1、第一章第一章 供暖系统的设计热负荷供暖系统的设计热负荷内容框架1.1 供暖系统设计热负荷供暖系统设计热负荷1.2 围护结构基本耗热量围护结构基本耗热量1.3 围护结构附加耗热量围护结构附加耗热量1.4 冷风渗透耗热量冷风渗透耗热量1.5 冷风侵入耗热量冷风侵入耗热量1.6 辐射供暖系统热负荷计算辐射供暖系统热负荷计算1.7 围护结构的最小传热阻与经济传热阻围护结构的最小传热阻与经济传热阻1.8 供暖设计热负荷计算例题供暖设计热负荷计算例题1.9 高层建筑供暖设计热负荷计算方法简介高层建筑供暖设计热负荷计算方法简介 1.10 建筑节能及措施建筑节能及措施 u重点：室内供暖系统热负荷的组成及计算，
2、主要是围护结构基本耗热量的计算及修正耗热量的计算。u理解：围护结构最小热阻与经济热阻的意义;节能建筑的采暖能耗指标。u难点：供暖设计热负荷与热负荷的区别、围护结构热工性能大纲要求大纲要求第一节第一节 供暖系统设计热负荷供暖系统设计热负荷 人们为了生产和生活，要求室内保证人们为了生产和生活，要求室内保证一定的温一定的温度度。一个建筑物或者房间可能有各种得热和散。一个建筑物或者房间可能有各种得热和散失热量的途径。当建筑物或者房间的失热量的途径。当建筑物或者房间的失热量大失热量大于得热量于得热量时，为了保持室内在要求温度下的热时，为了保持室内在要求温度下的热平衡，需要由供暖通风系统补进热量，以保证平
3、衡，需要由供暖通风系统补进热量，以保证室内要求的温室内要求的温度。度。 供供暖系统通常利用暖系统通常利用散热器散热器向房间散热，向房间散热，通风系通风系统统送入高于室内要求温度的空气，一方面向房送入高于室内要求温度的空气，一方面向房间不断地补充新鲜空气，另一方面也为房间提间不断地补充新鲜空气，另一方面也为房间提供热量。供热量。供供暖系暖系统热统热负负荷的意义荷的意义 1.物理意义物理意义 是指冬季供暖房间所需要的热量，即供暖房间的是指冬季供暖房间所需要的热量，即供暖房间的散热器在一定时间内散出的热量散热器在一定时间内散出的热量。 2.实际意义实际意义 是供暖设计的主要是供暖设计的主要依据依据，
4、它决定着供暖系统的，它决定着供暖系统的规模和散热设备的多少。规模和散热设备的多少。供供暖系暖系统热负荷与设统热负荷与设计热负荷计热负荷 供暖系统的供暖系统的热负荷热负荷是是指某一室外温度指某一室外温度tw下下,为了达到要求的室内为了达到要求的室内温度温度tn，供暖系统在，供暖系统在单位时间内向建筑物单位时间内向建筑物供给的热量。它随着供给的热量。它随着建筑物得失热量的变建筑物得失热量的变化而变化化而变化。 供暖系统的供暖系统的设计热负荷设计热负荷是指在设计室外温度是指在设计室外温度tw下，为达到要求的室内下，为达到要求的室内温度温度tn,系统在单位时间系统在单位时间内向建筑物供给的热量内向建筑
5、物供给的热量Q。它是设计供暖系。它是设计供暖系统的统的最基本依据最基本依据。twtw有何区别？有何区别？有何影响？有何影响？twtw有何区别？有何区别？有何影响？有何影响？热负荷：变化的值热负荷：变化的值设计热负荷：定值设计热负荷：定值建筑物或房间的得、失热量的确定建筑物或房间的得、失热量的确定 v 失热量失热量： 1围护结构传热耗热量围护结构传热耗热量Q1； 2冷风渗透耗热量冷风渗透耗热量Q2 （加热由门、窗缝隙渗入室内的冷空气的耗热量）；（加热由门、窗缝隙渗入室内的冷空气的耗热量）； 3冷风侵入耗热量冷风侵入耗热量Q3 （加热由门、孔洞及相邻房间侵入的冷空气的耗热量）（加热由门、孔洞及相邻
6、房间侵入的冷空气的耗热量） 4水分蒸发的耗热量水分蒸发的耗热量Q4； 5加热由外部运入的冷物料和运输工具的耗热量加热由外部运入的冷物料和运输工具的耗热量Q5 ； 6通风耗热量通风耗热量 （通风系统将空气从室内排到室外所需要带走的热量（通风系统将空气从室内排到室外所需要带走的热量)围护结构传围护结构传热耗热量热耗热量冷风侵入冷风侵入耗热量耗热量 冷风渗透冷风渗透耗热量耗热量得热量得热量： 7生产车间最小负荷班的工艺设备散热量生产车间最小负荷班的工艺设备散热量Q7； 8非供暖通风系统的其它管道和热表面的散热非供暖通风系统的其它管道和热表面的散热量量Q8， 9热物料散热量热物料散热量Q9； 10太阳
