第1講建筑熱工

1、采暖工程采暖工程主講人：閆全英主講人：閆全英內(nèi)容簡介內(nèi)容簡介v供暖工程建筑物采暖供暖工程建筑物采暖v內(nèi)容：建筑熱工，建筑物房間熱負荷的內(nèi)容：建筑熱工，建筑物房間熱負荷的計算，采暖設(shè)備的形式和設(shè)計，采暖系計算，采暖設(shè)備的形式和設(shè)計，采暖系統(tǒng)型式和選擇，采暖管道設(shè)計等。統(tǒng)型式和選擇，采暖管道設(shè)計等。第一講第一講 建筑熱工建筑熱工v一、熱工分區(qū)一、熱工分區(qū)v五個區(qū)：嚴寒地區(qū)、寒冷地區(qū)、夏熱冬冷地五個區(qū)：嚴寒地區(qū)、寒冷地區(qū)、夏熱冬冷地區(qū)、夏熱冬暖地區(qū)、溫和地區(qū)。區(qū)、夏熱冬暖地區(qū)、溫和地區(qū)。v分區(qū)主要指標：按照最冷月平均溫度和最熱分區(qū)主要指標：按照最冷月平均溫度和最熱月平均溫度來分。月平均溫度來分。v設(shè)

2、計要求：冬季保溫和夏季防熱要求不同。設(shè)計要求：冬季保溫和夏季防熱要求不同。分區(qū)名稱分區(qū)指標輔助指標設(shè)計要求嚴寒地區(qū)最冷月平均溫度-10日平均溫度小于5的天數(shù)大于145 天必須充分滿足冬季保溫要求，一般可不考慮夏季防熱寒冷地區(qū)最冷月平均溫度-10 0日平均溫度小于5的天數(shù)為90145天應(yīng)滿足冬季保溫要求，部分地區(qū)兼顧夏季防熱夏熱冬冷地區(qū)最冷月平均溫度010最熱月平均溫度2530日平均溫度小于5的天數(shù)為090天,日平均溫度大于25的天數(shù)為40110天必須滿足夏季防熱要求，適當兼顧冬季保溫夏熱冬暖地區(qū)最冷月平均溫度10最熱月平均溫度2529日平均溫度大于25的天數(shù), 100200天必須充分滿足夏季防

3、熱一般可不考慮冬季保溫溫和地區(qū)最冷月平均溫度013最熱月平均溫度1825日平均溫度小于5的天數(shù)090天部分地區(qū)應(yīng)考慮冬季保溫，一般可不考慮夏季防熱v1、圍護結(jié)構(gòu)傳熱阻、圍護結(jié)構(gòu)傳熱阻 （傳熱系數(shù)（傳熱系數(shù)K的倒數(shù)）的倒數(shù)）計算方法：計算方法：wknwjnRRRRR1100R二、圍護結(jié)構(gòu)傳熱阻二、圍護結(jié)構(gòu)傳熱阻序號圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)表面特征m2K/ WW/（m2K）1墻、地面、表面平整的頂棚、有肋狀突出物的頂棚（h/s0.2）0.1158.7234有肋、井狀突出物的頂棚0.2h/s=0.3有肋狀突出物的頂棚（h/s0.3）有井狀突出物的頂棚（h/s0.3）0.1230.1320.1438.17.67.0

4、注：h肋高；s肋間凈距。序號圍護結(jié)構(gòu)外表面特征m2K/ WW/（m2K）1與室外空氣直接接觸的圍護結(jié)構(gòu)外表面0.04232與室外空氣自然相通的不供暖地下室頂板的下表面0.060173有外窗的不供暖地下室頂板的下表面0.08124不供暖閣樓地板的上表面0.1238.15無外窗的不供暖地下室頂板的下表面0.176第2講 供暖設(shè)計熱負荷的計算 v非均質(zhì)圍護結(jié)構(gòu)非均質(zhì)圍護結(jié)構(gòu)v導(dǎo)熱熱阻的計算：假設(shè)由導(dǎo)熱熱阻的計算：假設(shè)由m層材料組成，沿平層材料組成，沿平行于熱流方向劃分了行于熱流方向劃分了n個面積個面積wnnnRRRFRFRFFR00220110qF1F2F3mjjjwniRRR10iFF0mRRRR

