内表面最高温度计算书.docx
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内表面最高温度计算书
1报告目的
本评估报告旨在分析3#楼的的围护结构内表面最高温度是否符合《绿色建筑评价标准》GB/T50378-2014中的“8.1.6屋顶和东、西外墙内表面的最高温度应符合现行国家标准《民用建筑热工设计规范》GB50176的规定。
”
2评价依据和方法
2.1评价依据
本次评估分析依据相关标准规范和业主提供的项目资料进行,包括:
▪《绿色建筑评价标准》(GB/T50378-2014)
▪《民用建筑热工设计规范》GB50176-93
▪施工图设计说明、墙身大样图、节能计算书
2.2评价方法
1.根据施工图中的围护结构构造,提取围护结构中内表面温度最高的部位(东、西墙面、屋面)进行分析;
2.依据《民用建筑热工设计规范》GB50176-93对围护结构隔热要求,计算以上部位在自然通风条件下的内表面最高温度;
3.将计算的温度与标准要求的上海地区夏季室外计算温度最高值36.1℃对比,判断是否满足绿色建筑评价标准要求。
3评价过程
3.1围护结构构造
本项目建筑结构体系为框架剪力墙结构,外墙采用石材、铝板或玻璃外装饰面+空气层+矿(岩)棉毡(75.0mm),屋面由上至下构造为:
细石混凝土(内配筋)(40.0mm)+水泥砂浆找平层(20.0mm)+热固型改性聚苯板(TPS板)(80.0mm)+防水卷材(4.0mm)+水泥砂浆(20.0mm)+轻质混凝土((10.0mm)+钢筋混凝土(140.0mm)。
屋面与外墙的详细构造表如表3.1和表3.2所示。
表3.1屋面构造参数表
每层材料名称
厚度(mm)
导热系数W/(m.K)
蓄热系数W/(m2.K)
热阻值(m2.K)/W
热惰性指标D=R.S
修正系数
α
细石混凝土(内配筋)
40.0
1.740
17.20
0.023
0.40
1.00
1:
2.5水泥砂浆找平层
20.0
0.930
11.37
0.022
0.24
1.00
热固型改性聚苯板(TPS板)
80.0
0.036
0.42
1.709
0.93
1.30
防水卷材、聚氨酯
4.0
1:
2.5水泥砂浆
20.0
0.930
11.37
0.022
0.24
1.00
轻质混凝土(容重小于800kg/m3)
10.0
0.360
5.64
0.022
0.16
1.25
钢筋混凝土
140.0
1.740
17.20
0.080
1.38
1.00
屋顶各层之和
310.0
1.88
3.36
屋顶热阻Ro=Ri+∑R+Re=2.04(m2.K/W)
Ri=0.115(m2.K/W);Re=0.043(m2.K/W)
屋顶传热系数K=1/Ro=0.49W/(m2.K)
太阳辐射吸收系数ρ=0.50。
面密度=533.2
普通结构屋面传热系数满足上海市《公共建筑节能设计标准》(DGJ08-107-2012)3.3.1条规定的K≤0.50的要求。
表3.2外墙类型构造参数表
外墙1
每层材料名称
厚度(mm)
导热系数W/(m.K)
蓄热系数W/(m2.K)
热阻值(m2.K)/W
热惰性指标D=R.S
修正系数
α
矿(岩)棉毡
75.0
0.049
0.62
1.276
0.95
1.20
外墙各层之和
75.0
1.28
0.95
外墙热阻Ro=Ri+∑R+Re=1.43(m2.K/W)
Ri=0.115(m2.K/W);Re=0.043(m2.K/W)
外墙传热系数Kp=1/Ro=0.70W/(m2.K)
太阳辐射吸收系数ρ=0.50。
面密度=9
3.2东向外墙内表面最高温度计算
《民用建筑热工设计规范》(GB50176-93)第3.3.4条规定:
屋顶和东、西向外墙的内表面温度,应满足隔热设计标准的要求。
第5.1.1条规定:
在房间自然通风情况下,建筑物的屋顶和东、西外墙的内表面最高温度,应满足下式要求:
式中——围护结构内表面最高温度(℃),应按《民用建筑热工设计规范》附录二中(八)的规定计算;
——夏季室外计算温度最高值(℃),应按《民用建筑热工设计规范》附录三附表3.2采用。
在自然通风条件下,非通风围护结构内表面最高温度按附录式(附2.21计算):
1)内表面平均温度
按《民用建筑热工设计规范》附录式(附2.22计算):
——室内计算温度平均值(℃);;
(1)室内计算温度平均值
其中,——室外计算温度平均值(℃),按《民用建筑热工设计规范》附录三附表3.2采用上海地区取值31.2℃;