7、辐射热量太阳辐射热量Q10 通过其它途径散失或获得的热量通过其它途径散失或获得的热量Q11。注：注： （1）不经常的散热量，可不计入；经常而不稳定）不经常的散热量，可不计入；经常而不稳定的散热量，应采用的散热量，应采用小时平均值小时平均值。 （2）对于）对于民用建筑以及产热量很少的工业建筑民用建筑以及产热量很少的工业建筑，热负荷主要考虑围护结构传热耗热量，冷风渗透热负荷主要考虑围护结构传热耗热量，冷风渗透耗热量，冷风侵入耗热量，太阳辐射得热量。耗热量，冷风侵入耗热量，太阳辐射得热量。注：注： （3）对于集中供暖分户热计量供暖系统，在确定户）对于集中供暖分户热计量供暖系统，在确定户内采暖设备容量
8、和计算户内管道时，还应考虑间歇供内采暖设备容量和计算户内管道时，还应考虑间歇供暖和分室调节引起的隔墙或楼板间的传热，也称暖和分室调节引起的隔墙或楼板间的传热，也称户间户间传热负荷传热负荷。户间传热负荷不统计在供暖系统的总热负。户间传热负荷不统计在供暖系统的总热负荷内。荷内。 （4）对户内供暖系统，其供暖系统的设计热负荷，）对户内供暖系统，其供暖系统的设计热负荷，应为围护结构传热耗热量、冷风侵入耗热量与户间传应为围护结构传热耗热量、冷风侵入耗热量与户间传热负荷之热负荷之和和。供暖系统的设计热负荷供暖系统的设计热负荷v在在工程设计工程设计中，对于没有设置通风系统、不考中，对于没有设置通风系统、不考
9、虑虑人人体散热量、照明散热量等，设计热负荷可表示体散热量、照明散热量等，设计热负荷可表示为为sh12310dQQQQQQQ 带有带有“”上标符号都是表示在上标符号都是表示在设计工况设计工况下的各种参下的各种参数数 保持房间及工作区在给定温度的热平衡保持房间及工作区在给定温度的热平衡供暖热量供暖热量Q失热量失热量Q1-6 得热量得热量Q7-10-Q3+ Q10-Q4-Q5-Q6-Q112310shdQQQQQQQ住宅、办公楼等民用建筑住宅、办公楼等民用建筑 -Q2建筑物或房间的得、失热量的确定建筑物或房间的得、失热量的确定 围护结构传热耗热量围护结构传热耗热量Q1冷风渗透耗热量冷风渗透耗热量Q2
10、 （加热由门、窗缝隙渗入室内的冷空气的耗热量）；（加热由门、窗缝隙渗入室内的冷空气的耗热量）；冷风侵入耗热量冷风侵入耗热量Q3 （加热由门、孔洞及相邻房间侵入的冷空气的耗热量）（加热由门、孔洞及相邻房间侵入的冷空气的耗热量） 太阳辐射得热量太阳辐射得热量Q1012310QQQQQ供暖系统的设计热负荷供暖系统的设计热负荷 当当室内温度高于室外温度时，通过围护结构室内温度高于室外温度时，通过围护结构向外传递的热向外传递的热量。量。基基本耗本耗热量热量Q1j附加（修正）耗热量附加（修正）耗热量Q1x围护结构耗热量围护结构耗热量Q1供暖系统的设计热负荷供暖系统的设计热负荷v基基本耗热量：在本耗热量：在
11、设计条件设计条件下，下，通过房间各部分围通过房间各部分围护结构护结构（门、窗、墙、地板（门、窗、墙、地板、屋顶）、屋顶）从室内传到从室内传到室外的室外的稳定稳定传热量的总传热量的总和。和。v附附加（修正）耗加（修正）耗热量：在围护结构的传热状况发热量：在围护结构的传热状况发生变化时对基本耗热量进行修正的耗热量。包生变化时对基本耗热量进行修正的耗热量。包括括风力附加风力附加、高度附加高度附加和和朝向修正朝向修正等耗热等耗热量。量。v计算围护结构附加（修正）耗热量时，计算围护结构附加（修正）耗热量时，太阳辐射太阳辐射得热量可用减去一部分基本耗热量的方法列得热量可用减去一部分基本耗热量的方法列入入。
12、12310QQQQQ1, jQ1,xQ基本耗热量基本耗热量附加耗热量附加耗热量1,1,23jxQQQQQ围护结构围护结构基本耗热量基本耗热量围护结构围护结构附加耗热量附加耗热量冷风渗透冷风渗透耗热量耗热量冷风侵入冷风侵入耗热量耗热量v 前前两项表示两项表示通过围护结通过围护结构的计算耗构的计算耗热量，后两热量，后两项表示室内项表示室内通风换气所通风换气所耗的热量。耗的热量。 注：注：对具有供暖及通风系统的建筑，供暖及通风对具有供暖及通风系统的建筑，供暖及通风系统的设计热负荷，需要根据系统的设计热负荷，需要根据生产工艺设备生产工艺设备或或建筑物建筑物的使用情况，通过得失热量的热平的使用情况，通过
13、得失热量的热平衡和通风的空气量平衡综合考虑才能确定衡和通风的空气量平衡综合考虑才能确定。第一节第一节 供供暖系统的设计热负荷暖系统的设计热负荷小结小结sh123101123djxQQQQQQQQQQQAD多选题多选题D第二节第二节 围护结构的基本耗热量围护结构的基本耗热量 墙体的传热过程墙体的传热过程 室内侧由壁面与邻近空气和其室内侧由壁面与邻近空气和其它表面温差引起的自然对流和它表面温差引起的自然对流和辐射换热；辐射换热； 内表面向外表面的导热过程；内表面向外表面的导热过程； 外表面由温差和风力作用引起外表面由温差和风力作用引起的强迫对流的强迫对流 围护结构是指围护结构是指外门外门外墙外墙外
