1供熱工程

2

《供熱工程》

著譯者：賀平孫剛編著

版次：第四版

開本：16開頁數(shù)：459

裝幀：平裝

定價：46元

出版單位：中國建筑工業(yè)出版社

3內(nèi)容簡介本書詳細(xì)闡述：以熱水和蒸汽作為熱媒的集中供暖系統(tǒng)城市集中供熱系統(tǒng)的工作原理和設(shè)計方法并介紹了有關(guān)運行管理的基本知識。對我國近年來供暖和集中供熱事業(yè)迅速發(fā)展中采用的新技術(shù)、新設(shè)備和新的研究成果，給予了較充分的介紹。冬天冷了有什么辦法取暖？如：電暖、暖風(fēng)機(jī)、中央空調(diào)、4

本書由哈爾濱建筑工程學(xué)院、天津大學(xué)、西安冶金建筑學(xué)院、太原工業(yè)大學(xué)編寫。本書按兩大篇編寫：第－篇：供暖工程第二篇；集中供熱。對近年來在供暖和供熱方面的新技術(shù)、新設(shè)備和新的研究成果，給予了較充分的介紹。5【目錄】緒論；第一篇供暖工程：第一章供暖系統(tǒng)的設(shè)計熱負(fù)荷失熱量有：1．圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱耗熱量Q1；2．冷風(fēng)滲透耗熱量:由門、窗縫隙滲入室內(nèi)的冷空氣的耗熱量Q2；3．由門、孔洞及相鄰房間侵入的冷空氣的耗熱量Q3，稱冷風(fēng)侵入耗熱量；4．水分蒸發(fā)的耗熱量Q４；5．由外部運入的冷物料和運輸工具的耗熱量Q５；6．通風(fēng)耗熱量:通風(fēng)系統(tǒng)將空氣從室內(nèi)排到室外所帶走的熱量Q６；得熱量有：7．生產(chǎn)車間最小負(fù)荷班的工藝設(shè)備散熱量Q７；8．非供暖通風(fēng)系統(tǒng)的其它管道和熱表面的散熱量Q８；9．熱物料的散熱量Q９。；10．太陽輻射進(jìn)入室內(nèi)的熱量Q10；6第二章供暖系統(tǒng)的散熱設(shè)備

1.目前，國內(nèi)生產(chǎn)的散熱器種類繁多，按其制造材質(zhì)，主要有鑄鐵、鋼制散熱器兩大類。按其構(gòu)造形式，主要分為柱型、翼型、管型，平板型等。

2.暖風(fēng)機(jī)是由通風(fēng)機(jī)、電動機(jī)及空氣加熱器組合而成的聯(lián)合機(jī)組。暖鳳機(jī)分為軸流式與離心式兩種，常稱為小型暖鳳機(jī)和大型暖風(fēng)機(jī)。

3.鋼制輻射板第三章熱水供暖系統(tǒng)；第四章室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)的水力計算；第五章室內(nèi)蒸汽供熱系統(tǒng)；第二篇集中供熱：第六章集中供熱系統(tǒng)的熱負(fù)荷；第七章集中供熱系統(tǒng)；第八章熱水供熱系統(tǒng)的供熱調(diào)節(jié)；7第九章熱水網(wǎng)路的水力計算和水壓圖；第十章熱水供熱系統(tǒng)的水力工況；第十一章蒸汽供熱系統(tǒng)的水力工況計算與

水力工況；第十二章集中供熱系統(tǒng)的熱力站及其主要設(shè)備；8第十三章供熱管線的敷設(shè)和構(gòu)造；第十四章供熱管道的應(yīng)力計算；第十五章集中供熱系統(tǒng)的熱源；第十六章集中供熱系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析。附錄91.供熱工程著譯者：李德英

版次：第一版出版時間：2004年07月

開本：16開頁數(shù)：304裝幀：平裝標(biāo)準(zhǔn)書號：ISBN7-112-06155-5

征訂號：12168

定價：

27.00

出版單位：中國建筑工業(yè)出版社10２.供熱工程著譯者：卜（bǔ）廣林等

版次：第一版出版時間：1993年11月

開本：16開頁數(shù)：301裝幀：平裝標(biāo)準(zhǔn)書號：ISBN7-112-02002-6

征訂號：7024

定價：

23.50

出版單位：中國建筑工業(yè)出版社11３.供熱工程著譯者：王宇清

版次：第一版出版時間：2004年04月

開本：16開頁數(shù)：248裝幀：平裝標(biāo)準(zhǔn)書號：ISBN7-112-06301-9

征訂號：12315

定價：

23.00

出版單位：中國建筑工業(yè)出版社124.供暖工程管燕玲編著化學(xué)工業(yè)出版社出版２００５年１０月第一版２１８頁13

緒論

一、供熱工程研究對象和主要內(nèi)容

供熱工程課程的研究對象和主要內(nèi)容：

以熱水和蒸汽作為熱媒的建筑物供暖(采暖)系統(tǒng)和集中供熱系統(tǒng)。人們在日常生活和社會生產(chǎn)中都需要使用大量的熱能。a冬季取暖b反應(yīng)器加熱c把水加熱為開水。熱能工程：將自然界的能源直接或間接地轉(zhuǎn)化為熱能，以滿足人們需要的科學(xué)技術(shù)，稱為熱能工程。能源熱能供熱工程：生產(chǎn)、輸配和應(yīng)用中、低品位熱能的工程技術(shù)，稱為供熱工程。15在本專業(yè)的范疇內(nèi)，熱媒(載能體)主要是采用水或蒸汽。

應(yīng)用中、低品位熱能的熱用戶，主要是：保證建筑物衛(wèi)生和舒適條件的用熱系統(tǒng)(如供暖，通風(fēng)，空調(diào)和熱水供應(yīng))。消耗中、低品位熱能(溫度低于300℃—350℃)的生產(chǎn)工藝用熱系統(tǒng)。16本教材分兩篇:第一篇:“供暖工程”第二篇:“集中供熱”

供暖就是用人工方法向室內(nèi)供給熱量，保持一定的室內(nèi)溫度，以創(chuàng)造適宜的生活條件或工作條件的技術(shù)。當(dāng)人體衣著適宜，保暖量充分且處于安靜狀況時，室內(nèi)溫度20℃比較舒適，18℃無冷感，15℃是產(chǎn)生明顯冷感的溫度界限。民用建筑的主要房間，宜采用16℃～20℃。

所有供暖系統(tǒng)都由熱媒制備(熱源)

、熱媒輸送和熱媒利用(散熱設(shè)備)，三個主要部分組成。根據(jù)三個主要組成部分的相互位置關(guān)系來分，供暖系統(tǒng)可分為局部供暖系統(tǒng)和集中式供暖系統(tǒng)。18局部供暖系統(tǒng)：

熱媒制備、熱媒輸送和熱媒利用三個主要組成部分在構(gòu)造上都在一起的供暖系統(tǒng)，稱為局部供暖系統(tǒng)。如煙氣供暖(火爐、火墻和火炕等)，電熱供暖和燃?xì)夤┡?。雖然燃?xì)夂碗娔芡ǔＳ蛇h(yuǎn)處輸送到室內(nèi)來，但熱量的轉(zhuǎn)化和利用都是在散熱設(shè)備上實現(xiàn)的。集中式供暖系統(tǒng)

熱源和散熱設(shè)備分別設(shè)置，用熱媒管道相連接，由熱源向各個房間或各個建筑物供給熱量的供暖系統(tǒng)，稱為集中式供暖系統(tǒng)。19集中供熱系統(tǒng)由三大部分組成：

