21世纪北方节能建筑的热工设计

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1、21世纪北方节能建筑的热工设计-暖通论文简介：在3年的时间内，通过国内外调查研究，设计论证、实施及热工测试工作。达到了第三阶段节能30％的目标，单位面积的耗热量为15.95w/㎡，比设计值还要小。当然作好建筑物的节能工作，在结构、采暖系统、照明等方面都有大量的工作要作。在这暗无天日里只介绍热工方面的设计工作，供设计人员参考。关键字：节能建筑耗热量结构热工设计建筑节能在国内外一直是倍受重视的研究课题，优其在我国建筑行业科技发展与产业的建设中更是一个紧迫的、重要的研究课题。一、前言我国是能源短缺的国家，人均能源占

2、有率不足美国等发达国家的1/5。但我国的能源浪费又十分严重，能源便用不合理。在建筑方面有人作过统计，我国以采暖、空调为主的建筑能耗占全国能耗的10.7％，占采暖地区社会能耗的21.4％。具体表现为外墙、屋顶耗能为发达国家的4倍，门窗为2倍，空气渗透为5倍。为此国家建设部制订了建筑节能规划，提出了从1996年至2005年分三个阶段，每阶段逐级节能30％。为此1999年我校同德国奥尔登堡高等专科学校、长春星宇集团合作在吉林省立顶“21世纪北方节能建筑的研究”。研究确定建筑耗热量指标不高于17.4w/㎡。课题结束后

3、，在长春工程学院建成306㎡的示范性绿色节能建筑，在星宇名家住宅小区建成6871㎡的示范工程。本文以306㎡的示范工程为基准，对该顶目的热工设计作以简单介绍。二、外墙的热工设计为保证建筑耗热指标17.4w/㎡的限制，外墙的传热系数限值为≤0.3w/㎡k。1、外墙主体部位的传热系数计算主墙体结构见图一：图一主墙结构图墙体的传热系数的计算用下式：W/㎡.℃(4)式中：K---墙体的传热系数，W/㎡．℃；---墙体内外表面的对流换热系数，W/㎡.℃；---墙体各层的厚度，m;---墙体各层的导热系数，W/m．℃。对

4、于围护结构内表面的换热系数，查暖通空调设计技术措施P28得R=0.133；则=7.52W/m.℃；查查暖通空调设计技术措施P30得=23W/m.℃。查得：水泥沙浆面层的导热系数为0.93；增强纤维网布的导热系数为0。058；苯板的导热系数为0.027；聚合砂浆的导热系数为0.93；混凝土空心砖的导热系数为0.29；聚合砂浆内饰面的导热系数为0.93。代入已知条件得：W/㎡．℃主墙体部分的面积为外墙总面积减去窗洞面、窗台上部冷桥的面积、窗台下部冷桥的面积、楼处冷桥的面积、外门洞面积、二楼门连窗的面积，本建筑的窗

5、洞面积为，6×1.5×1.6+12×1.8×1.6+6×0.9×1.6=57.6㎡，外门洞的面积有一楼二个M4，二楼二个M1，总面积为：1×2×2+0.7×2×2=7.8㎡，所以主墙体部分的面积为：㎡2、外墙周边热桥部分的传热系数（1）窗台下边部分的传热系数窗台部分见图二：图二窗台下部墙体图窗台板取100㎜厚，材料为钢筋混凝土，导热系数为1.512W/m．℃，中间苯板的导热系数为0.027W/m．℃，内表面对流换系数为7.52W/㎡.℃，外表对流换热系数为23W/㎡.℃。则传热系数如下：W/㎡.℃窗台下部冷桥

6、的面积计算，一、二层C1（洞口尺寸1500*1600）窗共6个，C2（洞口尺寸1800*1600）窗共12个，C3（洞口尺寸900*1600）窗共6个，二楼两个门连窗的下部冷桥的面积，窗台板伸出窗洞一侧为120㎜总面积为：㎡（2）窗台上边部分的传热系数窗台上边部分的结构见图三：图三窗台上部墙体图各层的导热系数同上，代入见下式：W/㎡．℃窗台上部冷桥的面积为过梁长乘厚度，过梁厚为200㎜，过梁长伸出窗洞每侧为240㎜，同时包括一楼两个M4外门的过梁的冷桥，二楼两个M1的过梁的冷桥，二楼两个MC-1的过梁冷桥，所

7、以面积为：（3）楼板部分冷桥传热系数楼板部分结构见图四：图四楼板部墙体图代入已知条件计算得：W/㎡．℃楼板部分冷桥的面积用楼板厚乘楼板的外截面积，楼板厚取120㎜，则面积为：㎡外墙的平均传热系数为：从设计看出外墙的传热系数为0.203w/㎡k，小于0.3的限定值，符合设计要求。墙体总面积为：238.258㎡。三、屋顶热工设计屋顶传热系数的限值为0.4w/㎡k。屋顶的结构见下图五：图五屋顶结构图屋顶各层结构的热工性能同上，代入已知条件得如下所示：W/㎡．℃从计算值看出屋顶的传热系数基本符合限定值的要求。屋顶的面

8、积为：F屋=14.86×10.46-3.2×1.5×2-2×4×1.1=137.04m2四、地面热工设计地面传热系数的限定值为0.3w/㎡k。地面的结构见图六：图六地面结构图直接铺设在地面上的保温地面，各地带的传热阻用下式计算：㎡．℃/W（7）式中：R0---非保温地面各地带的热阻，分别如下：第一地带R0=2.15㎡．℃/W第二地带R0=4.3㎡．℃/W第三地带R0=8.62㎡．℃/W第四地带R0=