14、窗外窗地板地板屋顶屋顶等。等。Building envelope传热特征传热特征u室内室内空气温度及围护结构内空气温度及围护结构内部温度，由于室内散热设备部温度，由于室内散热设备的散热不稳定及室外空气温的散热不稳定及室外空气温度和其他因素发生变化而度和其他因素发生变化而不不断变化断变化；室外室外空气温度也随空气温度也随着季节和昼夜的变化着季节和昼夜的变化不断波不断波动动。因此，。因此，通过围护结构的通过围护结构的传热量也随时间而变化，是传热量也随时间而变化，是传热过程。传热过程。 Q Q 0 xt tQ Q tntw Q Q nw围护结构传热过程分析围护结构传热过程分析 围护结构不稳定传热过程
15、的计算比较复杂，对于围护结构不稳定传热过程的计算比较复杂，对于室内温度允许有一定波动幅度的一般建筑物，可室内温度允许有一定波动幅度的一般建筑物，可采用采用稳定传热稳定传热过程，由此简化了计算方法，并基过程，由此简化了计算方法，并基本满足要求。本满足要求。u 稳定传热稳定传热是指在计算时间内，室内外空气温度是指在计算时间内，室内外空气温度和其它传热和其它传热过程参数都不随时间而改变过程参数都不随时间而改变的传热的传热过程。过程。围护结构基本耗热量计算公式围护结构基本耗热量计算公式nwqKF tt22nwWW/mCmCCqKFtt围护结构的基本耗热量，；围护结构的传热系数，；围护结构的面积，；冬季
16、室内计算温度， ；供暖室外计算温度， ；围护结构的温差修正系数。注意：注意： 该式适用于每部分该式适用于每部分外外围护结构围护结构的计算，参数取法的计算，参数取法不同。不同。 对于一侧不与室外直接接触的对于一侧不与室外直接接触的内墙内墙，当，当温差温差5时，应计算该围护结构的传热耗热量。时，应计算该围护结构的传热耗热量。 整个房间的基本耗热量整个房间的基本耗热量Q1.j等于它的围护结构各等于它的围护结构各部分基本耗热量部分基本耗热量q的总和，的总和， 即即nw()qKF tt1,nw()jQqKF tt一、室内计算温度一、室内计算温度tnv室内计算温度室内计算温度是指距地面是指距地面2m以内人
17、们活动地以内人们活动地区的平均空气温度。区的平均空气温度。v室内空气温度室内空气温度的选定，应满足人们生活和生产的选定，应满足人们生活和生产工艺的要求。工艺的要求。 生产要求的室温生产要求的室温,一般由工艺设计人员提出一般由工艺设计人员提出。生活用房间的温度生活用房间的温度，主要决定于人体的生理热主要决定于人体的生理热平衡。平衡。冬季室内温度标准冬季室内温度标准 根据国内有关卫生部门的研究结果认为：根据国内有关卫生部门的研究结果认为： 当人体衣着适宜，保暖量充分且处于安静当人体衣着适宜，保暖量充分且处于安静状况时，室内温度状况时，室内温度20比较舒适。比较舒适。18无无冷感，冷感，15是产生明
18、显冷感的温度界限。是产生明显冷感的温度界限。民用建筑供暖通风与空气调节设计规范民用建筑供暖通风与空气调节设计规范 (GB 50736-2012) 规定规定民用建筑供暖室内计算温度（民用建筑供暖室内计算温度（GB 50736-2012）序序号号房间名称房间名称室内温度室内温度()序序号号房间名称房间名称室内温度室内温度()一住宅、宿舍一住宅、宿舍三餐饮三餐饮1住宅、宿舍的卧室与起居室18-201餐厅、饮食、小吃、办公182住宅的厨房152洗碗间、制作间、洗手间、配餐间163住宅、宿舍的走廊14-163厨房、热加工间104住宅、宿舍的厕所16-184干菜、饮料库85住宅、宿舍的浴室25四影剧院四影
19、剧院6集体宿舍的盥洗室181门厅、走道14二二 办公楼办公楼2观众厅、放映室、洗手间161门厅、楼（电）梯163休息厅、吸烟室182办公室204化妆203会议、接待18五交通五交通4多功能厅181民航候机厅205走道、洗手间、公共食堂162候车厅、售票厅166车库53公共卫生间16采暖通风与空气调节设计规范采暖通风与空气调节设计规范 (GB 50019-2003) (GB 50019-2003) 规定规定 生产厂房的工作地点生产厂房的工作地点 轻作业轻作业：1821， 中作业中作业：1618 , 重作业重作业：1416, 过重作业：过重作业：1214 ；工业企业设计卫生标准（工业企业设计卫生标