熱源、熱力網(wǎng)(熱網(wǎng))和熱用戶。

1．熱源:在熱能工程中，熱源是泛指能從中吸取熱量的任何物質(zhì)、裝置或天然能源。供熱系統(tǒng)的熱源，是指供熱熱媒的來源。目前最廣泛應(yīng)用的熱源是：區(qū)域鍋爐房和熱電廠。在此熱源內(nèi)，使燃料燃燒產(chǎn)生的熱能，將熱水或蒸汽加熱。此外也可以利用核能、地?zé)帷㈦娔?、工業(yè)余熱作為集中供熱系統(tǒng)的熱源。２．熱網(wǎng)(熱力網(wǎng)):由熱源向熱用戶輸送和分配供熱介質(zhì)的管線系統(tǒng)，稱為熱網(wǎng)。

3．熱用戶:集中供熱系統(tǒng)利用熱能的用戶，稱為熱用戶，如室內(nèi)供暖、通風(fēng)、空凋熱水供應(yīng)以及生產(chǎn)工藝用熱系統(tǒng)等。2021圖3—1是重力循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)的工作原理圖。在圖中假設(shè)整個系統(tǒng)只有一個放熱中心1(散熱器)和一個加熱中心2(鍋爐)，用供水管3和回水管4把鍋爐與散熱器相連接。在系統(tǒng)的最高處連接一個膨脹水箱5，用它容納水在受熱后膨脹而增加的體積。2223在系統(tǒng)工作之前，先將系統(tǒng)中充滿冷水。當(dāng)水在鍋爐內(nèi)被加熱后，密度減小，同時受著從散熱器流回來密度較大的回水的驅(qū)動，使熱水沿供水干管上升，流入散熱器。在散熱器內(nèi)水被冷卻，再沿回水干管流回鍋爐。這樣形成如圖3—1箭頭所示的方向循環(huán)流動。24重力循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)主要分雙管和單管兩種型式。圖3—2(a)為雙管上供下回式系統(tǒng)，右側(cè)圖3—2(b)為單管上供下回順流式系統(tǒng)。2526上供下回式重力循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)管道布置的一個主要特點是：系統(tǒng)的供水干管必須有向膨脹水箱方向上升的流向。其反向的坡度為0.5％一1.0％；散熱器支管的坡度一般取1％。這是為了使系統(tǒng)內(nèi)的空氣能順利地排除，因系統(tǒng)中若積存空氣，就會形成氣塞，影響水的正常循環(huán)。在重力循環(huán)系統(tǒng)中，水的流速較低，水平干管中流速小于0.2m/s,而在干管中空氣氣泡的浮升速度為0.1—0.2m/s，而在立管中約為0.25m/s。因此，在上供下回重力循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)充水和運行時，空氣能逆著水流方向，經(jīng)過供水干管聚集到系統(tǒng)的最高處，通過膨脹水箱排除。為使系統(tǒng)順利排除空氣和在系統(tǒng)停止運行或檢修時能通過回水干管順利地排水，回水干管應(yīng)有向鍋爐方向的向下坡度。27單管系統(tǒng)與雙管系統(tǒng)異同：

作用壓力計算不同各層散熱器的平均進(jìn)出水溫度不相同在雙管系統(tǒng)中，各層散熱器的平均進(jìn)出水溫度是相同的；在單管系統(tǒng)中，各層散熱器的進(jìn)出口水溫是不相等的。越在下層，進(jìn)水溫度越低，因而各層散熱器的傳熱系數(shù)K值也不相等。所以，單管系統(tǒng)立管的散熱器總面積一般比雙管系統(tǒng)的稍大些。28在單管系統(tǒng)運行期間，由于立管的供水溫度或流量不符合設(shè)計要求，也會出現(xiàn)垂直失調(diào)現(xiàn)象。在單管系統(tǒng)中，影響垂直失調(diào)的原因，是由于各層散熱器的傳熱系數(shù)K隨各層散熱器平均計算溫度差的變化程度不同而引起的。29(一)圖3—７為機(jī)械循環(huán)上供下回式熱水供暖系統(tǒng)。圖左側(cè)為雙管式系統(tǒng)，圖右側(cè)為單管式系統(tǒng)。機(jī)械循環(huán)系統(tǒng)除膨脹水箱的連接位置與重力循環(huán)系統(tǒng)不同外，還增加了循環(huán)水泵和排氣裝置。在機(jī)械循環(huán)系統(tǒng)中，水流速度往往超過自水中分離出來的空氣氣泡的浮升速度。為了使氣泡不致被帶入立管，供水干管應(yīng)按水流方向設(shè)上升坡度，使氣泡隨水流方向流動匯集到系統(tǒng)的最高點，通過在最高點設(shè)置排氣裝置3，將空氣排出系統(tǒng)外。供水及回水干管的坡度，宜采用0.003，不得小于0.002?；厮晒艿钠孪蚺c重力循環(huán)系統(tǒng)相同，應(yīng)使系統(tǒng)水能順利排出。30圖3—７左側(cè)的雙管式系統(tǒng)，在管路與散熱器連接方式上與重力循環(huán)系統(tǒng)沒有差別。

圖3—7右側(cè)立管Ⅲ是單管順流式系統(tǒng)。單管順流式系統(tǒng)的特點是立管中全部的水量順次流入各層散熱器。順流式系統(tǒng)型式簡單、施工方便，造價低，是國內(nèi)目前一般建筑廣泛應(yīng)用的一種型式。它最嚴(yán)重的缺點是不能進(jìn)行局部調(diào)節(jié)。3132機(jī)械循環(huán)下供下回式雙管系統(tǒng)

(圖3—8)系統(tǒng)的供水和回水干管都敷設(shè)在底層散熱器下面。在設(shè)有地下室的建筑物，或在平屋頂建筑頂棚下難以布置供水干管的場合，常采用下供下回式系統(tǒng)。特點：

(1)在地下室布置供水干管，管路直接散熱給地下室，無效熱損失小。

(2)在施工中，每安裝好一層散熱器即可開始供暖，給冬季施工帶來很大方便。

(3)排除系統(tǒng)中的空氣較困難。3334參考題：供暖就是用人工方法向室內(nèi)供給熱量，保持一定的室內(nèi)溫度，以創(chuàng)造適宜的生活條件或工作條件的技術(shù)。所有供暖系統(tǒng)都由熱媒制備(熱源)

、熱媒輸送和熱媒利用(散熱設(shè)備)

，三個主要部分組成。根據(jù)供暖系統(tǒng)三個主要組成部分的相互位置關(guān)系來分，供暖系統(tǒng)可分為局部供瞹系統(tǒng)和集中式供暖系統(tǒng)。熱媒制備、熱媒輸送和熱媒利用三個主要組成部分在構(gòu)造上都在一起的供暖系統(tǒng)，稱為局部供暖系統(tǒng)，如煙氣供暖(火爐、火墻和火炕等)，電熱供暖和燃?xì)夤┡?。熱源和散熱設(shè)備分別設(shè)置，用熱媒管道相連接，由熱源向各個房間或各個建筑物供給熱量的供暖系統(tǒng)，稱為集中式供暖系統(tǒng)集中供熱系統(tǒng)由三大部分組成：熱源、熱力網(wǎng)(熱網(wǎng))

和熱用戶。

1．熱源在熱能工程中，熱源是泛指能從中吸取熱量的任何物質(zhì)，裝置或天然能源。供熱系統(tǒng)的熱源，是指供熱熱媒的來源。目前最廣泛應(yīng)用的是：區(qū)域鍋爐房和熱電廠。在此熱源內(nèi)，使燃料燃燒產(chǎn)生的熱能，將熱水或蒸汽加熱。此外也可以利用核能、地?zé)?、電能、工業(yè)余熱作為集中供熱系統(tǒng)的熱源。２．熱網(wǎng)(熱力網(wǎng))由熱源向熱用戶輸送和分配供熱介質(zhì)的管線系統(tǒng)，稱為熱網(wǎng)。