(2)室外综合温度平均值按照附录式(附2.14计算)
其中,——水平或垂直面上太阳辐射照度平均值(W/m2),按《民用建筑热工设计规范》附录三附表3.3采用上海地区W(E)昼夜平均151.6W/m2;
——外表面换热系数,取19.0W/(m2K);
——太阳辐射吸收系数,按规范表中选取0.50;
(3)东向外墙的传热热阻:
Ro=1.43(m2./W)
内表面换热系数:
可计算出内表面平均温度:
2)相位差修正系数
(1)与比值
其中,——室外空气温度波幅(℃),按《民用建筑热工设计规范》附录三附表3.2采用上海地区取值4.9℃
——太阳辐射当量温度波幅(℃):
其中,——太阳辐射吸收系数,按节能计算书取0.50;
——水平或垂直面上太阳辐射照度最大值(W/㎡),按《民用建筑热工设计规范》附录三附表3.3采用上海地区W(E)16时最大取640W/㎡;
——水平或垂直面上太阳辐射照度平均值(W/㎡),按《民用建筑热工设计规范》附录三附表3.3采用上海地区W(E)昼夜平均151.6W/㎡;
——外表面换热系数,取19.0W/(㎡.K);
根据以上结果,取与中较大值为分子,按照的比值计算结果为2.62。
(2)与差值
——室外空气温度最大值出现时间,通常取15时;
——太阳辐射照度最大值出现时间,通常取8时(东向);
根据以上条件,东向:
(3)查《民用建筑热工设计规范》附表2.7,相位差修正系数:
0.76;
表3.3《民用建筑热工设计规范》附表2.7
3)室外综合温度波幅值
室外综合温度波幅值,按《民用建筑热工设计规范》附录式(附2.15)计算:
4)室内计算温度波幅值
5)围护结构衰减倍数
围护结构衰减倍数,按《民用建筑热工设计规范》附录式(附2.17计算):
其中外墙热惰性指标D值,按围护结构参数表取;
与分别为内外表面换热系数,取8.7W/(m2.K),19.0W/(m2.K)。
外墙构造各层材料的表面蓄热系数按《民用建筑热工设计规范》附录二中(七)1.的规定计算,由内到外逐层进行计算:
矿(岩)棉毡(75.0mm)
D1=0.95<1,S1=0.62,R1=1.27,则:
可以求出围护结构衰减倍数:
6)多层围护结构的总延迟时间
总延迟时间,按《民用建筑热工设计规范》附录式(附2.18)计算:
其中,——围护结构延迟时间(h);
——围护结构外表面(亦即最后一层外表面)蓄热系数[W/(m2K)],取最后一层材料的外表面蓄热系数,
——空气间层热阻(m2K/W),项目围护结构无空气间层,该项不考虑;
——空气间层内表面蓄热系数[W/(m2K)];
同上计算得:
7)室内谐波传至内表面的延迟时间
室内谐波传至内表面的延迟时间,按《民用建筑热工设计规范》附录式(附2.20)计算:
8)室内空气到内表面的衰减倍数
室内空气到内表面的衰减倍数,按《民用建筑热工设计规范》附录式(附2.19)计算:
9)Δφ的计算和β的再确定
根据和,参照《民用建筑热工设计规范》附录二附表2.7计算:
其中,——室外综合温度最大值出现时间,查附表2.7,东向
——室内空气温度最大值出现时间,通常取16。
计算得:
这里再计算和的比值:
得到,,,取其中较大值作为分子,,
查《民用建筑热工设计规范》附录二附表2.7,重新得。
10)内表面最高温度计算
由此可以求出东向外墙内表面最高温度:
同理,可计算出东向外墙的内表面最高温度为35.6℃。
11)小结
在房间自然通风情况下,东向外墙的内表面最高温度分别为35.6℃,小于夏季室外计算温度最高值36.1℃,能够满足《民用建筑热工设计规范》GB50176-93的要求。
3.3西向外墙内表面最高温度计算
西向外墙内表面最高温度计算过程与东外墙类似,在此不作赘述,直接给出计算结果。
1)内表面平均温度
2)相位差修正系数
3)室外综合温度波幅值
4)室内计算温度波幅值
5)围护结构衰减倍数
6)多层围护结构的总延迟时间
7)室内谐波传至内表面的延迟时间
8)室内空气到内表面的衰减倍数
9)Δφ的计算和β的再确定
10)内表面最高温度计算
11)小结
在房间自然通风情况下,西向外墙的内表面最高温度分别为35.4℃,小于夏季室外计算温度最高值36.1℃,能够满足《民用建筑热工设计规范》GB50176-93的要求。
3.4屋面内表面最高温度计算
1)内表面平均温度
内表面平均温度按《民用建筑热工设计规范》附录式(附2.22计算):
——室内计算温度平均值(℃);;
(1)室内计算温度平均值:
其中,——室外计算温度平均值(℃),按《民用建筑热工设计规范》附录三附表3.2采用上海地区取值31.2℃;
