墙改-技术-保温材料厚度计算方法

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1、刊名：南京墙改栏目：技术版数：2.53页码：图片：在文中在实际工程中，外墙和屋面的保温层厚度应根据各地区各建筑物的具体条件计算得到，而不应简单地直接取用推荐值或凭经验来确定，这样才能有效地提高建筑物的经济性。用生命周期耗费分析法解决外墙和屋面保温层经济厚度难题庄智赵金玲李伯军-庄智赵金玲李伯军设置保温层是改善居住建筑采暖能耗大、热环境差等状况的有效措施，保温层厚度应根据各地区各建筑物的具体条件计算得到。目前，计算保温层经济厚度的方法主要包括采暖年平均最小费用法[1]、Lagrange乘子法[2]

2、、生命周期耗费分析法[3,4]等。生命周期耗费分析法（即“LifeCycleCostAnalysis”,简称“LCCA”）是全面评价事物性能的方法，即对建筑物从建造、使用至拆除的整个过程（即建筑物的生命周期）进行全面性地整体评估，它主要分析了建筑物在其生命周期中的采暖能耗，从单位面积围护结构（考虑墙体或屋面）的年采暖总费用出发，进行经济分析，得出节能建筑设计过程中计算保温层经济厚度的数学模型。1.外墙和屋面的单位面积热损失冬季建筑物采暖热负荷包括围护结构的耗热量和冷风渗透的耗热量，其中冷风渗透的

3、耗热量不直接影响围护结构的热阻，在计算保温层经济厚度时只考虑外墙和屋面耗热量的影响。1.1.1单位面积热损失可用下式计算：Q＝K·ΔT式中Q－单位面积的耗热量，W/m2；K－传热系数，W/（m2·℃）；ΔT－冬季室内外温差，℃。1.1.2单位面积年热损失可用采暖度日数计算QA＝86400·DD·K式中QA—年采暖耗热量，J/m2；DD－采暖度日数，℃·d；K－围护结构的传热系数，W/（m2·℃）。21.3围护结构的传热系数为：K＝式中Ri、Ro－分别为内、外表面的换热阻，m2·K/W；Rw－围护

4、结构的传热阻，m2·K/W；Rin－保温层的热阻，m2·K/W。Rin＝式中δ－保温层厚度，m;λ－保温层的导热系数，W·m/K。1.2单位面积年采暖总费用建筑物年采暖总费用等于保温层的投资费用和采暖耗热费用之和，即：Ct＝Cin+Ch（1）式中Ct－单位面积年采暖总费用，￥/m2；Cin－单位面积保温层的投资费用，￥/m2；Ch－单位面积年采暖耗热费用，￥/m2。1.2.1保温层的投资费用Cin按下式计算：Cin＝Ci·δ（2）式中Ci－单位体积保温材料的造价，￥/m3；δ－保温层厚度，m。1

5、.2.2采暖所用耗热量的费用Ch采用生命周期耗费分析法（即仅考虑资金的时间价值）进行计算：Ch＝PWF·Ce（3）式中PWF－贴现系数（PresentWorthFactor），即将资金的将来值折算成现值；Ce－单位面积采暖年运行费用，￥/m2·a。（4）式中QA—同前，J/m2；Cf－煤价，￥/kg；η－采暖系统的总效率，η＝η1·η2；η1－室外管网输送效率，一般取0.9；η2－锅炉的运行效率，一般取0.68；Hc－煤的发热量，kJ/kg。贴现系数PWF的确定方法如下：若g＝i，PWF＝（1+

6、i）-1；若g＜i，则I＝（i－g）/（1+g）；若g＞i，则I＝（g－i）/（1+i）；那么，PWF＝[1-(1+I)-N]/I。式中i－银行利率，%；g－通货膨胀率，%；N－使用年限，a；I－贴现率，%。1.3经济厚度的计算综合以上各式（1）～（4），整理得到：（5）如前所述，建筑采暖总费用Ct存在一个最小值Ct，min，其对应的厚度值即为经济厚度δop。由得：（6）2.实例计算及分析2.1建筑概述某框架结构节能建筑，六层，层高2.8m，南北向，单框双玻塑钢窗，楼梯间不采暖。（见表1）表1某

7、地区常用节能建筑构造构造部件基体保温层材料厚度(mm)导热系数λ(W/㎡·k)保温材料导热系数λ(W/㎡·k)屋面类型1钢筋混凝土1001.74苯板0.047类型2钢筋混凝土1001.74苯板0.047水泥珍珠岩保温块0.160墙体类型1大孔空心砖（页岩）3000.58外贴挤塑苯板0.025类型2大孔空心砖（页岩）3000.58外贴EPS0.050类型3大孔空心砖（页岩）3000.58内贴带钢丝网苯板0.047类型43000.58内抹保温砂浆0.060大孔空心砖（页岩）主要建筑设计参数如下：建筑

8、体积:Ｖo=13748.61ｍ3；表2.墙体(类型1)构造[5]材料名称导热系数λ(W/㎡·k)厚度δ(mm)聚合物砂浆0.9303挤塑聚苯乙烯泡沫板0.030――聚合物砂浆0.9303砂浆找平层0.93020大孔空心砖（页岩）0.580300白灰砂浆0.81020建筑外表面积：Ｆo=3834.95m2；建筑面积：Ａo=4758.34m2；体形系数：S=Ｆo/Ｖo=0.28m-1<0.3m-1；换气体积与次数：Ｖ=8936.6ｍ3，n=0.65次/ｈ；窗墙面积比：南：0.27，北：0.22；采暖