3．熱用戶集中供熱系統(tǒng)利用熱能的用戶，稱為熱用戶，如室內(nèi)供暖、通風(fēng)、空凋熱水供應(yīng)以及生產(chǎn)工藝用熱系統(tǒng)等。357.將自然界的能源直接或間接地轉(zhuǎn)化為熱能，以滿足人們需要的科學(xué)技術(shù)，稱為熱能工程。8.生產(chǎn)、輸配和應(yīng)用中、低品位熱能的工程技術(shù)，稱為供熱工程。36第一篇供暖工程

第一章供暖系統(tǒng)的設(shè)計熱負(fù)荷供暖系統(tǒng)設(shè)計熱負(fù)荷是供暖設(shè)計中最基本的數(shù)據(jù)。它直接影響供暖系統(tǒng)方案的選擇。供暖管道管徑和散熱器等設(shè)備的確定、關(guān)系到供暖系統(tǒng)的使用和經(jīng)濟(jì)效果。第一節(jié)供暖系統(tǒng)設(shè)計熱負(fù)荷人們?yōu)榱松a(chǎn)和生活，要求室內(nèi)保證一定的溫度。一個建筑物或房間可有各種得熱和散失熱量的途徑。當(dāng)建筑物或房間的失熱量大于得熱量時，為了保持室內(nèi)在要求溫度下的熱平衡，需要由供暖通風(fēng)系統(tǒng)補進(jìn)熱量，以保證室內(nèi)要求的溫度。

供暖系統(tǒng)通常利用散熱器向房間散熱，通風(fēng)系統(tǒng)送入高于室內(nèi)要求溫度的空氣，一方面向房間不斷地補充新鮮空氣，另一方面也為房間提供熱量。371.供暖系統(tǒng)的熱負(fù)荷:

指在某一室外溫度Tw下，為了達(dá)到要求的室內(nèi)溫度Tn，供暖系統(tǒng)在單位時間內(nèi)向建筑物供給的熱量。它隨著建筑物得失熱量的變化而變化。

2.供暖系統(tǒng)的設(shè)計熱負(fù)荷:

指在設(shè)計室外溫度Tw′下，為達(dá)到要求的室內(nèi)溫度Tn供暖系統(tǒng)在單位時間內(nèi)向建筑物供給的熱量Q′------它是設(shè)計供暖系統(tǒng)的最基本依據(jù)。38冬季供暖通風(fēng)系統(tǒng)的熱負(fù)荷，應(yīng)根據(jù)建筑物或房間的得、失熱量確定：失熱量有：1．圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱耗熱量Q1；2．冷風(fēng)滲透耗熱量:由門、窗縫隙滲入室內(nèi)的冷空氣的耗熱量Q2；3．由門、孔洞及相鄰房間侵入的冷空氣的耗熱量Q3，

稱冷風(fēng)侵入耗熱量；4．水分蒸發(fā)的耗熱量Q４；5．由外部運入的冷物料和運輸工具的耗熱量Q５；6．通風(fēng)耗熱量:通風(fēng)系統(tǒng)將空氣從室內(nèi)排到室外所

帶走的熱量Q６；39得熱量有：7．生產(chǎn)車間最小負(fù)荷班的工藝設(shè)備散熱量Q７；8．非供暖通風(fēng)系統(tǒng)的其它管道和熱表面的散熱量Q８；9．熱物料的散熱量Q９；10．太陽輻射進(jìn)入室內(nèi)的熱量Q10；40對于沒有由于生產(chǎn)工藝所帶來得失熱量而需設(shè)置通風(fēng)系統(tǒng)的建筑物或房間(如一般的民用住宅建筑，辦公樓等)，建筑物或房間的熱平衡就筒單多了。失熱量Qsh:只考慮上述的前三項耗熱量:1.圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱耗熱量Q1：指當(dāng)室內(nèi)溫度高于室外溫度時，通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)向外傳遞的熱量。2.冷風(fēng)滲透耗熱量:由門、窗縫隙滲入室內(nèi)的冷

空氣的耗熱量Q2；3.由門、孔洞及相鄰房間侵入的冷空氣的耗熱

量Q3，稱冷風(fēng)侵入耗熱量；41

得熱量Qd:只考慮太陽輻射進(jìn)入室內(nèi)的熱量。住宅中其它途徑的得熱量。人體散熱量,炊事散熱量,照明散熱量(統(tǒng)稱為自由熱)，

一般散發(fā)量不大，且不穩(wěn)定，通?？刹挥栌嬋搿]有裝置機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)的建筑物，供暖系統(tǒng)的設(shè)計熱負(fù)荷可用下式表示:Q′=Qsh′—Qd′=Q1′+

Q2′+Q3′—Q10′

上式帶“′”的上標(biāo)符號均表示在設(shè)計工況下的各種參數(shù)(以下PPT均以此表示之)。42

圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱耗熱量Q1

:指當(dāng)室內(nèi)溫度高于室外溫度時，通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)向外傳遞的熱量。在工程設(shè)計中，計算供暖系統(tǒng)的設(shè)計熱負(fù)荷時，常把它分成圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱的基本耗熱量和附加(修正)耗熱量兩部分進(jìn)行計算。

1基本耗熱量供暖系統(tǒng)的設(shè)計熱負(fù)荷

2附加(修正)耗熱量

基本耗熱量Q1.j′:

指在設(shè)計條件下，通過房間各部分圍護(hù)結(jié)構(gòu)(門、窗、墻、地板、屋頂?shù)?從室內(nèi)傳到室外的穩(wěn)定傳熱量的總和。

附加(修正)耗熱量:

指圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱狀況發(fā)生變化而對基本耗熱量進(jìn)行修正的耗熱量。

附加(修正)耗熱量包括：

1.風(fēng)力附加、

2.高度附加、

3.朝向修正等耗熱量。朝向修正是考慮圍護(hù)結(jié)構(gòu)的朝向不同，太陽輻射得熱量不同而對基本耗熱量進(jìn)行的修正。44因此，在工程設(shè)計中，供暖系統(tǒng)的設(shè)計熱負(fù)荷，一般可分幾部分進(jìn)行計算。

Q′=Q1.j′+

Q1.x′+Q2′+

Q3′

(1—2)式中Q1.j′——圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基本耗熱量，

Q1.x′——圍護(hù)結(jié)構(gòu)的附加(修正)耗熱量。計算圍護(hù)結(jié)構(gòu)附加(修正)耗熱量時，

1.太陽輻射得熱量可用減去一部分基本耗熱量的方法列入，

2.而風(fēng)力和高度影響用增加一部分基本耗熱量的方法進(jìn)行附加。

式中前兩項表示通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的計算耗熱量，后兩項表示室內(nèi)通風(fēng)換氣所耗的熱量。

451.供暖系統(tǒng)的設(shè)計熱負(fù)荷指在設(shè)計室外溫度Tw′下，為達(dá)到要求的室內(nèi)

溫度Tn供暖系統(tǒng)在單位時間內(nèi)向建筑物供給的熱量.2.圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱耗熱量Q1

指當(dāng)室內(nèi)溫度高于室外溫度時，通過圍護(hù)結(jié)

構(gòu)向外傳遞的熱量。3.基本耗熱量Q1.j′指在設(shè)計條件下，通過房間各部分圍護(hù)結(jié)構(gòu)(門、窗、

墻、地板、屋頂?shù)?從室內(nèi)傳到室外的穩(wěn)定傳熱量的總和。4.附加(修正)耗熱量:指圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱狀況發(fā)生變化而對基本耗熱量進(jìn)

行修正的耗熱量。5.附加(修正)耗熱量包括a.風(fēng)力附加、b.高度附加、c.朝向修正等耗熱量。6.朝向修正是考慮圍護(hù)結(jié)構(gòu)的朝向不同，太陽輻射得熱量不同而對基本