(2)室外综合温度平均值按照附录式(附2.14计算)
其中,——水平或垂直面上太阳辐射照度平均值(W/m2),按《民用建筑热工设计规范》附录三附表3.3采用上海地区H昼夜平均315.4W/m2;
——外表面换热系数,取19.0W/(m2K);
——太阳辐射吸收系数,按标准规范取0.5;
(3)屋顶传热阻:
内表面换热系数:
可计算出内表面平均温度:
2)相位差修正系数
(1)与比值
其中,——室外空气温度波幅(℃),按《民用建筑热工设计规范》附录三附表3.2采用上海地区取值4.9℃
——太阳辐射当量温度波幅(℃):
其中,——太阳辐射吸收系数,按节能计算书取0.5;
——水平或垂直面上太阳辐射照度最大值(W/m2),按《民用建筑热工设计规范》附录三附表3.3采用上海地区H(水平方向)12时取967W/m2;
——水平或垂直面上太阳辐射照度平均值(W/m2),按《民用建筑热工设计规范》附录三附表3.3采用上海地区H昼夜平均315.4W/m2;
——外表面换热系数,取19.0W/(m2.K);
根据以上结果,取与中较大值为分子,按照的比值计算结果为3.5。
(2)与差值
——室外空气温度最大值出现时间,通常取15时;
——太阳辐射照度最大值出现时间,通常取12时(水平);
根据以上条件,水平向:
(3)查《民用建筑热工设计规范》附表2.7,相位差修正系数:
0.94(水平)。
3)室外综合温度波幅值
室外综合温度波幅值,按《民用建筑热工设计规范》附录式(附2.15计算):
4)室内计算温度波幅值
5)围护结构衰减倍数
围护结构衰减倍数,按《民用建筑热工设计规范》附录式(附2.17计算):
其中屋顶热惰性指标D值,按围护结构参数表取值;
与分别为内外表面换热系数,取8.7W/(m2.K),19.0W/(m2.K)。
屋顶构造各层材料的表面蓄热系数按《民用建筑热工设计规范》附录二中(七)1.的规定计算,由内到外逐层进行计算:
1)第一层:
钢筋混凝土
D1=1.19>1,S1=17.2,R1=0.069,则:
2)第二层:
加气、泡沫混凝土
D2=0.49<1,S2=3.59,R2=0.091,则:
3)第三层:
水泥砂浆
D3=0.24<1,S3=11.37,R3=0.022,则:
4)第四层:
泡沫玻璃保温板
D4=0.91<1,S4=0.81,R4=0.941,则:
5)第五层:
细石混凝土(内配筋)
D5=0.35<1,S5=17.2,R4=0.02,则:
可以求出围护结构衰减倍数:
6)多层围护结构的总延迟时间
总延迟时间,按《民用建筑热工设计规范》附录式(附2.18)计算:
其中,——围护结构延迟时间(h);
——围护结构外表面(亦即最后一层外表面)蓄热系数[W/(m2K)],取最后一层材料的外表面蓄热系数,
——空气间层热阻(m2K/W),项目围护结构无空气间层,该项不考虑;
——空气间层内表面蓄热系数[W/(m2K)];同上
计算得:
7)室内谐波传至内表面的延迟时间
室内谐波传至内表面的延迟时间,按《民用建筑热工设计规范》附录式(附2.20)计算:
8)室内空气到内表面的衰减倍数
室内空气到内表面的衰减倍数,按《民用建筑热工设计规范》附录式(附2.19)计算:
9)Δφ的计算和β的再确定
根据和,参照《民用建筑热工设计规范》附录二附表2.7计算:
其中,——室外综合温度最大值出现时间,查附表2.7,水平方向取13。
——室内空气温度最大值出现时间,通常取16。
计算得:
这里再计算和的比值:
得到:
,,取其中较大值作为分子,,查《民用建筑热工设计规范》附录二附表2.7,重新得。
10)内表面最高温度计算
由此可以求出屋顶内表面最高温度:
11)小结
在房间自然通风情况下,屋顶内表面最高温度为36.0℃,小于夏季室外计算温度最高值36.1℃,能够满足《民用建筑热工设计规范》GB50176-93的要求。
四结论
根据《民用建筑热工设计规范》GB50176-93,对本项目围护结构内表面最高温度进行了校核计算,结果表明:
屋顶内表面最高温度为36.0℃,东向外墙的内表面最高温度为35.6℃,西向外墙的内表面最高温度分别为35.4℃,均低于上海市夏季室外计算温度最高值36.1℃,故该项目满足《绿色建筑评价标准》“8.1.6在自然通风条件下,房间的屋顶和东、西外墙内表面的最高温度应符合现行国家标准《民用建筑热工设计规范》GB50176的规定。
”
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