小学扩建工程内表面最高温度计算分析报告

内表面最高温度计算报告书第1页共19页小学扩建工程内表面最高温度计算分析报告计算软件PBECA建筑节能设计分析软件研发单位软件版本20201126计算时间一、计算依据1.《民用建筑热工设计规范》GB50176-20162.《绿色建筑评价标准》GB/T50378-20193.《绿色建筑评价技术细则》二、指标要求内表面最高温度计算标准依据主要为《绿色建筑评价标准》GB/T50378-2019和《民用建筑热工设计规范》GB50176-2016。1《绿色建筑评价标准》GB/T50378-2019条文要求《绿色建筑评价标准》GB/T50378-2019控制项中对围护结构内表面最高温度要求为：“5.1.7条屋顶和外墙隔热性能应满足现行国家标准《民用建筑热工设计规范》GB50176的要求。”2《民用建筑热工设计规范》GB50176-2016要求2.1外墙的要求外墙在给定两侧空气温度及变化规律的情况下，外墙内表面最高温度应符合表1的要求：表1外墙内表面最高温度的限值房间类型自然通风房间空调房间重质围护结构（D≥2.5）轻质围护结构（D＜2.5）内表面最高温度θi,max≤te,max≤ti+2≤ti+32.2屋顶的要求屋顶在给定两侧空气温度及变化规律的情况下，屋顶内表面最高温度应符合表2的要求：表2屋顶内表面最高温度的限值房间类型自然通风房间空调房间重质围护结构（D≥2.5）轻质围护结构（D＜2.5）内表面最高温度θi,max≤te,max≤ti+2.5≤ti+3.5表中θi,max——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C3中的规定计算；te,max——累年日平均温度最高日的最高温度（℃）；ti——室内空气温度（℃）。三、模拟概述1原理概要围护结构外墙和屋顶的传热过程，通常视为一维非稳态无内热源的导热问题，计算方法采用数值分析法，计算方程如下。首先建立常物性、无内热源的一维非稳态导热的内部微分方程，微分方程的求解可采用有限差分法，按下式计算：（1）数学模型：（2）初始条件：（3）边界条件：式中：ρj，cj，λj——分别为第j层材料的密度、比热和导热系数；α0——室外空气对流表面换热系数，取19.0W/(m2·K)；α1——室内空气对流表面换热系数，取8.7W/(m2·K)；T0(τ)——室外空气综合温度，单位℃；T1(τ)——室内空气温度，单位℃；按《民用建筑热工设计规范》GB50176-2016第3.3.2条的规定取值；fj(x)——第j层初始温度，单位℃；L——构件总厚度，mm。（4）室外综合温度逐时值：式中：Te（τ）——室外空气逐时温度，单位℃，可按《民用建筑热工设计规范》GB50176-2016附录光盘中选取。ρs——外表面太阳辐射吸收系数，可按《民用建筑热工设计规范》GB50176-2016选取。I(τ)——表面法向太阳总辐射强度（包括直射和散射），单位W/m2。可按《民用建筑热工设计规范》GB50176-2016附录光盘中选取；其次，对传热过程进行数值求解。软件采用有限差分法，通过建立节点的有限差分方程，采用迭代法对热平衡微分方程及导热微分方程进行求解。2参数设置根据《民用建筑热工设计规范》GB50176-2016的条文及附录要求，进行边界条件及计算参数的设置。2.1边界条件1）外表面：第三类边界条件，室外空气逐时温度按照本规范附录B.0.1条的规定取值，对流换热系数19.0W/(m2·K)；2）内表面：第三类边界条件，室内空气温度按照本规范第3.3.2条的规定取值，对流换热系数8.7W/(m2·K)；3）其它边界：第二类边界条件，热流密度0W/m2；2.2温度参数1）室内温度：26℃。按《民用建筑热工设计规范》GB50176-2016第3.3.2条的规定取值。2）室外空气逐时温度及太阳辐射，按《民用建筑热工设计规范》GB50176-2016附录A的备注选取。四、模拟分析本项目为计算奉节的内表面最高温度。1室内外逐时温度图1室内外空气逐时温度24小时曲线图2太阳总辐射照度表表3太阳总辐射照度表（W/m2）时刻南东西北水平01234535.7072.0336.8819.9666.006102.78191.3195.2863.12190.007187.92303.16156.19124.49342.808263.19404.48194.20157.03512.209352.20432.37234.31191.24686.6010425.71386.60265.98218.28824.9011458.60278.62278.62229.36891.7012429.53261.85392.93215.90851.1013356.60226.88464.59186.97733.5014258.73182.94465.34149.89558.1015166.80139.81371.22112.90362.901672.1576.04224.8941.71175.10177.537.2011.894.4512.601819202122233材料热工参数表4材料热工参数参考依据材料名称干密度(Kg/m3)导热系数[W/(m·K)]蓄热系数[W/(m2·K)]修正系数α选用依据α使用部位难燃型