耗熱量進(jìn)行的修正。7.計算圍護(hù)結(jié)構(gòu)附加(修正)耗熱量時，1.太陽輻射得熱量可用減去一部分

基本耗熱量的方法列入，2.而風(fēng)力和高度影響用增加一部分基本耗熱量

的方法進(jìn)行附加。46笫二節(jié)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基本耗熱量

在工程設(shè)計中，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基本耗熱量是按一維穩(wěn)定傳熱過程進(jìn)行計算的，即假設(shè)在計算時間內(nèi)，室內(nèi)、外空氣溫度和其它傳熱過程參數(shù)都不隨時間變化。圍護(hù)結(jié)構(gòu)基本耗熱量，可按下式計算：47

式中：

K：圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)，W／m２．℃；

F：圍護(hù)結(jié)構(gòu)的面積，m２，tn:冬季室內(nèi)計算溫度，℃，tw′:供暖室外計算溫度，℃，α:圍護(hù)結(jié)構(gòu)的溫差修正系數(shù)。

圍護(hù)結(jié)構(gòu)溫差修正系數(shù)α值的大小，取決于非供暖房間或空間的保溫性能和透氣狀況。對于保溫性能差和易與室外空氣流通的情況，不供暖房間或空間的空氣溫度th更接近于室外空氣溫度，則α值更接近于1。整個建筑物或房間的基本耗熱量Q1.j′等于它的圍護(hù)結(jié)構(gòu)各部分基本耗熱量q′的總和．下面對上式中各項分別討論。481、付立葉定律在平壁內(nèi),單位時間以熱傳導(dǎo)的方式傳遞的熱量與垂直于熱流的截面積成正比，與平壁兩側(cè)的溫度差成正比，而與熱流方向上的路程長度成反比。2、導(dǎo)熱系數(shù)導(dǎo)熱系數(shù)是物質(zhì)的一種物理性質(zhì)，表示物質(zhì)的導(dǎo)熱能力的大小，導(dǎo)熱系數(shù)值越大，物質(zhì)的導(dǎo)熱性能越好。493、單層平壁熱傳導(dǎo)4、多層平壁熱傳導(dǎo):

多層平壁熱傳導(dǎo)的總推動力，為各層溫度之和，即總溫度差（tw1-tw4）?？偀嶙铻楦鲗訜嶙柚汀嶙韬屯苿恿哂屑雍闲?。50一室內(nèi)計算溫度

室內(nèi)計算溫度是指距地面2m以內(nèi)人們活動地區(qū)的平均空氣溫度。室內(nèi)空氣溫度的選定，應(yīng)滿足人們生活和生產(chǎn)工藝的要求。生產(chǎn)要求的室溫，一般由工藝設(shè)計人員提出。生活用房間的溫度，主要決定于人體的生理熱平衡。它和許多因素有關(guān)，如與房間的用途、室內(nèi)的潮濕狀況和散熱強度、勞動強度以及生活習(xí)慣、生活水平等有關(guān)。許多國家所規(guī)定的冬季室內(nèi)溫度標(biāo)準(zhǔn)，大致在16～22℃范圍內(nèi)。根據(jù)國內(nèi)有關(guān)衛(wèi)生部門的研究結(jié)果認(rèn)為：當(dāng)人體衣著適宜，保暖量充分且處于安靜狀況時，室內(nèi)溫度20℃比較舒適，18℃無冷感，15℃是產(chǎn)生明顯冷感的溫度界限。51中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：設(shè)計集中供暖時，冬季室內(nèi)計算溫度tn

，應(yīng)根據(jù)建筑物的用途，按下列規(guī)定采用：

1．民用建筑的主要房間，宜采用16℃～20℃，

2．生產(chǎn)廠房的工作地點：輕作業(yè)不應(yīng)低于15℃，中作業(yè)不應(yīng)低于12℃，重作業(yè)不應(yīng)低于10℃,輕作業(yè)是指能量消耗在140W的工種，如儀表、機(jī)械加工、印刷、針織等；中作業(yè)是指能量消耗在140—220W的工種，如木工、鈑金工，焊接等；重作業(yè)是指能量消耗在220—290W的工種，如人力運輸、大型包裝等。

3．輔助建筑物及輔助用室的冬季室內(nèi)計算溫度值，見附錄1--1。52附錄1－1主要內(nèi)容：浴室：２５℃更衣室：２３℃托兒所、幼兒園、醫(yī)務(wù)室：２０℃辦公室：１６－１８℃食堂：１４℃53

對于高度較高的生產(chǎn)廠房，由于對流作用，上部空氣溫度必然高于工作地區(qū)溫度，通過上部圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱量增加。因此，當(dāng)層高超過4M的建筑物或房間，冬季室內(nèi)計算溫度TN

，應(yīng)按下列規(guī)定采用：(1)計算地面的耗熱量時，應(yīng)采用工作地點的溫度，tg(℃)；(2)計算屋頂和天窗耗熱量時，應(yīng)采用屋頂下的溫度，td(℃)s屋頂下的空氣溫度td受諸多因素影響，難以用理論方法確定。A.最好是按已有的類似廠房進(jìn)行實測確定；B.或按經(jīng)驗數(shù)值，用溫度梯度法確定。即

td＝tg+(Ｈ—2)Δt℃式中Ｈ：屋頂距地面的高度，m；

Δt：溫度梯度，℃／m。

對于散熱量小于23W／m2的生產(chǎn)廠房，當(dāng)其溫度梯度值不能確定時，可用工作地點溫度計算圍護(hù)結(jié)構(gòu)耗熱量，但應(yīng)按后面講述的高度附加的方法進(jìn)行修正，增大計算耗熱量(因上部溫度高，散熱多).(3)計算門、窗和墻的耗熱量時，應(yīng)采用室內(nèi)平均溫度tp.j。tp.j=(tg+td)/2

54二、供暖室外計算溫度TW′目前國內(nèi)外選定供暖室外計算溫度tw′的方法，可以歸納為兩種：一是根據(jù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱惰性原理，另一種是根據(jù)不保證天數(shù)的原則來確定。1.熱惰性原理選定供暖室外計算溫度tw′:它規(guī)定供暖室外計算溫度要按50年中最冷的八個冬季里最冷的連續(xù)5天的日平均溫度的平均值確定。50-8-5熱惰性原理。通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱惰性原理分析得出：在采用21/2磚實心墻情況下，即使晝夜間室外溫度波幅為±18℃，外墻內(nèi)表面的溫度波幅也不會超過±1℃，對人的舒適感不受影響。根據(jù)熱惰性原理確定供暖室外計算溫度，規(guī)定值是比較低的。552.根據(jù)不保證天數(shù)的原則來確定供暖室外計算

溫度TW′

采用不保證天數(shù)方法的原則是：

人為允許有幾天時間可以低于規(guī)定的供暖室外計算溫度值，亦即容許這幾天室內(nèi)溫度可能稍低于室內(nèi)計算溫度tn值。不保證天數(shù)根據(jù)各國規(guī)定而有所不同，有規(guī)定1天、3天、5天等。我國現(xiàn)行的《暖通規(guī)范》采用了不保證天數(shù)方法確定北方城市的供暖室外計算溫度值。規(guī)范規(guī)定：“供暖室外計算溫度，應(yīng)采用歷年平均不保證5天的日平均溫度”。56三、溫差修正系數(shù)值溫差修正系數(shù)值α

對供暖房間圍護(hù)結(jié)構(gòu)外側(cè)不是與室外空氣直接接觸，而中間隔著不供暖房間或空間的場合，通過該圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱量應(yīng)為q′=KF(tn-th)

th:傳熱達(dá)到熱平衡時，非供暖房間或空間

的溫度。計算與大氣不直接接觸的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)基本耗熱量時，為了統(tǒng)一計算公式，采用了系數(shù)α--圍護(hù)結(jié)構(gòu)的溫差修正系數(shù),見下式：57