20、准（GBZ1）WBGT 指数( wet bulb globe temperature index)：又称湿球黑球温度，是综合评价人体接触作业环境热负荷的一个基本参量，单位为本地区室外通风设计温度30的地区，表8 中规定的WBGT 指数相应增加1。采暖通风与空气调节设计规范采暖通风与空气调节设计规范 （GB 50019-2003） 规定规定 生产厂房的工作地点生产厂房的工作地点 轻作业轻作业：1821， 中作业中作业：1618 , 重作业重作业：1416, 过重作业：过重作业：1214 ；工业企业设计卫生标准（工业企业设计卫生标准（GBZ1）工业企业设计卫生标准工业企业设计卫生标准（GBZ1-2
21、010）l 高大的工业厂房（顶高大的工业厂房（顶底底墙墙窗分别计算）。窗分别计算）。高大厂房温度分布特点高大厂房温度分布特点：室内温度：室内温度分布不均匀分布不均匀，影响围，影响围护结构传热。由于对流作用，使顶部空气温度高于底部护结构传热。由于对流作用，使顶部空气温度高于底部空气温度，通过上部围护结构的传热量增加。由于温度空气温度，通过上部围护结构的传热量增加。由于温度梯度的存在，梯度的存在，tn的取法不一。，的取法不一。，当层高超过当层高超过4m的建筑物的建筑物或房间或房间，tn按下列规定采用：按下列规定采用：计算计算地面地面的耗热量时，应采用的耗热量时，应采用工作地点工作地点的温度，的温度
22、，tg；计算计算屋顶和天窗屋顶和天窗耗热量时，应采用耗热量时，应采用屋顶下屋顶下的温度，的温度，td；计算计算门、窗和墙门、窗和墙的耗热量时，应采用的耗热量时，应采用室内平均温度室内平均温度tnp。g2dnptttv屋顶下的空气温度屋顶下的空气温度td受车间性质、设备的布置和供暖方受车间性质、设备的布置和供暖方式等影响，确定较为复杂，最好是按已有的类似厂房式等影响，确定较为复杂，最好是按已有的类似厂房进行实测确定；在一些进行实测确定；在一些散热比较均匀散热比较均匀的车间，用的车间，用温度温度梯度法梯度法确定，即：确定，即： td=tg+ tH (H-2) 式中式中: H屋顶距地面的高度，屋顶距
23、地面的高度，m； tH温度梯度，温度梯度，/m。应根据车间散热设备的。应根据车间散热设备的散热情况定，通常取散热情况定，通常取tH=0.31.5 /m 对于对于散热量小于散热量小于23W/m2的生产厂房的生产厂房，当其温度梯度值，当其温度梯度值不能确定时，可用工作地点温度计算围护结构耗热量，不能确定时，可用工作地点温度计算围护结构耗热量，但应按后面讲述的但应按后面讲述的高度附加高度附加的方法进行修正，增大计的方法进行修正，增大计算耗热量。算耗热量。 l对于对于低温热水地板辐射低温热水地板辐射供暖，由于它是以地板供暖，由于它是以地板作为散热面以热辐射和对流两种方式向房间供作为散热面以热辐射和对流
24、两种方式向房间供暖，形成较合理的室内温度场和热辐射作用，暖，形成较合理的室内温度场和热辐射作用，人的实感温度相对较高，可有人的实感温度相对较高，可有23的等热舒的等热舒适度效应适度效应。l全面辐射供暖的耗热量，应将全面辐射供暖的耗热量，应将室内计算温度取室内计算温度取值值降低降低2，或，或按常规计算热负荷按常规计算热负荷乘以乘以0.90.95的修正系数的修正系数。二、供暖室外计算温度二、供暖室外计算温度twv供暖室外计算温度的确供暖室外计算温度的确定，对供暖系统设计有定，对供暖系统设计有很关键性的影响。很关键性的影响。 如采用过低的如采用过低的tw值，使值，使供暖系统的供暖系统的造价增加造价增
25、加； 如采用值过高，则如采用值过高，则不能不能保证供暖效果保证供暖效果。 v目前国内外选定供暖室目前国内外选定供暖室外计算温度的方法，可外计算温度的方法，可以归纳为两种：以归纳为两种： 一是根据围护结构的一是根据围护结构的热热惰性原理惰性原理； 二是根据二是根据不保证天数不保证天数的的原则来确定。原则来确定。nw()qKF tt 采用热惰性原理采用热惰性原理 规定供暖室外计算温度要按规定供暖室外计算温度要按50年中最冷的八年中最冷的八个冬季最冷的连续个冬季最冷的连续5天的日平均温度的平均天的日平均温度的平均值值确定确定根据热惰性原理确定供暖室外计算温度，规根据热惰性原理确定供暖室外计算温度，规