5、wn0v某住宅樓節(jié)能外墻的做法（從內(nèi)到外）：某住宅樓節(jié)能外墻的做法（從內(nèi)到外）：(1)水泥砂漿：厚度水泥砂漿：厚度1=20mm，導(dǎo)熱系數(shù)，導(dǎo)熱系數(shù)1=0.93W/(m.K)；(2)蒸壓加氣混凝土砌蒸壓加氣混凝土砌塊：塊：2=200mm，2=0.20W/(m.K)，修正系數(shù)，修正系數(shù)2=1.25；(3)單單面鋼絲網(wǎng)片巖棉板：面鋼絲網(wǎng)片巖棉板：3=70mm，3=0.045W/(m.K)，修正系數(shù)，修正系數(shù)3=1.20；(4)保護層、飾面層、如忽略保護層、飾面層熱阻影保護層、飾面層、如忽略保護層、飾面層熱阻影響，該外墻的傳熱系數(shù)響，該外墻的傳熱系數(shù)K應(yīng)為以下何項？應(yīng)為以下何項？v某住宅樓節(jié)能外墻的做

6、法（從內(nèi)到外）：某住宅樓節(jié)能外墻的做法（從內(nèi)到外）：(1)水泥砂漿：厚度水泥砂漿：厚度1=20mm，導(dǎo)熱系數(shù)，導(dǎo)熱系數(shù)1=0.93W/(m.K)；(2)蒸壓加氣混凝土砌蒸壓加氣混凝土砌塊：塊：2=200mm，2=0.20W/(m.K)，修正系數(shù)，修正系數(shù)2=1.25；(2)單單面鋼絲網(wǎng)片巖棉板：面鋼絲網(wǎng)片巖棉板：3=70mm，3=0.045W/(m.K)，修正系數(shù)，修正系數(shù)3=1.20；(4)保護層、飾面層、如忽略保護層、飾面層熱阻影保護層、飾面層、如忽略保護層、飾面層熱阻影響，該外墻的傳熱系數(shù)響，該外墻的傳熱系數(shù)K應(yīng)為以下何項？應(yīng)為以下何項？v（A）（）（0.290.33）W/(.K)（B）

7、（）（0.350.37）W/(.K)v（C）（）（0.280.40）W/(.K)（D）（）（0.420.44）W/(.K)；v答案答案: D KmwRKwKmRRRRjwn./456. 01/.1928. 22 . 1045. 007. 02 . 025. 12 . 093. 002. 004. 0115. 02020wknwjnRRRRR110v圍護結(jié)構(gòu)傳熱阻設(shè)計圍護結(jié)構(gòu)傳熱阻設(shè)計滿足衛(wèi)生要求和不結(jié)露要求滿足衛(wèi)生要求和不結(jié)露要求v圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度應(yīng)滿足表面不結(jié)露的要求（結(jié)露會導(dǎo)圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度應(yīng)滿足表面不結(jié)露的要求（結(jié)露會導(dǎo)致耗熱量增大使圍護結(jié)構(gòu)易損壞）；室內(nèi)空氣溫度與圍護致耗熱量增大使