式中：

F——供暖房間所計算的圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面積，M2

K——供暖房間所計算的圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)

W／M２.℃；

th——不供暖房間或空間的空氣溫度，℃

α——圍護(hù)結(jié)構(gòu)溫差修正系數(shù)。5859

圍護(hù)結(jié)構(gòu)溫差修正系數(shù)α值的大小，取決于非供暖房間或空間的保溫性能和透氣狀況。α值大小的討論：1.非供暖房間的溫度＞室外空氣的溫度，α值＜1圍護(hù)結(jié)構(gòu)溫差修正系數(shù)α值＜1.因為非供暖房間的溫度≥室外空氣的溫度，所以圍護(hù)結(jié)構(gòu)散熱損失減小。2.非供暖房間的溫度＝室外空氣的溫度，α值＝1對于保溫性能差和易于室外空氣流通的情況，不供暖房間或空間的空氣溫度th更接近于室外空氣溫度，則α值更接近于1。3.非供暖房間的溫度＜室外空氣的溫度，α值＞1各種不同情況的溫差修正系數(shù)可見附錄１－２。60

四、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)K

1、勻質(zhì)多層材料(平壁)的傳熱系數(shù)K值。一般建筑物的外墻和屋頂都屬于勻質(zhì)多層材料的平壁結(jié)構(gòu)，其傳熱過程如圖1—2所示。傳熱系數(shù)K值可用下式計算：6162式中:

Ｋ：圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)Ｒ。：圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱阻，m2.℃/W；αn、αw:圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面、外表面的換熱系數(shù)，W／m2.℃工程計算中采用的換熱系數(shù)和換熱阻值分別列于表1—1和表1—2。Rn、Rw:圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面、外表面的傳熱阻，m2.℃/W；δi:圍護(hù)結(jié)構(gòu)各層的厚度，m；λi:圍護(hù)結(jié)構(gòu)各層材料的導(dǎo)熱系數(shù)，W/m.℃；常見材料的導(dǎo)熱系數(shù)可見附錄１－３Rj:由單層或多層材料組成的圍護(hù)結(jié)構(gòu)各材料層的熱阻，m2.℃/Wτn:圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度℃；τw:圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面溫度℃；63圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面換熱過程是對流和輻射的綜合過程。

圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面換熱是壁面與鄰近空氣和其它壁面由于溫差引起的自然對流和輻射換熱作用。

圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面主要是由于風(fēng)力作用產(chǎn)生的強迫對流換熱，輻射換熱占的比例較小。

αn、αw:圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面、外表面的換熱系數(shù)，W/m2.℃．

工程計算中采用的換熱系數(shù)和換熱阻值分別列于表1—1和表1—2。6465(例題)如圖1—1所示為某建筑物的外墻，墻厚為一磚，內(nèi)表面抹灰2cm。試計算此外墻的傳熱系數(shù)K值。

66解：由附錄１－３得磚砌體的導(dǎo)熱系

數(shù)λ１＝0.81W/(m.℃)厚度δ１＝0.24m內(nèi)表面抹面灰漿導(dǎo)熱系數(shù)λ2＝0.70W/(m·℃)厚度δ２＝0.02m6768

2．由兩種以上材料組成的、兩向非勻質(zhì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)K值傳統(tǒng)的實心磚墻的傳熱系數(shù)K值較高，從節(jié)能角度出發(fā)，采用各種形式的空心砌(qi)塊，或填充保溫材料的墻體等日益增多。這種墻體屬于由兩種以上材料組成的，非勻質(zhì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)，屬于兩維傳熱過程。計算它的傳熱系數(shù)K值時，通常采用近似計算方法或?qū)嶒灁?shù)據(jù)。下面介紹中國建筑科學(xué)研究院建筑物理所推薦的一種方法。69首先求出圍護(hù)結(jié)構(gòu)的平均傳熱阻70式中:Rp.j:平均傳熱阻，m2.℃/W，A:與熱流方向垂直的總傳熱面積，m2，Ai:按平行熱流方向劃分的各個傳熱面積，m2，R0i:對應(yīng)于傳熱面積Ai上的總熱阻，m2.℃/W，Rn、

Rw:內(nèi)表面、外表面換熱阻，m2.℃/W，φ:平均傳熱阻修正系數(shù)，按表1—3取值717273

3．空氣間層傳熱系數(shù)K值

在嚴(yán)寒地區(qū)和一些高級民用建筑，圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)常用空氣間層以減少傳熱量，如雙層玻璃、復(fù)合墻體的空氣間層等。間層中的空氣導(dǎo)熱系數(shù)比組成圍護(hù)結(jié)構(gòu)的其它材料的導(dǎo)熱系數(shù)小，增加了圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱阻。在間層壁面涂覆輻射系數(shù)小的反射材料，如鋁箔等，可以有效地增大空氣間層的換熱阻?？諝忾g層傳熱同樣是輻射與對流換熱的綜合過程。7475

對流換熱強度，與間層的厚度，間層設(shè)置的方向和形狀、以及密封性等因素有關(guān)。當(dāng)厚度相同時，1.熱流朝下的空氣間層熱阻最大，2.豎壁次之，3.而熱流朝上的空氣間層熱阻最小。

同時，在達(dá)到一定厚度后，反而易于對流換熱，熱阻的大小幾乎不隨厚度增加而變化了。7677例題:求空心磚的平均熱阻Rpj向，各部分尺寸如圖1—3所示，δ＝0.12m，d1=0.04m，d2=0.04m，a1＝0.04m，a2=0.06m?？諝忾g層的當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)為0.221W/m.℃

78解：1．計算按平行于熱流方向劃分的各部分面積(取單元體進(jìn)行計算)A1＝∑a1X1＝0.04X1X3＝0.12m2A2=∑a2X1=0.06X1X2＝0.12m2A＝A1+A2＝0.24m22．確定各種材料的導(dǎo)熱系數(shù)磚砌體的導(dǎo)熱系數(shù)，λ1=0.81W/(m·℃)；79空氣間層厚度（寬）d2＝0.04m，高為１米由表1—5查得空氣間層厚度其熱阻R2'=0.181m2.℃/W，空氣間層的當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)為:

3．計算各個傳熱面積熱流方向上的總熱阻內(nèi)表面、外表面的換熱阻值分別列于表1—1和表1—2。804．求修正系數(shù)φ先求λ2/λ1=0.22I/0.81＝0.273，查表1—３得φ＝O.93。5．按式(1—9)求平均熱阻Rpj814．地面的傳熱系數(shù)在冬季，室內(nèi)熱量通過靠近外墻地面?zhèn)鞯绞彝獾穆烦梯^短，熱阻較小，而通過遠(yuǎn)離外墻地面?zhèn)鞯绞彝獾穆烦梯^長，熱阻增大。因此，室內(nèi)地面的傳熱系數(shù)(熱阻)隨著離外墻的遠(yuǎn)近而有變化，但在離外墻約8m以遠(yuǎn)的地面，傳熱量基本不變?；谏鲜銮闆r，在工程上一般采用近似方法計算，把地面沿外墻平行的方向分成四個計算地帶，如圖1—4所示。

