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节能基础计算培训.doc

上传人:Fis****915 文档编号:387510 上传时间:2023-09-13 格式:DOC 页数:9 大小:212.50KB
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节 能 基 础 计 算 培 训 本次节能基础知识培训主要针对墙体及窗户部分的计算、选型,其它一些节能方面的要求由于可调整性不大,因此不做重点讲解,整个过程将以花满园为例进行讲解。 一、 墙体(包括屋面)传热系数的计算 传热系数:传热系数K值,是指在稳定传热条件下,围护结构两侧空气温差为1度(K,°C),1小时内通过1平方米面积传递的热量,单位是瓦/平方米·度(W/㎡·K,此处K可用°C代替)。传热阻以往称总热阻,现统一定名为传热阻。传热阻R0是传热系数K的倒数,即R0=1/K,单位是平方米·度/瓦(㎡·K/W)围护结构的传热系数K值愈小,或传热阻R值愈大,保温性能愈好。此值为计算值,可变。大家知道“变量×固量=变量”,对于此数值“导热系数(λ,单位:瓦/米·度)/材质厚度(δ,单位:米)=该材质的在传热系数”。在热工学中材质的导热系数为固值,因此每种单一材质的传热系数仅随厚度变化。(每种材质的导热系数不同,但是由于厚度不同,因此不同材质组成的隔热层的传热系数可能相同。) 在规范中还有一个审查指标----热惰性系数D,此值也是计算值:“材质的蓄热系数S×材质的热阻R=热惰性系数D”,热工学中的材质蓄热系数为固定值,因此材质的热惰性系数仅随材质的热阻变化。 下表将列出常用材料的热工性能参数: 序号 材质名称 干密度ρ (Kg/m3) 导热系数λ (W/m·K) 蓄热系数S (W/㎡·K) 1 水泥砂浆 1800 0.93 11.37 2 水泥石灰砂浆 1700 0.87 10.75 3 保温砂浆(聚苯) <230 0.08 0.964 4 加气混凝土 500 0.24 3.51 600 0.25 3.75 700 0.29 4.22 5 空心砖 单排孔 0.91 7.48 双排孔 0.79 8.42 三排孔 0.75 8.38 6 陶粒混凝土 1400 0.70 8.93 7 钢筋混凝土 2500 1.74 17.20 8 XPS挤塑保温板(屋面) 30 0.033 0.36 9 EPS聚苯板(立面) 20-30 0.042 0.36 1、 单一材质的传热系数、热阻、热惰性系数计算。 以200mm厚度加气块(干密度500)和双孔空心砖为例,其传热系数分别为: 加气块: K=0.24/0.2=1.2W/㎡·K R=1/K=0.83㎡·K/W D=3.51x0.833=2.925 空心砖: K=0.79/0.2=3.95W/㎡·K R=1/K=0.253㎡·K/W D=8.42x0.253=2.13 2、 普通墙体传热系数 以常用200mm加气块墙体(干密度500),双面水泥砂浆抹灰(20mm)为例,进行计算 墙体热阻:R=ΣR= 0.2/(0.24x1.25)+0.02/0.93+0.02/0.93=0.71 D=ΣRS=3.321 这里注意1.25此值,此值为导热系数λ和蓄热系数S的修正系数a,是根据墙体的使用功能及部位进行修正,见下表: 序号 材料、构造、施工、地区及使用情况 a值 1 作为夹心层浇筑在混凝土墙体及屋面构建中的块状多孔保温材料(如加气混凝土、泡沫混凝土及水泥膨胀珍珠岩等),因干燥缓慢及灰缝影响 1.60 2 铺设在密闭屋面中的多孔保温材料(如加气混凝土、泡沫混凝土及水泥膨胀珍珠岩等),因干燥缓慢 1.50 3 铺设在密闭屋面中及作为夹心层浇筑在混凝土构件中的半硬质矿棉、岩棉、玻璃板等,因压缩和吸湿 1.20 4 作为夹心层浇筑在混凝土构件中的泡沫板等,因压缩 1.20 5 开孔型保温材料(如水泥刨花板、木丝板、稻草板等),表面抹灰或与混凝土浇筑在一起,因灰浆渗入 1.30 6 加气混凝土、泡沫混凝土砌块墙体及加气混凝土条板墙体、屋面,灰缝影响 1.25 7 填充在空心墙体及屋面构件中的松散保温材料(如稻壳、木屑、矿棉、岩棉等),因下沉 1.20 8 