26、定值定值比较低比较低 采用不保证天数方法的原则采用不保证天数方法的原则 人为允许有几天时间可以低于规定的供暖人为允许有几天时间可以低于规定的供暖室外计算温度值，亦即容许这几天室内温室外计算温度值，亦即容许这几天室内温度可能稍低于室内计算温度值。度可能稍低于室内计算温度值。 不保证天数根据各国规定不保证天数根据各国规定而有所不同，有而有所不同，有规定规定1天、天、3天、天、5天天等。等。 我国供暖室外计算温度值的确定原则我国供暖室外计算温度值的确定原则 规范规范规定；规定； “供暖室外计算温度，应采用历年平均不保证供暖室外计算温度，应采用历年平均不保证5天天的日平均温度的日平均温度”。 民规民规
27、2012，是指，是指1971 年年1 月月1 日至日至2000 年年12月月31 日日30 年年的气象统计资料里的气象统计资料里，不得有多于，不得有多于150天的实际日平均温度低于所选定的室外计算天的实际日平均温度低于所选定的室外计算温度值温度值。（。（暖规暖规采取的是采取的是1951-1980的数据的数据） 我国北方一些城市的供暖室外计算温度值，详我国北方一些城市的供暖室外计算温度值，详见见规范规范附录。附录。 3、温差修正系数、温差修正系数值值 对供暖房间对供暖房间围护结构外侧围护结构外侧与室外空气直接接触与室外空气直接接触，而中间隔着而中间隔着不供暖不供暖房间或房间或空间的场合空间的场合
28、，一般非供暖，一般非供暖房间的温度未知，仍采用房间的温度未知，仍采用供暖室外计算温度供暖室外计算温度tw，需要通过热平衡确定。由需要通过热平衡确定。由此产生的误差引入围护结此产生的误差引入围护结构的温差修正系数构的温差修正系数。推导过程如下：推导过程如下：1、供暖房间、供暖房间 2、非供暖房间、非供暖房间1、供暖房间、供暖房间 2、非供暖房间、非供暖房间hnttKFqnhnwtttt q F供暖房间所计算的围护结供暖房间所计算的围护结构表面积，构表面积，m2； K供暖房间所计算的围护结供暖房间所计算的围护结构的传热系数，构的传热系数， W/m2 ; a 围护结构温差修正系数围护结构温差修正系数
29、; th传热达到热平衡时，不供传热达到热平衡时，不供暖房间或空间的温度，暖房间或空间的温度， 。非供暖房间非供暖房间内墙内墙的基本耗热量：的基本耗热量：nwqKF tt供暖房间供暖房间内墙内墙的基本耗热量：的基本耗热量：nwnhKF ttKF ttnhnwttatt 此值大小取决于非供暖房间或空间的保温性能和透此值大小取决于非供暖房间或空间的保温性能和透气状况。对于保温性能差和易于室外空气流通的情气状况。对于保温性能差和易于室外空气流通的情况，不供暖房间或空间的空气温度更接近于室外空况，不供暖房间或空间的空气温度更接近于室外空气温度，则此值接近于气温度，则此值接近于1.具体见附录具体见附录1-
30、2温差修正系数值 （1）值仅适用于不与室外直接相连的围护结构值仅适用于不与室外直接相连的围护结构,且且tn-th5时；时； （2）计算外墙时，）计算外墙时，1； （3）值的取法与围护结构的特征有关；根据经值的取法与围护结构的特征有关；根据经验得出的各种不同情况的验得出的各种不同情况的a值见附录值见附录1-2。 （4） 与相邻房间的温差大于或等于与相邻房间的温差大于或等于5时，应计时，应计算通过隔墙或楼板的传热量。与相邻房间的温差算通过隔墙或楼板的传热量。与相邻房间的温差小于小于5时，且通过隔墙或楼板的传热量大于该房时，且通过隔墙或楼板的传热量大于该房间热负荷的间热负荷的10%时，应计算其传热量
31、。时，应计算其传热量。如何应用？如何应用？ 封闭阳台温差修正系数：封闭阳台温差修正系数： 南向南向0.5 北向北向0.7 东西向东西向0.6 封闭阳台温差修正系数摘自严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准 四、围护结构的传热系数四、围护结构的传热系数K值值一一般建筑物的般建筑物的外墙和屋顶都外墙和屋顶都属于均质多层属于均质多层材料的平壁结材料的平壁结构，其传热过构，其传热过程如图程如图围围护结构表面换热过程是对护结构表面换热过程是对流和辐射的总和过程。围护流和辐射的总和过程。围护结构内表面换热是壁面与临结构内表面换热是壁面与临近空气和其他壁面由于近空气和其他壁面由于温差温差引起的自然对流和辐射换热