8283(1)貼土非保溫地面(組成地面的各層材料導(dǎo)熱系數(shù)λ都大于1.16W／m.℃)的傳熱系數(shù)及熱阻值見表1—5。第一地帶靠近墻角的地面面積(圖1—4中的陰影部分)需要計算兩次。以補償外墻角處較多的熱量損失。(2)貼土保溫地面(組成地面的各層材料中，有導(dǎo)熱系數(shù)λ小于1.16W／m.℃的保溫層)各地帶的熱阻值，可按下式計算8485861.在工程設(shè)計中，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基本耗熱量是按一維穩(wěn)定傳熱過程進(jìn)行計算的，即假設(shè)在計算時間內(nèi)，室內(nèi)、外空氣溫度和其它傳熱過程參數(shù)都不隨時間變化。2.圍護(hù)結(jié)構(gòu)溫差修正系數(shù)α值的大小，取決于非供暖房間或空間的保溫性能和透氣狀況。3.對于保溫性能差和易與室外空氣流通的情況，不供暖房間或空間的空氣溫度th更接近于室外空氣溫度，則圍護(hù)結(jié)構(gòu)溫差修正系數(shù)α值更接近于1。4.室內(nèi)計算溫度是指距地面2m以內(nèi)人們活動地區(qū)的平均空氣溫度。5.目前國內(nèi)外選定供暖室外計算溫度tw′的方法，可以歸納為兩種：一是根據(jù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱惰性原理，另一種是根據(jù)不保證天數(shù)的原則來確定。6.熱惰性原理選定供暖室外計算溫度tw′規(guī)定供暖室外計算溫度要按50年中最冷的八個冬季里最冷的連續(xù)5天的日平均溫度的平均值確定。50-8-5熱惰性原理.7.采用不保證天數(shù)方法的原則是：人為允許有幾天時間可以低于規(guī)定的供暖室外計算溫度值，亦即容許這幾天室內(nèi)溫度可能稍低于室內(nèi)計算溫度值。不保證天數(shù)根據(jù)各國規(guī)定而有所不同，有規(guī)定1天、3天、5天等。878.我國現(xiàn)行的《暖通規(guī)范》采用了不保證天數(shù)方法確定北方城市的供暖室外計算溫度值。規(guī)范規(guī)定：“供暖室外計算溫度，應(yīng)采用歷年平均不保證5天的日平均溫度”。9.圍護(hù)結(jié)構(gòu)溫差修正系數(shù)α值小于1.因為非供暖房間的溫度≥室外空氣的溫度，所以圍護(hù)結(jié)構(gòu)散熱損失減?。?0.對于保溫性能差和易于室外空氣流通的情況，不供暖房間或空間的空氣溫度th更接近于室外空氣溫度，則α值更接近于1。11.圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面換熱過程是對流和輻射的綜合過程。12.圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面換熱是壁面與鄰近空氣和其它壁面由于溫差引起的自然對流和輻射換熱作用.13.圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面主要是由于風(fēng)力作用產(chǎn)生的強迫對流換熱，輻射換熱占的比例較小。作業(yè)：試論述建筑墻體材料的最新發(fā)展88第三節(jié)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的附加(修正)耗熱量圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基本耗熱量，是在穩(wěn)定條件下，按公式(1—4)計算得出的。實際耗熱量會受到氣象條件以及建筑物情況等各種因素影響而有所增減。由于這些因素影響，需要對房間圍護(hù)結(jié)構(gòu)基本耗熱量進(jìn)行修正。這些修正耗熱量稱為圍護(hù)結(jié)構(gòu)附加(修正)耗熱量。通常按基本耗熱量的百分率進(jìn)行修正。附加(修正)耗熱量有1.朝向修正、2.風(fēng)力附加、3.高度附加耗熱量等。

89

一、朝向修正耗熱量

朝向修正耗熱量是考慮建筑物受太陽照射影響而對圍護(hù)結(jié)構(gòu)基本耗熱量的修正。當(dāng)太陽照射建筑物時，陽光直接透過玻璃窗，使室內(nèi)得到熱量。同時由于受陽面的圍護(hù)結(jié)構(gòu)較干燥，外表面和附近氣溫升高，圍護(hù)結(jié)構(gòu)向外傳遞熱量減少。采用的修正方法是按圍護(hù)結(jié)構(gòu)的不同朝向，采用不同的修正率。需要修正的耗熱量等于垂直的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)(門、窗，外墻及屋頂?shù)拇怪辈糠?的基本耗熱量乘以相應(yīng)的朝向修正率。《暖通規(guī)范》規(guī)定：宜按下列規(guī)定的數(shù)值，選用不同朝向的修正率北、東北、西北0—10％;

東南、西南-10％～-15％;

東、西-5％;

南-15％~-30％。選用上面朝向修正率時，應(yīng)考慮當(dāng)?shù)囟救照章?、建筑物使用和被遮擋等情況。對于冬季日照率小于35％的地區(qū)，東南、西南和南向修正率，宜采用(-10％∽0％)，東、西向可不修正。91二、風(fēng)力附加耗熱量

風(fēng)力附加耗熱量是考慮室外風(fēng)速變化而對圍護(hù)結(jié)構(gòu)基本耗熱量的修正。在計算圍護(hù)結(jié)構(gòu)基本耗熱量時，外表面換熱系數(shù)αw，是對應(yīng)風(fēng)速約為4m/s的計算值。我國大部分地區(qū)冬季平均風(fēng)速一般為2∽3m/s。因此，《暖通規(guī)范》規(guī)定：在一般情況下，不必考慮風(fēng)力附加。只對建在不避風(fēng)的高地、河邊、海岸、曠野上的建筑物，以及城鎮(zhèn)、廠區(qū)內(nèi)特別突出的建筑物，才考慮垂直外圍結(jié)構(gòu)附加5%-10%。92

三、高度附加耗熱量高度附加耗熱量是考慮房屋高度對圍護(hù)結(jié)構(gòu)耗熱量的影響而附加的耗熱量.

《暖通規(guī)范》規(guī)定：民用建筑和工業(yè)輔助建筑物(樓梯間除外)的高度附加率，當(dāng)房間高度大于4m時，每高出1m應(yīng)附加2％，但總的附加率不應(yīng)大于15％。應(yīng)注意：高度附加率應(yīng)附加于房間各圍護(hù)結(jié)構(gòu)基本耗熱量和其它附加(修正)耗熱量的總和上。93

綜合上述，建筑物或房間在室外供暖計算溫度下，通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的總耗熱量Q1′，可用下式綜合表示：Q1′=Q1.j′+Q1.x′=(1+xg)∑αKF(tn-tw′)(1+xch+xf)式中:Q1.j′——圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基本耗熱量，

Q1.x′——圍護(hù)結(jié)構(gòu)的附加(修正)耗熱量。Xch:朝向修正率，％；xf:風(fēng)力附加率，％，xf>0，xg:高度附加率，％，15％≥xg≥0其它符號同公式(1—2)和(1—4)。941.附加(修正)耗熱量有a.朝向修正、b.風(fēng)力附加、c.高度附加耗熱量等。2.朝向修正耗熱量是考慮建筑物受太陽照射影響而對圍護(hù)結(jié)構(gòu)基本耗熱量的修正。3.風(fēng)力附加耗熱量是考慮室外風(fēng)速變化而對圍護(hù)結(jié)構(gòu)基本耗熱量的修正。4.《暖通規(guī)范》規(guī)定：在一般情況下，不必考慮風(fēng)力附加。只對建在不避風(fēng)的高地、河邊、海岸、曠野上的建筑物，以及城鎮(zhèn)、廠區(qū)內(nèi)特別突出的建筑物，才考慮垂直外圍結(jié)構(gòu)附加5％一10％。5.高度附加耗熱量是考慮房屋高度對圍護(hù)結(jié)構(gòu)耗熱量的影響而附加的耗熱量。6.高度附加率，應(yīng)附加于房間各圍護(hù)結(jié)構(gòu)基本耗熱量和其它附加(修正)耗熱量的總和上。957.在一個規(guī)定年限內(nèi)，使建筑物的建造費用和經(jīng)營費用之和最小的圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱阻，稱為圍護(hù)結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)傳熱阻。8.對多層建筑，可通過計算不同朝向的門、窗縫隙長度以及從每米長縫隙滲入的冷空氣量，確定其冷風(fēng)滲透耗熱量。這種方法稱為縫隙法。9.在冬季受風(fēng)壓和熱壓作用下，冷空氣由開啟的外門侵入室內(nèi)。把這部分冷空氣加熱到室內(nèi)溫度所消耗的熱量稱為冷風(fēng)侵入耗熱量。96第四節(jié)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的最小傳熱阻與經(jīng)濟(jì)傳熱阻前兩節(jié)主要闡述圍護(hù)結(jié)構(gòu)耗熱量的計算原理和方法。圍護(hù)結(jié)構(gòu)需要選用多大的傳熱阻，才能使其在供暖期間，滿足:使用要求、衛(wèi)生要求、經(jīng)濟(jì)要求，這就需要利用“圍護(hù)結(jié)構(gòu)最小傳熱阻”或“經(jīng)濟(jì)傳熱阻”的概念。97確定圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱阻時，圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度τn是一個最主要的約束條件。除浴室等相對濕度很高的房間外，

