16.01.61.64.01.5说明:
明:
1、为供暖室外供暖室外计算温度;算温度;tp.min为累年最低日平均温度。
累年最低日平均温度。
22、D4.0的的实心心砖墙,计算温度算温度应按按型型围护结构取构取值。
vN层材料组成的围护结构的热惰性指标层材料组成的围护结构的热惰性指标v若某层又由不同的若某层又由不同的m种材料组成,则种材料组成,则有关最小传热阻的规定有关最小传热阻的规定v集中供暖地区的建筑物非透明部分围护结构(不包括窗、阳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;台门和天窗)的传热阻,在任何情况下不应小于最小传热阻;v外门(阳台门除外)的最小传热阻,不应小于按供暖室外计外门(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算温度所确定的外墙最小传热阻的60%60%;v当相邻房间的温差大于当相邻房间的温差大于1010时,内围护结构的最小传热阻,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。
结露。
v
(2)满足设计节能标准的最小传热阻)满足设计节能标准的最小传热阻v保温层最小厚度计算问题保温层最小厚度计算问题v问题:
既有建筑的节能改造或围护结构热工设计问题:
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,求保温材料的导热系数,求保温材料厚度。
保温材料厚度。
由由建筑建筑物体形系数,根据物体形系数,根据节能能标准得出准得出最大允许传热系最大允许传热系数,按上述公式计算。
数,按上述公式计算。
例:
兰州某办公楼(体形系数为例:
兰州某办公楼(体形系数为0.28的外墙),按照的外墙),按照公共建公共建筑节能设计标准筑节能设计标准的规定进行改造,加贴膨胀聚苯板,原外墙的规定进行改造,加贴膨胀聚苯板,原外墙为为360mm粘土多孔砖(粘土多孔砖(=0.58W/m.K),内衬灰),内衬灰20mm(=0.87W/m.K),则外墙所贴的膨胀聚苯板(,则外墙所贴的膨胀聚苯板(=0.05W/m.K)的厚度至少应选下列何值?
的厚度至少应选下列何值?
A.40mmB.50mmC.60mmD.70mm答案:
答案:
B分析:
查分析:
查公建节能公建节能,兰州属于寒冷地区,体形系数,兰州属于寒冷地区,体形系数0.28的的外墙传热系数外墙传热系数K=0.60W/m2.K1/8.70.36/0.580.02/0.87/0.051/231/0.6043mmv结露问题(平面或管壁)结露问题(平面或管壁)v基本公式(按传热学知识)v壁面两侧流体间的传热过程的分析:
v壁面两侧流体通过壁面传递的热量为v壁面一侧流体与壁面间的对流换热量为v两个热量相等v则传热过程的传热系数为R1R2t1t2qtbv问题1v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Rntntwqtbv问题2v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tn2RnRn1tn1tn2qtbv问题3v输送冷媒管壁表面不结露:
保温厚度tRnttntbq例:
例:
某热湿作业车间冬季的室内温度为某热湿作业车间冬季的室内温度为23,相对湿度为,相对湿度为70,采暖室外计算温度为,采暖室外计算温度为8,Rn=0.115m2.K/W,当地,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?
造价低的窗玻璃,应是下列何项?
A.K=1.2W/m2.KB.K=1.5W/m2.KC.K=1.7W/m2.KD.K=2.0W/m2.K答案:
答案:
B例:
风管内空气温度例:
风管内空气温度t1=14,风管保温层导热系数,风管保温层导热系数=0.04w.m/K,保温层与室内空气换热系数,保温层与室内空气换热系数=8w/m2K,室内空气室内空气tw=32,相对湿度,相对湿度80%,露点温度,露点温度tp=28。
不考。
不考虑风管内热阻和换热系数,求保温层厚度?
虑风管内热阻和换热系数,求保温层厚度?
A:
18mmB:
16mmC:
14mmD:
12mm答案:
答案:
Av改善围护结构热性能的措施改善围护结构热性能的措施v
(1)提高热阻措施提高热阻措施:
采用轻质高效保温材料与砖、:
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;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。
块墙体;采用封闭空气间层或带有铝箔的空气间层。
v
(2)提高热稳定性措施提高热稳定性措施:
复合结构内外侧宜采用:
复合结构内外侧宜采用重质材料,中间
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- 建筑