矿碴混凝土、炉渣混凝土、浮石混凝土、粉煤灰陶粒混凝土、加气混凝土等实心墙体及屋面构件,在严寒地区,且在室内平均相对湿度超过65%的采暖房间内使用,因干燥缓慢 1.15 在此,需要注意的是:在热工学中,由于墙体两侧与之直接接触的是空气,空气与墙体之间存在对流换热(热交换的一种形式,主要分为热传递、对流传热、辐射传热),因此,在计算墙体热阻时,应将对流热阻纳入其中,空气的对流热阻仅与空气的温度及空气的流动有关,常用的对流传热系数(即对流热阻的倒数)如下表: 常用的空气对流传热系数及热阻 外墙表面方向 表面特性 对流换热系数α 热阻Ri 内表面 地面、墙面、表面平整或有肋状突出的顶棚,当h/s≤0.3时(h肋高,s为肋间净距) 8.7 0.11 有肋状突出的顶棚,当h/s〉0.3时 7.6 0.13 外表面 外墙或屋顶 19 0.05 此外,对于夏热冬暖地区(广州、深圳等地),当外立面采用如下遮阳措施时,将会产生附加热阻R0,计算外墙或屋顶热阻时,应予考虑。 1 浅色饰面(如浅色粉刷、涂层和面砖等); 2 屋顶内设置贴铝箔的封闭空气间层; 3 用含水多孔材料做屋面层; 4 屋面蓄水; 5 屋面遮阳; 6 屋面有土或无土种植; 7 东、西外墙采用花格构件或爬藤植物遮阳。 附加热阻值R0如下表所示: 因此,当墙体的综合热阻R总=R+R0+Ri 传热系数 K=1/R总 3、 混合墙体传热系数 在实际工程中,墙体不可能都由同一种材质构成,最常见的组合是混凝土墙体与砌体的混合墙体,对于此类墙体,应该分别计算出不同材质墙体的传热系数,然后进行面积加权平均计算,从而得到综合传热系数(此公式同样适用于平均热惰性系数计算)。 现在以花满园为例进行计算。 已知: 1、 屋面构造(由上至下):面砖(可忽略不计),水泥砂浆30mm,陶粒混凝土平均厚度60mm,XPS保温板30mm,细石混凝土40mm,防水层(可忽略不计),水泥砂浆20mm,钢筋混凝土120mm;求屋面的传热系数。 2、 墙体构造为加气块(干密度700)和混凝土墙体(圈梁、构造柱等)两部分组成,面积比为4:6,厚度为200mm,双面水泥砂浆抹灰20mm,外立面采用浅色涂料,试计算此墙体的平均传热系数K、热惰性系数D。 二、 遮阳系数的计算 外窗在整个建筑节能占有重要席位,除了有热传递外,还有因采光而产生的太阳辐射传热,因此需重点控制外窗的遮阳(控制太阳辐射传热)和传热效果(控制热传递)。由于我国南北跨度较大,因此在南方比较重视遮阳系数的大小,在北方则注重外窗的传热系数的大小。 1、 窗墙比与建筑综合遮阳系数 对于不同朝向的窗墙比,其所对应的遮阳系数的限值不同,下表为深圳地区窗墙比及遮阳系数的限值。 深圳地区不同朝向窗墙比Cm限值 朝向 东 南 西 北 窗墙比Cm限值 0.3 0.5 0.3 0.45 外窗的综合遮阳系数限值 外墙 (ρ≤0.8) 外窗的综合遮阳系数SW 平均窗墙 面积比 CM≤0.25 平均窗墙 面积比 0.25<CM ≤0.3 平均窗墙 面积比 0.3<CM ≤0.35 平均窗墙 面积比 0.35<CM ≤0.4 平均窗墙 面积比 0.4<CM ≤0.45 K≤1.5,D≥3.0 ≤0.8 ≤0.7 ≤0.6 ≤0.5 ≤0.4 K≤1.0,D≥2.5 或K≤0.7 ≤0.9 ≤0.8 ≤0.7 ≤0.6 ≤0.5 注:1.本条文所指外窗包括阳台门的透明部分。 2.ρ是外墙外表面的太阳辐射吸收系数。 2、 外窗综合遮阳系数 外窗综合遮阳系数在此位控制重点,由于其属于计算值,影响因素较多,主要有三方面:建筑外立面的影响,窗框材质的影响、玻璃选型的影响,其中前者的影响叫做外窗建筑遮阳系数,后两者的影响叫做外窗遮阳系数,外窗的综合遮阳系数Sw=窗户遮阳系数Sc×建筑外综合遮阳系数SD。 3、 建筑外遮阳系数 下表列出常用的建筑外遮阳系数 遮阳形式 SD 可完全遮挡直射阳光(可以有散射光透进)的固定百叶、固定挡板、遮阳板 0.5 可基本遮挡直射阳光的固定百叶、固定挡板、遮阳板 0.7 较密的花格 0.7 非透明活定百叶或卷帘 0.6 注:位于窗口上方的上一楼层的阳台作为不透光水平遮阳板考虑 除以上固定形式外,建筑外综合遮阳系数也经常用于计算得出: 直遮阳两种,三者关系如下: 水平遮阳和垂直遮阳计算公式如下: 其中: ----水平遮阳板遮阳系数; ----垂直遮阳板遮阳系数; -系数应符合下表规定 PF -------遮阳板外挑系数,为遮阳板外挑长度A与遮阳板端部到窗对边距离B之比,当PF>1时,取PF=1。 