τn值應(yīng)滿足內(nèi)表面不結(jié)露的要求。內(nèi)表面結(jié)露可導(dǎo)致耗熱量增大和使圍護(hù)結(jié)構(gòu)易于損壞。

室內(nèi)空氣溫度tn與圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度τn的溫度差還要滿足衛(wèi)生要求。當(dāng)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)上述要求而確定的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱阻，稱為最小傳熱阻。也就是：98圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱阻基本耗熱量公式為：在穩(wěn)定傳熱條件下，圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱阻(R0)、室內(nèi)、外空氣溫度(tn、

tw)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度(τn)之間的關(guān)系式推導(dǎo)步驟為：基本耗熱量公式為：100

工程設(shè)計中，規(guī)定了在不同類型建筑物內(nèi)，冬季室內(nèi)計算溫度與外圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度的允許溫差值。

圍護(hù)結(jié)構(gòu)的最小傳熱阻應(yīng)按下式確定:101式中:α——圍護(hù)結(jié)構(gòu)溫差修正系數(shù)。(計算與大氣不直接接觸的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)基本耗熱量時，為了統(tǒng)一計算公式，采用了系數(shù)α--圍護(hù)結(jié)構(gòu)的溫差修正系數(shù),圍護(hù)結(jié)構(gòu)溫差修正系數(shù)α值的大小，取決于非供暖房間或空間的保溫性能和透氣狀況。)Ro.min:圍護(hù)結(jié)構(gòu)的最小傳熱阻，m2.℃/W，Δty:供暖室內(nèi)計算溫度tn與圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度τn的允許溫差，℃；按附錄1-5選用；·Tw.e:冬季圍護(hù)結(jié)構(gòu)室外計算溫度，℃。Rn:內(nèi)表面換熱阻，m2.℃/W上式是穩(wěn)定傳熱公式。實際上隨著室外溫度波動，圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度也隨之波動。熱惰性不同的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，在相同的室外溫度波動下，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱惰性越大，則其內(nèi)表面溫度波動就越小。102103

因此，冬季圍護(hù)結(jié)構(gòu)室外計算溫度tw.e按圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱惰性指標(biāo)D值分成四個等級來確定(見表1—6)。

當(dāng)采用D>6的圍護(hù)結(jié)構(gòu)(所謂重質(zhì)墻)時，采用供暖室外計算溫度tw′為檢驗圍護(hù)結(jié)構(gòu)最小傳熱阻的冬季室外計算溫度。

當(dāng)采用D≤6的中型和輕型圍護(hù)結(jié)構(gòu)時，為了能保證與重質(zhì)墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)相當(dāng)?shù)膬?nèi)表面溫度波動幅度，就得采用比供暖室外計算溫度tw′更低的溫度，作為檢驗輕型或中型圍護(hù)結(jié)構(gòu)最小傳熱阻的冬季室外計算溫度，亦即要求更大一些的圍護(hù)結(jié)構(gòu)最小傳熱阻值。104105勻質(zhì)多層材料組成的平壁圍護(hù)結(jié)構(gòu)的D值，可按下式計算:106

式中RI:各層材料的傳熱阻，M2.℃／W;

SI:各層材料的蓄熱系數(shù)，W／M2.℃。材料的蓄熱系數(shù)s值，可由下式求出式中c——材料的比熱，J／kg·℃，

ρ

——材料的密度，kg／m3，

λ——材料的導(dǎo)熱系數(shù)，W／m．℃；Z——溫度波動周期，s(一般取24h=86400s計算)。107[例題1—1)哈爾濱市一住宅建筑，外墻為2磚墻，內(nèi)抹灰(20MM)。試計算其傳熱系數(shù)值，并與應(yīng)采用的最小傳熱阻相對比。[解]1．哈爾濱市供暖室外計算溫度tw′=-26℃。由附錄1—3查出，磚墻的導(dǎo)熱系數(shù)λ=0.81W／m.℃，內(nèi)表面抹灰砂漿的導(dǎo)熱系數(shù)λ=0.87W／m.℃。根據(jù)公式(1—8)、表(1—1)和表(1—2)，得108M2.℃/W

W／m2.℃2．確定圍護(hù)結(jié)構(gòu)的最小傳熱阻首先確定圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱惰性指標(biāo)D值。磚墻及抹灰砂漿的一些熱物理特性值可從附錄1—3查出。根據(jù)公式(1—16)109Z——溫度波動周期，s(一般取24h=86400s計算)。110

根據(jù)表1—6規(guī)定，該圍護(hù)結(jié)構(gòu)屬重型結(jié)構(gòu)(類型1)。圍護(hù)結(jié)構(gòu)的冬季室外計算溫度:

TW.E=TW′=-26℃。

根據(jù)公式(1—15)，并查附錄(1-5)，Δty=6℃

111通過計算可見，該外墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)的實際傳熱阻R。=0.786小于最小傳熱阻Ro.min=0.843值。不滿足《暖通規(guī)范》規(guī)定，故外墻應(yīng)加厚到兩磚半(620mm)，或采用保溫墻體結(jié)構(gòu)型式。建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用的傳熱阻值，應(yīng)大于最小傳熱阻。但選用多大的傳熱阻才算經(jīng)濟(jì)合理？在目前能源緊缺，價格上漲和圍護(hù)結(jié)構(gòu)逐步推廣采用輕質(zhì)保溫材料情況下，人們開始關(guān)注利用“經(jīng)濟(jì)傳熱阻”的概念來研究圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱阻問題。112在一個規(guī)定年限內(nèi)，使建筑物的建造費用和經(jīng)營費用之和最小的圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱阻，稱為圍護(hù)結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)傳熱阻。

建造費用包括圍護(hù)結(jié)構(gòu)和供暖系統(tǒng)的建造費用。

經(jīng)營費用包括圍護(hù)結(jié)構(gòu)和供暖系統(tǒng)的折舊費，維修費及系統(tǒng)的運行費(水、電費，工資，燃料費等)。國內(nèi)外許多資料分析表明，按經(jīng)濟(jì)傳熱阻原則確定的圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱阻值，要比目前采用的傳熱阻值大得多。利用傳統(tǒng)的磚墻結(jié)構(gòu)，增加其厚度將使土建基礎(chǔ)負(fù)荷增大、使用面積減少；因而建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用復(fù)合材料的保溫墻體，將是今后建筑節(jié)能的一個重要措施。由于按經(jīng)濟(jì)傳熱阻確定圍護(hù)結(jié)構(gòu)，需要增加許多基建投資，目前我國尚難立刻實現(xiàn)。113[例題1-3]西安市某住宅建筑，外墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)造示意見圖1—7，其材料見表1—8。試計算該外墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)并校核其最小傳熱阻是否滿足保溫要求。室內(nèi)計算溫度(tn＝18℃，供暖室外計算溫度tw