8、圍護結(jié)構(gòu)易損壞）；室內(nèi)空氣溫度與圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度的溫度差要滿足衛(wèi)生要求（內(nèi)表面溫度過結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度的溫度差要滿足衛(wèi)生要求（內(nèi)表面溫度過低，人體向外輻射熱過多，會產(chǎn)生不舒適感）。根據(jù)以上低，人體向外輻射熱過多，會產(chǎn)生不舒適感）。根據(jù)以上要求確定的外圍護結(jié)構(gòu)的傳熱阻。要求確定的外圍護結(jié)構(gòu)的傳熱阻。滿足節(jié)能標準要求滿足節(jié)能標準要求v圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)應(yīng)小于各區(qū)建筑節(jié)能設(shè)計標準中最大圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)應(yīng)小于各區(qū)建筑節(jié)能設(shè)計標準中最大允許傳熱系數(shù)。按節(jié)能標準中最大傳熱系數(shù)的倒數(shù)得出的允許傳熱系數(shù)。按節(jié)能標準中最大傳熱系數(shù)的倒數(shù)得出的傳熱阻為滿足節(jié)能標準的最小傳熱阻。傳熱阻為滿足節(jié)能標準的最小傳熱阻。圍

9、護結(jié)構(gòu)傳熱阻的設(shè)計圍護結(jié)構(gòu)傳熱阻的設(shè)計v滿足節(jié)能標準的圍護結(jié)構(gòu)最小傳熱阻大于滿足衛(wèi)生和不結(jié)滿足節(jié)能標準的圍護結(jié)構(gòu)最小傳熱阻大于滿足衛(wèi)生和不結(jié)露要求的最小傳熱阻，故進行圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計時，按節(jié)露要求的最小傳熱阻，故進行圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計時，按節(jié)能標準的規(guī)定去設(shè)計。能標準的規(guī)定去設(shè)計。v(1)滿足衛(wèi)生和不結(jié)露圍護結(jié)構(gòu)最小傳熱阻滿足衛(wèi)生和不結(jié)露圍護結(jié)構(gòu)最小傳熱阻v圍護結(jié)構(gòu)傳熱阻應(yīng)該滿足使用要求、衛(wèi)生要圍護結(jié)構(gòu)傳熱阻應(yīng)該滿足使用要求、衛(wèi)生要求和經(jīng)濟要求。求和經(jīng)濟要求。v圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度應(yīng)滿足表面不結(jié)露的要圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度應(yīng)滿足表面不結(jié)露的要求（結(jié)露會導(dǎo)致耗熱量增大使圍護結(jié)構(gòu)易損求（結(jié)露會導(dǎo)致耗熱量增

10、大使圍護結(jié)構(gòu)易損壞）；室內(nèi)空氣溫度與圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度壞）；室內(nèi)空氣溫度與圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度的溫度差要滿足衛(wèi)生要求（內(nèi)表面溫度過低，的溫度差要滿足衛(wèi)生要求（內(nèi)表面溫度過低，人體受到冷輻射會產(chǎn)生不舒適感）。根據(jù)以人體受到冷輻射會產(chǎn)生不舒適感）。根據(jù)以上要求而確定的外圍護結(jié)構(gòu)的傳熱阻稱為最上要求而確定的外圍護結(jié)構(gòu)的傳熱阻稱為最小傳熱阻。小傳熱阻。nyewnRttaR,min, 0圍護結(jié)構(gòu)類型圍護結(jié)構(gòu)類型熱惰性指標熱惰性指標D值值的取值（的取值（）6.04.14.16.01.61.64.01.5說明：說明：1、 為供暖室外計算溫度；為供暖室外計算溫度；tp.min為累年最低日平均溫度。為累年最低日平