32、引起的自然对流和辐射换热作用，而在围护结构外表面作用，而在围护结构外表面主要是由于主要是由于风力作用风力作用产生的产生的强迫对流换热，辐射换热占强迫对流换热，辐射换热占的比例较小。的比例较小。（1 1）匀质多层材料（平壁）的传热系数）匀质多层材料（平壁）的传热系数K K值值 一般建筑物的外墙和屋顶都一般建筑物的外墙和屋顶都属于属于匀质多层材料的平壁结匀质多层材料的平壁结构构，其传热过程如图所示。，其传热过程如图所示。 传热系数传热系数K值可用下式计算。值可用下式计算。wiinwjnRRRRK111110wiinwjnRRRRK111110 一些常用建筑材料的一些常用建筑材料的导热系数导热系数值
33、值见附录见附录表表1-3.常用常用围护结构的围护结构的传热阻传热阻R及传热系数及传热系数K值可直接从附录值可直接从附录1-4中查得。中查得。 注意：注意： 围护结构围护结构内表面换热内表面换热是是壁面与邻近空气和其它壁面壁面与邻近空气和其它壁面由于温差引起的由于温差引起的自然对流自然对流和和辐射换热辐射换热作用作用； 围护结构围护结构外表面换热外表面换热主要是由于主要是由于风力作用产生的风力作用产生的强强迫对流换热迫对流换热，辐射换热占的比例较小。因此，围护，辐射换热占的比例较小。因此，围护结构外表面的换热系数和结构外表面的换热系数和室外风速室外风速有关。有关。 内、外表面换热系数与换热阻见表
34、内、外表面换热系数与换热阻见表1-1，表，表1-2。表表1-1内表面换热系数内表面换热系数n与热阻与热阻Rn 围围 护护 结结 构构 内内 表表 面面 特特 征征nRnW/(m2)m2/W墙、地面、表面平整或有肋状突墙、地面、表面平整或有肋状突出物的顶棚（出物的顶棚（h/s0.3）8.7 0.115有肋状突出物的顶棚（有肋状突出物的顶棚（h/s0.3）7.60.132注：注：h肋高；肋高；s肋间净距肋间净距表表1-2外表面换热系数外表面换热系数w与热阻与热阻Rw围围 护护 结结 构构 外外 表表 面面 特特 征征wRwW/m2m2/W与室外空气直接接触的围护结构外表面与室外空气直接接触的围护结
35、构外表面23.30.043与室外空气自然相通的不供暖地下室顶与室外空气自然相通的不供暖地下室顶板的下表面板的下表面16.80.060有外窗的不供暖地下室顶板的下面有外窗的不供暖地下室顶板的下面12.40.081不供暖阁楼地板的上表面不供暖阁楼地板的上表面8.10.123无外窗的不供暖地下室顶板的下表面无外窗的不供暖地下室顶板的下表面5.80.172附录附录1-3附录附录1-42两向非匀质围护结构的传热系数值两向非匀质围护结构的传热系数值 传统的实心砖墙：传热系数值较高；传统的实心砖墙：传热系数值较高； 从节能角度出发，采用各种形式的从节能角度出发，采用各种形式的空心砌块空心砌块，或或填充保温材
36、料填充保温材料的墙体的墙体 二维传热二维传热（2 2）由两种以上材料组成的、两向非匀质）由两种以上材料组成的、两向非匀质围护结构的传热系数围护结构的传热系数K K值值 传统的实心砖墙的传传统的实心砖墙的传热系数值较高，从节热系数值较高，从节能角度出发，采用各能角度出发，采用各种形式的种形式的空心砌块空心砌块，或或填充保温材料填充保温材料的墙的墙体等日益增多。体等日益增多。1）传热特征）传热特征 无论是在垂直于热流方向，无论是在垂直于热流方向，还是在平行于热流方向，其还是在平行于热流方向，其材料都是不同的，如图所示。材料都是不同的，如图所示。 这种非匀质材料围护结构的这种非匀质材料围护结构的传热
37、过程，除了在传热过程，除了在热流方向热流方向存在有传热存在有传热外，同时在外，同时在垂直垂直于热流方向的不同材料的接于热流方向的不同材料的接触面触面之间也会进行传热。之间也会进行传热。2）计算方法）计算方法 这种墙体属于由两种以上材料组成的、非匀质围护这种墙体属于由两种以上材料组成的、非匀质围护结构，属于结构，属于二维传热二维传热过程，通常采用过程，通常采用近似计算方法近似计算方法或或实验数据实验数据。 常用常用平均传热阻平均传热阻的方法。的方法。 分分两个计算单元两个计算单元，各单元，各单元按匀质传热计算，然后引按匀质传热计算，然后引进进纵向传热修正系数纵向传热修正系数。 假设假设垂直方向垂