挤塑聚苯板350.0300.271.20屋面《重庆市公共建筑节能（绿色建筑)设计标准》(DBJ50-052-2020）、《重庆市工程建设标准-居住建筑节能65%（绿色建筑）设计标准》（DBJ50-071-2020）增强型改性发泡水泥保温板A型1800.0550.901.25外墙/热桥柱/热桥梁/热桥过梁/热桥楼板《重庆市公共建筑节能（绿色建筑)设计标准》(DBJ50-052-2020）、《重庆市工程建设标准-居住建筑节能65%（绿色建筑）设计标准》（DBJ50-071-2020）难燃型改性聚乙烯380.0390.351.25楼板（含分户楼板）《重庆市公共建筑节能（绿色建筑)设计标准》(DBJ50-052-2020）、《重庆市工程建设标准-居住建筑节能65%（绿色建筑）设计标准》（DBJ50-071-2020）岩棉板（垂直纤维）1000.0480.751.20底部接触室外空气的架空或外挑楼板《重庆市公共建筑节能（绿色建筑)设计标准》(DBJ50-052-2020）、《重庆市工程建设标准-居住建筑节能65%（绿色建筑）设计标准》（DBJ50-071-2020）难燃型挤塑聚苯板350.0300.271.20供暖、空调房间与土壤直接接触的地面《重庆市公共建筑节能（绿色建筑)设计标准》(DBJ50-052-2020）、《重庆市工程建设标准-居住建筑节能65%（绿色建筑）设计标准》（DBJ50-071-2020）五、计算结果1屋顶本项目屋面内表面最高温度的详细计算过程如下所示：表5屋面主体层3(1)材料构造材料汇总表屋面主体层3(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碎石、卵石混凝土230040.01.51015.3600.0260.411.00水泥砂浆20.00.93011.3700.0220.241.00难燃型挤塑聚苯板60.00.0300.2701.6670.451.00SBS改性沥青防水卷材4.00.2309.3700.0170.161.00水泥砂浆20.00.93011.3700.0220.241.00页岩陶粒混凝土130030.00.6308.1600.0320.261.00钢筋混凝土120.01.74017.2000.0691.191.00屋面主体层3(1)各层之和294.01.852.95屋面主体层3(1)热阻Ro=Ri+∑R+Re=2.00[(m2·K)/W]Ri=0.11[(m2·K)/W];Re=0.04[(m2·K)/W]屋面主体层3(1)传热系数K=1/Ro=0.50[W/(m2·K)]太阳辐射吸收系数ρ=0.70轻质或重质重质差分时间步长（分钟）51.1屋面主体层3(1)--空调房间表6屋面主体层3(1)内外壁面温度逐时值—空调房间时刻01234567891011外壁面35.5234.3333.3032.3531.4831.4432.6435.0938.7443.4348.5653.27内壁面26.8726.8726.8626.8626.8526.8426.8326.8126.8026.7826.7726.75时刻121314151617181920212223外壁面56.5958.1457.8455.8752.6948.7545.6843.2541.2539.5838.1336.85内壁面26.7426.7426.7426.7526.7626.7826.8026.8226.8426.8626.8726.881.2屋面主体层3(1)--自然通风房间表7屋面主体层3(1)内外壁面温度逐时值—自然通风房间时刻01234567891011外壁面35.7234.5333.5032.5531.6931.6532.8535.3038.9543.6348.7653.47内壁面35.5635.3335.1034.8934.7234.6034.5334.5234.5834.6934.8435.04时刻121314151617181920212223外壁面56.7958.3458.0356.0752.8848.9445.8843.4541.4539.7838.3337.05内壁面35.2635.4935.7235.9336.1036.2336.3136.3236.2736.1636.0035.801.3结论表8屋面主体层3(1)内表面最高温度判定屋面主体层3(1)房间类型最高温度限值结论空调房间26.8828.50满足要求自然通风房间36.3238.70满足要求2外墙本项目外墙内表面最高温度的详细计算过程如下所示：表9内墙填充墙6(1)材料构造材料汇总表内墙填充墙6(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水泥砂浆20.00.93011.3700.0220.241.00建筑隔墙用轻质条板（板厚≥120mm）200.00.280--1.00水泥砂浆20.00.93011.3700.0220.241.00内墙填充墙6(1)各层之和240.00.320.49内墙填充墙6(1)热阻Ro=Ri+∑R+Re=0.54[(m2·K)/W]Ri=0.11[(m2·K)/W];Re=0.11[(m2·K)/W]内墙填充墙6(1)传热系数K=1/Ro=1.84[W/(m2·K)