水平遮阳和垂直遮阳的外遮阳系数计算公式的有关系数 遮阳装置 系数 东 南 西 北 水平遮阳板 0.35 0.35 0.2 0.20 -0.65 -0.65 -0.40 -0.40 垂直遮阳板 0.25 0.40 0.30 0.30 -0.60 -0.75 -0.60 -0.60 根据上述公式及表格,深圳地区各朝向遮阳系数计算公式如下: 遮阳形式 朝向 计算公式 备注 水平遮阳 东、南 当PF>1时, 取PF=1。 西、北 垂直遮阳 东 南 西、北 4、 玻璃及窗户的遮阳系数及其玻璃与窗户的综合性能 下表列出常用玻璃的热工性能,可供选择 玻璃型号 传热系数K(W/㎡·K) 遮蔽系数Se 5-6mm无色透明玻璃 6.3 0.96-0.99 6mm热反射镀膜玻璃 6.2 0.25-0.90 无色透明中空玻璃 3.5 0.86-0.88 热反射镀膜中空玻璃 3.4 0.20-0.80 Low-E中空玻璃 2.5 0.250.70 南玻 热反射镀膜玻璃 4.66-6.18 0.23-0.49 热反射镀膜中空玻璃 1.95-3.22 0.15-0.48 Low-e中空玻璃 1.31-2.03 0.20-0.61 信义玻璃 6mm无色透明玻璃 5.85-6.19 0.95 热反射镀膜玻璃 3.73-5.83 0.30-0.84 无色透明中空玻璃 2.53-3.12 0.81 热反射镀膜中空玻璃 2.20-2.85 0.20-0.74 Low-E中空玻璃 1.34-1.86 0.29-0.65 当玻璃与窗框结合成为窗户后,其热工性能有较大的变化,常用窗户的热工性能如下: 外窗类型 传热系数K(W/㎡·K) 遮阳系数Sc 铝合金窗 普通 单层无色透明玻璃 6.0 0.90-0.80 单层热反射玻璃 6.0 0.55-0.45 无色透明中空玻璃 3.5 0.85-0.75 Low-E中空玻璃 3.0 0.55-0.40 断热 单层无色透明玻璃 5.5 0.90-0.80 单层热反射玻璃 5.0 0.55-0.45 无色透明中空玻璃 3.0 0.85-0.75 Low-E中空玻璃 2.5 0.55-0.45 塑 钢 窗 单层无色透明玻璃 4.7 0.90-0.80 单层热反射玻璃 4.5 0.55-0.45 无色透明中空玻璃 2.5 0.85-0.75 Low-E中空玻璃 2.0 0.55-0.40 根据以上数据及公式即可计算窗户热工性能是否满足要求, 设计院常用的方法是:建筑外立面已定(即建筑综合遮阳系数已定),假定使用窗户型号(外窗遮阳系数已定),计算外窗综合遮阳系数,看是否满足要求。 而对于开发商而言,成本比较重要,理想状态是花最少的投资达到理想的效果,因此会采用逆运算:即已知建筑综合遮阳系数SD及外窗综合遮阳系数限值[Sw],计算出窗户的最大遮阳系数Sc,从而方便选型。 下表为当初与设计院沟通时,采用的逆算法计算的花满园窗户的遮阳系数的限制: 户型编号及窗户朝向 水平遮阳系数 垂直遮阳系数 建筑外遮阳系数 综合遮阳系数限值 允许最大外窗遮阳系数Sc值 备注 楼栋 朝向 户型及窗户编号 该朝向窗墙比 A座 东 C2b户Lc-7窗 0.175 0.85 1 0.85 0.80 0.94 隔层遮阳 南 C2b户Lc-12窗 0.065 1 1 1 0.80 0.80 无遮阳 西 C2b户Lc-13窗 0.171 0.87 1 0.87 0.80 0.92 隔层遮阳 北 北向无明显与阳光接触外窗,即北向窗户的建筑外遮阳系数较小,选择单玻塑钢窗即可。 从以上结果可以看出,选择6mm单玻塑钢窗即可满足要求,从而降低了投资成本。 已知:某一建筑单元外窗为落地6mm单玻塑钢窗,其建筑外立面左右无垂直遮阳,水平遮阳板为据窗底5.7m(错层阳台布置),悬挑长度为1.5m,求该窗综合遮阳系数Sw。 三、 其它节能措施的控制 1、 节能计算依据 2、 电气照明节能措施 3、 建筑体型系数不要超标 4、 可开启扇面积 5、 设备运行耗电量
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