墙改技术保温材料厚度计算方法.doc

刊名：南京墙改 栏目：技术 版数：3 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。 生命周期耗费分析法外墙和屋面保温层经济厚度- 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。计算保温层经济厚度的方法包括采暖年平均最小费用法[1]、Lagrange乘子法[2]、生命周期耗费分析法[3,4]等。生命周期耗费分析法（即“Life Cycle Cost Analysis”, 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）进行全面性整体评估，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。 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 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，。 .1.2 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。 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。 .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。 .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（Present Worth Factor），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+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，%。 .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） 实例计算及分析 .1 建筑概述 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 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 100 1.74 苯板 0.047 类型2 钢筋混凝土 100 1.74 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） 300 0.58 外贴挤塑苯板 0.025 类型2 大孔空心砖（页岩） 300 0.58 外贴EPS 0.050 类型3 大孔空心砖（页岩） 300 0.58 内贴带钢丝网苯板 0.047 类型4 大孔空心砖（页岩） 300 0.58 内抹保温砂浆 0.060 主要建筑设计参数如下： 建筑体积: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 0.930 3 挤塑聚苯乙烯泡沫板 0.030 ―― 聚