38、直方向用绝热平板用绝热平板隔离，忽略传热。隔离，忽略传热。 传热面积为传热面积为F的总传热量应的总传热量应等于等于、两部分（两部分（F1、F2）传热量之和。）传热量之和。 墙体墙体材料层材料层的的平均传热阻平均传热阻： wnnioiipjRRRFFR1数。平均传热热阻的修正系上的总传热阻；对应于传热面积各传热面积；按平行热流方向划分的热面积；与热流方向垂直的总传ioiniiiFRFFFF1表表1-3平均传热阻修正系数平均传热阻修正系数值值序序号号2/1或（或（2+3）/21备注备注10.090.190.861. 当围护结构由两种材料组成时，热当围护结构由两种材料组成时，热导率导率2应取较小的值
39、，应取较小的值，1应取较大应取较大的值，的值， =2/1；2. 当围护结构由三种材料或两种厚度当围护结构由三种材料或两种厚度不同的空气层组成时，热导率不同的空气层组成时，热导率（2+3）/21 ；3. 当围护结构中存在圆孔时，应先将当围护结构中存在圆孔时，应先将圆孔折算成同面积的方孔，再进行圆孔折算成同面积的方孔，再进行计算。计算。20.200.390.9330.400.690.9640.700.990.98 非匀质材料围护结构传热系数非匀质材料围护结构传热系数K的计算公式为：的计算公式为：wpjnRRRRK1103空气间层传热系数空气间层传热系数K值值n空气间层传热系数作用原理空气间层传热系
40、数作用原理1. 间层中的空气导热系数比组成围护结构的其它材间层中的空气导热系数比组成围护结构的其它材料的导热系数小，料的导热系数小，增加了围护结构传热阻增加了围护结构传热阻。2. 空气间层传热同样是辐射与对流换热的综合过程。空气间层传热同样是辐射与对流换热的综合过程。在间层壁面涂覆辐射系数小的反射材料，如铝箔在间层壁面涂覆辐射系数小的反射材料，如铝箔等，可以有效地等，可以有效地增大空气间层的换热阻增大空气间层的换热阻。3. 对流换热强度，与间层的厚度、间层设置的方对流换热强度，与间层的厚度、间层设置的方向和形状、以及密封性等因素有关。向和形状、以及密封性等因素有关。当厚度相当厚度相同时，热流朝
41、下的空气间层热阻最大，竖壁次同时，热流朝下的空气间层热阻最大，竖壁次之，而热流朝上的空气间层热阻最小之，而热流朝上的空气间层热阻最小。4. 在在达到一定厚度达到一定厚度后，反而易于对流换热，后，反而易于对流换热，热阻热阻的大小几乎不随厚度增加而变化了的大小几乎不随厚度增加而变化了。5. 空气间层的热阻空气间层的热阻难以计算难以计算。设计中查表。设计中查表。 应用应用场合：场合：严严寒地寒地区；一区；一些高级民用建筑些高级民用建筑 。空气间层厚度（cm）竖向的空气间层m2W热流自下向上的水平空气间层（m2W）热流自上向下的水平空气间层（m2W） 1235101530 0.150.160.170.
42、170.170.16 0.130.150.1550.1550.1550.16 0.1550.180.200.2150.220.22v常用的形式：常用的形式： 双层玻璃双层玻璃、复合墙体的空气间层复合墙体的空气间层（间层中的空气（间层中的空气导热系数比组成围护结构的其他材料的导热系数导热系数比组成围护结构的其他材料的导热系数小，增加了围护结构传热阻。空气间层传热同样小，增加了围护结构传热阻。空气间层传热同样是辐射与对流换热的综合过程。在间层壁面涂覆是辐射与对流换热的综合过程。在间层壁面涂覆辐射系数小的反射材料，如铝箔等，可有效增大辐射系数小的反射材料，如铝箔等，可有效增大困难过期间层的换热阻）困
43、难过期间层的换热阻）（4 4） 地面的传热系数地面的传热系数 1）地面的传热特征地面的传热特征u室内热量通过地下土壤传至室内热量通过地下土壤传至室外空气。室外空气。u从图可见，室内靠近外墙的从图可见，室内靠近外墙的地面下土壤传到室外大气所地面下土壤传到室外大气所经过的路程短，热阻小。经过的路程短，热阻小。u通过远离外墙的地面下土壤通过远离外墙的地面下土壤传到室外大气的路程长，热传到室外大气的路程长，热阻相对大些。阻相对大些。u室内地面的传热系数随室内地面的传热系数随着离外墙的远近而有变着离外墙的远近而有变化，但在化，但在离外墙约离外墙约8m以远以远的地面，的地面，传热量基传热量基本不变本不变；
44、u在工程上一般采用近似在工程上一般采用近似方法计算，把地面沿外方法计算，把地面沿外墙的方向分成墙的方向分成四个计算四个计算地带地带进行计算。从外墙进行计算。从外墙起，每起，每2m为一个地带。为一个地带。 地面传热地带的划分图地面传热地带的划分图2 m2 m2 m2 m2 m2 m第一地带第一地带 第二地带第二地带 第三地带第三地带 第四地带第四地带 地面传热地带的划分地面传热地带的划分Notice地带划分是沿建筑物外墙轮廓自外墙内表面起，而地带划分是沿建筑物外墙轮廓自外墙内表面起，而不是每个房间的隔墙。不是每个房间的隔墙。 第一地带墙角处的面积需计算两次第一地带墙角处的面积需计算两次（拐角三维