11、均溫度。2 2、D4.0的實心磚墻，計算溫度的實心磚墻，計算溫度 應(yīng)按應(yīng)按型圍護結(jié)構(gòu)取值。型圍護結(jié)構(gòu)取值。wetwwettmin4 . 06 . 0pwwetttmin7 . 03 . 0pwwetttminpwettwtwtvN層材料組成的圍護結(jié)構(gòu)的熱惰性指標層材料組成的圍護結(jié)構(gòu)的熱惰性指標v若某層又由不同的若某層又由不同的m種材料組成，則種材料組成，則NiiiiNiiiSSRD11mmmFFmmmFFSS有關(guān)最小傳熱阻的規(guī)定有關(guān)最小傳熱阻的規(guī)定v集中供暖地區(qū)的建筑物非透明部分圍護結(jié)構(gòu)（不包括窗、集中供暖地區(qū)的建筑物非透明部分圍護結(jié)構(gòu)（不包括窗、陽臺門和天窗）的傳熱阻，在任何情況下不應(yīng)小于最

12、小傳陽臺門和天窗）的傳熱阻，在任何情況下不應(yīng)小于最小傳熱阻；熱阻；v外門（陽臺門除外）的最小傳熱阻，不應(yīng)小于按供暖室外外門（陽臺門除外）的最小傳熱阻，不應(yīng)小于按供暖室外計算溫度所確定的外墻最小傳熱阻的計算溫度所確定的外墻最小傳熱阻的60%60%；v當相鄰房間的溫差大于當相鄰房間的溫差大于1010時，內(nèi)圍護結(jié)構(gòu)的最小傳熱阻，時，內(nèi)圍護結(jié)構(gòu)的最小傳熱阻，亦應(yīng)通過計算確定。可能出現(xiàn)的問題：溫度高的房間內(nèi)表亦應(yīng)通過計算確定。可能出現(xiàn)的問題：溫度高的房間內(nèi)表面結(jié)露。面結(jié)露。111211min, 0nlnnnRttttRnywnRttR1min, 06 . 0v（2）滿足設(shè)計節(jié)能標準的最小傳熱阻）滿足設(shè)計

13、節(jié)能標準的最小傳熱阻max2min, 01KRv保溫層最小厚度計算問題保溫層最小厚度計算問題v問題：既有建筑的節(jié)能改造或圍護結(jié)構(gòu)熱工設(shè)計問題：既有建筑的節(jié)能改造或圍護結(jié)構(gòu)熱工設(shè)計中，已知某建筑物的墻體材料、厚度和導(dǎo)熱系數(shù)中，已知某建筑物的墻體材料、厚度和導(dǎo)熱系數(shù)，保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)，求保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)，求保溫材料厚度。保溫材料厚度。由由建筑建筑物體形系數(shù)，根據(jù)節(jié)能標準得出物體形系數(shù)，根據(jù)節(jié)能標準得出最大允許傳熱系最大允許傳熱系數(shù)，按上述公式計算。數(shù)，按上述公式計算。bbbRminmin)(21min0minwnbRRRRRRmin0min21)(RRRRRRwbnmaxmin, 01KR例：

14、蘭州某辦公樓（體形系數(shù)為例：蘭州某辦公樓（體形系數(shù)為0.28的外墻），按照的外墻），按照公共建公共建筑節(jié)能設(shè)計標準筑節(jié)能設(shè)計標準的規(guī)定進行改造，加貼膨脹聚苯板，原的規(guī)定進行改造，加貼膨脹聚苯板，原外墻為外墻為360mm粘土多孔磚（粘土多孔磚（=0.58W/m.K），內(nèi)襯灰），內(nèi)襯灰20mm (=0.87W/m.K)，則外墻所貼的膨脹聚苯板（，則外墻所貼的膨脹聚苯板（=0.05W/m.K）的厚度至少應(yīng)選下列何值？）的厚度至少應(yīng)選下列何值？ A. 40mm B. 50mm C. 60mm D.70mm答案：答案：B分析：查分析：查公建節(jié)能公建節(jié)能，蘭州屬于寒冷地區(qū)，體形系數(shù)，蘭州屬于寒冷地區(qū)，體形

