建筑物理环境保温设计

1、建筑物理环境保温设计 作业 1.根据自己出生地所在地城市(或邻近城市)类 型和气候区区要求,用计算法作相应日期的 棒影图(表明城市名,纬度,日期,棒高比例) 2.用上述棒影图,求两同高建筑物正南朝向排 列时,保证从11:00到13:00两小时日照,间距 D与建筑物高度H之比. 建筑物理环境保温设计 第六讲 保温与隔热 1保温与隔热概述 2保温隔热设计原理 3围护结构保温设计 4围护结构隔热设计 建筑物理环境保温设计 1保温与隔热概述 1.1基本概念 围护结构：墙、屋顶、门窗、地面 围护结构的作用： 保温、隔热、 通风 在我国大约有占全国总面积60的地区冬 季室内需要供暖。这些地区的建筑在设计

2、上既要考虑保证良好的室内热环境，还要 注意节省采暖的能耗和建造费用，即注意 建筑保温问题，做到舒适、健康、高效。 建筑物理环境保温设计 建筑物理环境保温设计 2保温隔热设计原理 传热的三个基本过程：传热的三个基本过程：内表面感（吸） 热、 构件传热、外表面感（散）热 2.1围护结构的传热过程和传热量 建筑物理环境保温设计 （1 1）内表面感（吸）热）内表面感（吸）热 围护结构的内表面主要通过对流和辐射方 式从室内得到热量，内表面单位面积上在 单位时间从室内得到的热量，即到达围护 结构内表面的热流密度qi可通过室内气温ti、 内表面温度i用下式计算： iiii tq 建筑物理环境保温设计 a a

3、i i为内表面热转移系数：为内表面热转移系数： 当内表面与室内空气之间的温差为当内表面与室内空气之间的温差为 1K （ 1C）时，单位时间内通过单位表面积时，单位时间内通过单位表面积 的传热量。内表面热转移系数应为内表面的传热量。内表面热转移系数应为内表面 辐射换热系数（辐射换热系数（ ri）与内表面对流换热系）与内表面对流换热系 数（数（ci）之和。）之和。 irici 建筑物理环境保温设计 内表面热转移阻（内表面热转移阻（R Ri i）： 内表面热转移系数的倒数。即R Ri i1/1/i i或 i i1Ri ii i i t R q 1 iiii tq 建筑物理环境保温设计 （2）围护结构

4、传热 按照稳定传热计算， 平壁围护结构内各材 料层在单位时间、单 位面积上的传热量为: 2 1 1 1 i d q 32 2 2 2 d q 1 nn n n n d q 建筑物理环境保温设计 1d1，2d2，3d3，分别代表围护 结构各材料层的传热能力，又称为该材料 层的“热导”G 。热导的倒数称为材料层 的“热阻”R 。 d G R 1 建筑物理环境保温设计 构件热阻（R）表示围护结构中各材料 层对热流的阻挡能力，热阻愈大则通过 的热流密度（q）愈小。 多层构造的围护结构应为各层材料热阻 之和 n n n ddd RRRR 2 2 1 1 21 建筑物理环境保温设计 （3）外表面感（散）热

5、）外表面感（散）热 外表面感（散）热和内表面感（吸）热 在传热机理上相同，都是表面与周围环 境和空气之间通过辐射和对流进行热交 换，热流计算为： eeee tq 建筑物理环境保温设计 e外表面热转移系数热转移系数 外表面热转移系数热转移系数（ e）的倒数称为外表 面热转移热转移阻 Re ee e e t R q 1 eeee tq 建筑物理环境保温设计 (4) 围护结构的传热系数、传热阻围护结构的传热系数、传热阻 一般构造的传热系数及传热阻计算 稳定传热条件下，在围护结构的3个传热过 程中，其单位时间、单位面积的传热量 均相等。 qi=qn=qe=q 建筑物理环境保温设计 稳定传热时 qi=q

6、n=qe=q iiii tRq ii i i t R q 1 2 1 1 1 i d q 32 2 2 2 d q 1 nn n n n d q ee e e t R q 1 211 tRq i 3222 Rq 1 nnnnR q eeee tRq 建筑物理环境保温设计 eni RRRRRR 210 ei tt R q 0 1 ei ttKq “K”称为围护结构的（总）传热系数，它的意义是当 围护结构两侧温度差 1（ 1K）时，在单位时 间里通过平壁单位面积的传热量W（m2K）。 物理量R0为围护结构的传热阻（过去称为总热阻）， 是传热系数K的倒数，表示热量从围护结构的一侧空 间传至另一侧所受

7、到的总阻力。 eieni ttRRRRRq )( 21 建筑物理环境保温设计 围护结构传热阻R0的计 算式为： ei RRRR 0 对面积为F的围护结 构在单位时间内的传 热量Q，可用公式表 示为： Ftt R Q ei 0 1 建筑物理环境保温设计 2.2组合构造热阻 在实际应用中，围护 结构有时是用两种或 两种以上的材料组合 而成的组合结构，如 空心接板或带肋的填 充墙等，由于构件部 分的热阻不同，存在 着局部传热不均匀。 建筑物理环境保温设计 2.32.3封闭空气间层的热阻封闭空气间层的热阻 在围护结构中设封闭空气间层是常见的保 温措施。 建筑物理环境保温设计 空气间层中的传热和在 固体

8、材料中不同，它不 是以导热为主，而是有 辐射、对流、传导3种方 式.线 1导热量,线2对流换 热,线3总传热.其中辐射 传热约占总传热量的60 70而传导只占 10左右。因此，空气 间层的热阻主要取决于 间层两个表面间的辐射 和对流换热的能力。 建筑物理环境保温设计 增加空气间层热阻的方法增加空气间层热阻的方法: 减弱辐射传热:布置在冷侧; 加辐射系数 小的材料. 空气间层热阻一般用查表法. . 1未加反射材料 2一个表面加反射材料 3两个表面加反射材料 建筑物理环境保温设计 2.4 2.4窗的传热阻窗的传热阻 窗户是保温能力最低的围护结构，一般 情况下，通过单层窗的传热量是同等面 积外墙的3

9、5倍。 单层窗的框边和玻璃本身的热阻都很小， 在窗的传热阻中内、外表面换热阻的影 响就相对较大。 建筑物理环境保温设计 2.52.5围护结构内表面及内部温度计算围护结构内表面及内部温度计算 一般构造部分的内表面及内部温度： 当围 护结构构造确定后，可以进一步根据室内 外的温度条件计算出其内表面和内部各层 的温度，从而分析其保温效果； 建筑物理环境保温设计 内表面及内部温度计算式可由稳定传热 基本方程导出。 eiii i tt R t R 0 11 ei i ii tt R R t 0 qqi 建筑物理环境保温设计 q1 q2 q3 qi q ei i i tt R RR t 0 1 2 ei n i in tt R RR t 0 1 1 )( 建筑物理环境保温设计 2.6周期性不稳定传热周期性不稳定传热 在周期性不稳定传热过 程中，每一个与热流方 向垂直的截面上，热流 强度都不相等;壁体材料 的比热（c）、密度（） 和导热系数（）以及 热流波动的波幅和周期 都影响着壁体内温度升 降的速度 。 A谐波热作用: )Z/360(cosAtt t * 建筑物理环境保温设计 B半无限大物体周期性传热特点: 变化周期相同，平均温度相等,振幅 有衰减， 衰减度:=Af/Ax 建筑物理环境保温设计 时间有延迟,即相位有延迟. 平壁穿透衰减倍数(平壁衰减