45、散热）。 贴土非保温地面贴土非保温地面（组成地面的各层材料导热系（组成地面的各层材料导热系数都大于数都大于1.16W/m）；）；贴土保温地面贴土保温地面（组成地面的各层材料中，有导（组成地面的各层材料中，有导热系数于热系数于1.16W/m的保温层）的保温层） ；铺设在地垄墙上的保温地面。铺设在地垄墙上的保温地面。分类：分类：贴土非保温地面贴土非保温地面 工程计算中，也有采用工程计算中，也有采用对整个建筑物或房间地对整个建筑物或房间地面以面以平均传热系数平均传热系数进行进行计算的简易方法，可详计算的简易方法，可详见见供热空调设计手供热空调设计手册册。贴土保温地面贴土保温地面 贴土保温地面各地带的
46、热阻值，可按下式计算：贴土保温地面各地带的热阻值，可按下式计算： niiiRR100。保温材料的导热系数，；保温层的厚度，；非保温地面的换热阻，；，贴土保温地面的换热阻CW/mmC/WmC/Wm2020 iiRR铺设在地垄墙上的保温地面铺设在地垄墙上的保温地面 地垄墙地垄墙: 在框架独立柱基础结构中，有的地梁位于在框架独立柱基础结构中，有的地梁位于一层地一层地面以下面以下，而且一层没有楼板，为了防止一层地面，而且一层没有楼板，为了防止一层地面下沉，我们通常处理办法是下沉，我们通常处理办法是在地梁上砌砖墙到一在地梁上砌砖墙到一层地面底层地面底，这个墙则称为，这个墙则称为“地垄墙地垄墙”。 不过现
47、在的设计一层一般都用楼板了，所以少见不过现在的设计一层一般都用楼板了，所以少见了。了。铺设在地垄墙上的保温地面铺设在地垄墙上的保温地面 铺设在地垄墙上的保温地面各地带的换热阻值铺设在地垄墙上的保温地面各地带的换热阻值可按下式计算：可按下式计算： 0 018. 1RR 注意事项：注意事项： 手册有常见新型节能建筑的围护结构（窗户、外手册有常见新型节能建筑的围护结构（窗户、外墙、屋顶）的传热系数，可直接查取。墙、屋顶）的传热系数，可直接查取。 资料中的外墙传热系数是考虑资料中的外墙传热系数是考虑热桥热桥（Thermal bridge）后的平均传热系数，可直接应用。后的平均传热系数，可直接应用。 当
48、房间地面沿外墙有供暖管道地沟时，该房间可当房间地面沿外墙有供暖管道地沟时，该房间可不计算地面耗热量。不计算地面耗热量。 u冷桥、热桥是南北方对同一事物现象的不同叫法冷桥、热桥是南北方对同一事物现象的不同叫法。主要。主要是指在建筑物外围护结构与外界进行热量传导时，由于是指在建筑物外围护结构与外界进行热量传导时，由于围护结构中的某些部位的传热系数明显大于其他部位，围护结构中的某些部位的传热系数明显大于其他部位，使得热量集中地从这些部位快速传递，从而增大了建筑使得热量集中地从这些部位快速传递，从而增大了建筑物的空调、采暖负荷及能耗，现在物的空调、采暖负荷及能耗，现在一般统称热桥一般统称热桥。五、围护
49、结构传热面积的丈量五、围护结构传热面积的丈量门、窗的面积：门、窗的面积：按外墙外面上的按外墙外面上的净空尺寸净空尺寸计算。计算。外墙面积的丈量：外墙面积的丈量：v 高度从本层地面算到上层的地面（底层除外）。高度从本层地面算到上层的地面（底层除外）。对对平屋顶平屋顶的建筑物，最顶层的丈量是从的建筑物，最顶层的丈量是从最顶层的最顶层的地面到平屋顶的外表面的高度地面到平屋顶的外表面的高度；对有对有闷顶闷顶的的斜斜屋面，算到屋面，算到闷顶内的保温层表面闷顶内的保温层表面。v 平面尺寸平面尺寸应按建筑物应按建筑物廓尺寸计算；两相邻房间以廓尺寸计算；两相邻房间以为分界线。为分界线。 闷顶和地面的面积闷顶和
50、地面的面积，应从建筑物，应从建筑物外墙内表面算至内外墙内表面算至内墙中心线墙中心线或或按两内墙中心线之间按两内墙中心线之间的距离计算。的距离计算。对平对平屋顶，屋顶，顶棚面积顶棚面积按建筑物按建筑物计算。计算。 地下室面积的丈量地下室面积的丈量，位于室外地面以下的外墙，其，位于室外地面以下的外墙，其耗热量计算方法与地面的计算相同，但传热地带的耗热量计算方法与地面的计算相同，但传热地带的划分，应从划分，应从室外地面相平的墙面室外地面相平的墙面算起，以及把算起，以及把地下地下室外墙在室外地面以下的部分，看作是地下室地面室外墙在室外地面以下的部分，看作是地下室地面的延伸的延伸。墙墙墙墙墙墙窗窗窗窗窗