15、系數(shù)0.28的的外墻傳熱系數(shù)外墻傳熱系數(shù)K=0.60W/m2.K1/8.70.36/0.580.02/0.87/0.051/231/0.6043mmv結(jié)露問題（平面或管壁）結(jié)露問題（平面或管壁）v基本公式（按傳熱學(xué)知識）v壁面兩側(cè)流體間的傳熱過程的分析：v壁面兩側(cè)流體通過壁面?zhèn)鬟f的熱量為v壁面一側(cè)流體與壁面間的對流換熱量為v兩個熱量相等v則傳熱過程的傳熱系數(shù)為211ttKq112Rttqb21qq 2111ttRttKbR1R2t1t2qtbv問題1v玻璃內(nèi)表面不結(jié)露：求玻璃內(nèi)表面不結(jié)露要求的玻璃最小熱阻或最大傳熱系數(shù)nlnwnRttttKR)(1maxmin, 0nbnwnRttttKmax

16、wnnlnttRttKRntntwqtbv問題2v內(nèi)圍護結(jié)構(gòu)表面不結(jié)露：求保證內(nèi)圍護結(jié)構(gòu)不結(jié)露的傳熱系數(shù)或內(nèi)圍護結(jié)構(gòu)加保溫的厚度1121maxmin, 0)(1nlnnnRttttKR1121nbnnnRttttKtn2Rn2111maxnnnlnttRttKRn1tn1tn2qtbbbbbRRRR0min0v問題3v輸送冷媒管壁表面不結(jié)露：保溫厚度1maxmin, 0)(1nlnnRttttKR1nbnnRttttKtRnttRttKnnln1maxttntbqbbbbRRRR0min0對流熱阻）（管外空氣與管外壁的（管壁的導(dǎo)熱熱阻）流熱阻管內(nèi)冷媒與管壁間的對10)(ngwRRRR 例：例：

17、 某熱濕作業(yè)車間冬季的室內(nèi)溫度為某熱濕作業(yè)車間冬季的室內(nèi)溫度為23，相對濕度為，相對濕度為70，采暖室外計算溫度為，采暖室外計算溫度為8，Rn=0.115m2.K/W，當，當?shù)卮髿鈮簽闃藴蚀髿鈮海F(xiàn)要求外窗的內(nèi)表面不結(jié)露，且選地大氣壓為標準大氣壓，現(xiàn)要求外窗的內(nèi)表面不結(jié)露，且選用造價低的窗玻璃，應(yīng)是下列何項？用造價低的窗玻璃，應(yīng)是下列何項？ A .K=1.2 W/m2.K B .K=1.5 W/m2.K C .K=1.7 W/m2.K D .K=2.0 W/m2.K 答案：答案：B6 . 1115. 01 .1723823maxmaxmaxKKRttttKnlnwn 例：風管內(nèi)空氣溫度例：風管

18、內(nèi)空氣溫度t1=14，風管保溫層導(dǎo)熱系數(shù)，風管保溫層導(dǎo)熱系數(shù)=0.04w.m/K，保溫層與室內(nèi)空氣換熱系數(shù)，保溫層與室內(nèi)空氣換熱系數(shù)=8 w/m2 K，室內(nèi)空氣室內(nèi)空氣tw=32，相對濕度，相對濕度80%，露點溫度，露點溫度tp=28。不考。不考慮風管內(nèi)熱阻和換熱系數(shù)，求保溫層厚度？慮風管內(nèi)熱阻和換熱系數(shù)，求保溫層厚度？ A：18mm B：16mm C：14mm D：12mm 答案：答案：A 0175. 077. 118104. 077. 18/128321432minmaxmaxmaxbbnlnwnKKRttttKv改善圍護結(jié)構(gòu)熱性能的措施改善圍護結(jié)構(gòu)熱性能的措施v（1）提高熱阻措施提高熱阻措施：采用輕質(zhì)高效保溫材料與磚、：采用輕質(zhì)高效保溫材料與磚、混凝土或鋼筋混凝土等材料組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)；采混凝土或鋼筋混凝土等