＝-5℃。114[例題1-3]

115116[例1-4]長春市某住宅外墻為490mm磚墻，內(nèi)表面水泥砂漿抹面厚20mm，室內(nèi)計算溫度tn=18℃，試計算其傳熱系數(shù)K，并校核其最小熱阻是否滿足保溫要求。[解](1)確定外墻傳熱系數(shù)查表1-2，外墻內(nèi)表面換熱系數(shù)8.7W／(m2·℃)外墻外表面換熱系數(shù)。23W／(m2·℃)長春市供暖室外計算溫度－23℃查附錄１－３，紅磚墻的導(dǎo)熱系數(shù)λ磚＝0.81W/(m·℃)，水泥砂漿的導(dǎo)熱系數(shù)λ泥＝0.87W/(m·℃)。根據(jù)式(1—4)計算該外墻的傳熱系數(shù)為117

(2)確定外墻的最小傳熱阻R0.min

首先計算該外墻的熱惰性指標(biāo)D0

已知紅磚墻的蓄熱系數(shù)S1＝10.53W/(m2·℃)

內(nèi)表面水泥砂漿的蓄熱系數(shù)S2＝10.79W/(m2·℃)

118

D=6.618>6該外墻屬于I類圍護(hù)結(jié)構(gòu)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的冬季室外計算溫度-23℃

供暖室內(nèi)計算溫度與圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度的允許差值?ty=6℃。119該外墻的最小傳熱阻

可見R0=0.787>R0.MIN=0.785該外墻滿足保溫要求

Α

——圍護(hù)結(jié)構(gòu)溫差修正系數(shù)。

ΑN——

圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面換熱系數(shù)

1201.熱惰性不同的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，在相同的室外溫度波動下，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱惰性越大，則其內(nèi)表面溫度波動就越小。2.在一個規(guī)定年限內(nèi)，使建筑物的建造費用和經(jīng)營費用之和最小的圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱阻，稱為圍護(hù)結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)傳熱阻。3.建造費用包括圍護(hù)結(jié)構(gòu)和供暖系統(tǒng)的建造費用。4.經(jīng)營費用包括圍護(hù)結(jié)構(gòu)和供暖系統(tǒng)的折舊費，維修費及系統(tǒng)的運行費(水、電費，工資，燃料費等)。5.國內(nèi)外許多資料分析表明，按經(jīng)濟(jì)傳熱阻原則確定的圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱阻值，要比目前采用的傳熱阻值大得多。利用傳統(tǒng)的磚墻結(jié)構(gòu)，增加其厚度將使士建基礎(chǔ)負(fù)荷增大、使用面積減少；因而建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用復(fù)合材料的保溫墻體，將是今后建筑節(jié)能的一個重要措施。6.由于按經(jīng)濟(jì)傳熱阻確定圍護(hù)結(jié)構(gòu)，需要增加許多基建投資，目前我國尚難立刻實現(xiàn)。121第五節(jié)冷風(fēng)滲透耗熱量在風(fēng)力和熱壓造成的室內(nèi)外壓差作用下，室外的冷空氣通過門、窗等縫隙滲入室內(nèi)，被加熱后逸出。把這部分冷空氣從室外溫度加熱到室內(nèi)溫度所消耗的熱量，稱為冷風(fēng)滲透耗熱量Q2。冷風(fēng)滲透耗熱量，在設(shè)計熱負(fù)荷中占有不小的份額。影響冷風(fēng)滲透耗熱量的因素很多，如門窗構(gòu)造、門窗朝向，室外風(fēng)向和風(fēng)速，室內(nèi)外空氣溫差，建筑物高低以及建筑物內(nèi)部通道狀況等。總的來說，對于多層(六層及六層以下)的建筑物，由于房屋高度不高，在工程設(shè)計中，冷風(fēng)滲透耗熱量主要考慮風(fēng)壓的作用，可忽略熱壓的影響。對于高層建筑，則應(yīng)考慮風(fēng)壓與熱壓的綜合作用(見本章第八節(jié))。計算冷風(fēng)滲透耗熱量的常用方法有縫隙法、換氣次數(shù)法和百分?jǐn)?shù)法。122

一、按縫隙法計算多層建筑的冷風(fēng)滲透耗熱量

對多層建筑，可通過計算不同朝向的門、窗縫隙長度以及從每米長縫隙滲入的冷空氣量，確定其冷風(fēng)滲透耗熱量。這種方法稱為縫隙法。對不同類型的門，窗，在不同風(fēng)速下每米長縫隙滲入的空氣量Ｌ，可采用表1—7的實驗數(shù)據(jù)。123124用縫隙法計算冷風(fēng)滲透耗熱量時，以前方法是只計算朝冬季主導(dǎo)風(fēng)向的門窗縫隙長度，朝主導(dǎo)風(fēng)向背風(fēng)面的門窗縫隙不必計入。實際上，冬季中的風(fēng)向是變化的，不位于主導(dǎo)風(fēng)向的門窗，在某一時間也會處于迎風(fēng)面，必然會滲入冷空氣。因此，《暖通規(guī)范》明確規(guī)定：建筑物門窗縫隙的長度分別按各朝向所有可開啟的外門、窗縫隙丈量，在計算不同朝向的冷風(fēng)滲透空氣量時，引進(jìn)一個滲透空氣量的朝向修正系數(shù)n。即125V=LINM3/H式中:

L:每米門、窗縫隙滲入室內(nèi)的空氣量，按當(dāng)?shù)囟臼彝馄骄L(fēng)速，采用表1—7的數(shù)據(jù)，m3/h.m；

l:門、窗縫隙的計算長度，m；

n:滲透空氣量的朝向修正系數(shù)。126

門、窗縫隙的計算長度，建議可按下述方法計算：當(dāng)房間僅有一面或相鄰兩面外墻時，全部計入其門、窗可開啟部分的縫隙長度；當(dāng)房間有相對兩面外墻時，僅計入風(fēng)量較大一面的縫隙；當(dāng)房間有三面外墻時，僅計入風(fēng)量較大的兩面的縫隙。127確定門、窗縫隙滲入空氣量V后，冷風(fēng)滲透耗熱量Q2′,可按下式計算:

Q2′=0.278VΡWCP(TN-TW′)式中:

V:經(jīng)門、窗縫隙滲入室內(nèi)的總空氣量，m3/h；ρw:供暖室外計算溫度下的空氣密度，g/m3；cp:冷空氣的定壓比熱，c=1kJ/kg·℃；0.278:單位換算系數(shù)，1kJ/h=0.278W。128

二、用換氣次數(shù)法計算冷風(fēng)滲透耗熱量—用于民用建筑的概算法在工程設(shè)計中，也有按房間換氣次數(shù)來估算該房間的冷風(fēng)滲透耗熱量。計算公式為：Q2′=0.278nkVnρwcp(tn-tw′)式中Vn:房間的內(nèi)部體積，m3；nk:房間的換氣次數(shù)，次／h，可按表1—8選用。其它符號同前。129130

三、用百分?jǐn)?shù)法計算冷風(fēng)滲透耗熱量—用于工業(yè)建筑的概算法由于工業(yè)建筑房屋較高，室內(nèi)外溫差產(chǎn)生的熱壓較大，冷風(fēng)滲透量可根據(jù)建筑物的高度及玻璃窗的層數(shù)，按表1－9列出的百分?jǐn)?shù)進(jìn)行估算。131132第六節(jié)冷風(fēng)侵入耗熱量

在冬季受風(fēng)壓和熱壓作用下，冷空氣由開啟的外門侵入室內(nèi)。把這部分冷空氣加熱到室內(nèi)溫度所消耗的熱量稱為冷風(fēng)侵入耗熱量。冷風(fēng)侵入耗熱量，同樣可按下式計算Q３′=0.278Vwcpρw(t