]太阳辐射吸收系数ρ=--轻质或重质轻质差分时间步长（分钟）5表10填充墙4材料构造材料汇总表填充墙4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水泥砂浆5.00.93011.3700.0050.061.00增强型改性发泡水泥保温板A型45.00.0550.9000.6550.591.25水泥砂浆20.00.93011.3700.0220.241.00蒸压加气混凝土砌块626～725(外墙灰缝＞3mm)200.00.2803.4900.7142.491.00水泥砂浆20.00.93011.3700.0220.241.00填充墙4各层之和290.01.423.63填充墙4热阻Ro=Ri+∑R+Re=1.57[(m2·K)/W]Ri=0.11[(m2·K)/W];Re=0.04[(m2·K)/W]填充墙4传热系数K=1/Ro=0.64[W/(m2·K)]太阳辐射吸收系数ρ=0.70轻质或重质重质差分时间步长（分钟）52.1东向外墙2.1.1东向内墙填充墙6(1)--空调房间表11东向内墙填充墙6(1)内外壁面温度逐时值—空调房间时刻01234567891011外壁面30.9730.2829.7029.1528.6528.2828.1228.2528.7529.6230.7631.97内壁面29.9729.4428.9728.5528.1627.8427.6327.5927.7928.2528.9529.79时刻121314151617181920212223外壁面33.0934.0434.7535.1235.1734.9134.4133.8333.2832.7732.2631.74内壁面30.6331.4032.0232.4532.6332.5932.3431.9631.5531.1730.8030.422.1.2东向填充墙4--空调房间表12东向填充墙4内外壁面温度逐时值—空调房间时刻01234567891011外壁面31.8830.9830.3529.7029.1030.5834.2238.5443.1246.2347.1145.66内壁面26.8126.8126.8126.8226.8226.8126.8126.8026.8026.7926.7826.77时刻121314151617181920212223外壁面45.7445.6844.9343.6041.3238.3536.6735.6834.9534.3533.7033.04内壁面26.7626.7526.7526.7426.7526.7526.7626.7726.7826.7926.8026.812.1.3东向填充墙4--自然通风房间表13东向填充墙4内外壁面温度逐时值—自然通风房间时刻01234567891011外壁面32.1431.2530.6229.9729.3730.8634.4938.8243.4046.5147.3945.93内壁面35.2434.7134.2233.7933.4633.2533.1833.2533.4533.7734.1934.68时刻121314151617181920212223外壁面46.0145.9545.2043.8741.5838.6236.9435.9535.2234.6133.9733.30内壁面35.2135.7436.2336.6636.9937.2037.2837.2237.0236.7036.2835.792.2西向外墙2.2.1西向内墙填充墙6(1)--空调房间表14西向内墙填充墙6(1)内外壁面温度逐时值—空调房间时刻01234567891011外壁面30.9730.2829.7029.1528.6528.2828.1228.2528.7529.6230.7631.97内壁面29.9729.4428.9728.5528.1627.8427.6327.5927.7928.2528.9529.79时刻121314151617181920212223外壁面33.0934.0434.7535.1235.1734.9134.4133.8333.2832.7732.2631.74内壁面30.6331.4032.0232.4532.6332.5932.3431.9631.5531.1730.8030.422.2.2西向填充墙4--空调房间表15西向填充墙4内外壁面温度逐时值—空调房间时刻01234567891011外壁面31.9031.0030.3729.7129.1129.6931.4733.9636.4539.3042.2244.48内壁面26.8226.8326.8426.8526.8526.8526.8426.8426.8326.8226.8126.80时刻121314151617181920212223外壁面48.9752.8254.2052.0347.2839.9136.8935.7434.9934.3833.7333.06内壁面26.7926.7826.7726.7626.7626.7626.7626.7726.7826.8026.8126.822.2.3西向填充墙4--自然通风房间表16西向填充墙4内外壁面温度逐时值—自然通风房间时刻01234567891011外壁面32.1631.2730.6429.99