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怎样计算建筑外墙的传热系数(U值)?

2018-08-02 20:21

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怎样计算建筑外墙的传热系数(U值)?

在设计项目的外墙时,我们必须特别注意外墙的的每一个组成元素,因为每一层材料都有特定的特性,这些特性将决定整个建筑的保温程度。


如果我们将一平方米除以外墙结构的两侧空气的温差,我们会得到一个对应于传热率的值,也叫U值。这个值可以告诉我们建筑的保温水平与通过它的能量百分比之间的关系;如果结果是低的,我们将有一个保温良好的外墙,相反,数值越高就是提醒我们这很有可能会增加建筑能耗。


U值的单位是瓦/平方米·开尔文(W / m²·K),取决于固体壁面的每一个材料的导热系数(建筑材料与传递的热量相对的百分比),这里我们要特别注意遵循每一层材料的厚度和热导率(每种材料传导热量的能力)。让我们复习一下计算建筑物热损失中所需的公式。


隔热外墙

隔热外墙被定义为建筑的“表皮”,隔绝外部的温度和噪音从而保护内部舒适性。它由不透明的墙壁(可以是墙壁、地板或天花板)、可操作的元素(门窗)和周边热桥组成,这些都是让热量更容易通过的点(具有几何变化或材料变化的点)。

怎样计算建筑外墙的传热系数(U值)?

对于不完全均匀的外墙,例如在金属或木制结构中,可能就要对不同的区域进行不同的计算,才能在最终结果中得到更大的准确性。然后根据每个区域的大概百分比计算总数,总传热系数可以在与建筑项目所在地相对应的当地标准和法规中找到。


传热系数的计算

U值的一般计算公式为:


U = 1/Rt

其中:


·U = 传热系数 (W/m²·K)

·Rt = 所有材料总的热阻值 (m²·K/W),由以下公式得来:

Rt = Rsi + R1 + R2 + R3 + ... + Rn + Rse

其中:


·Rsi = 室内表面的空气薄层热阻单位 (根据气候区规范)

·Rse = 室外表面的空气薄层热阻单位 (根据气候区规范)

·R1, R2, R3, Rn = 每层材料的热阻值,可由以下公式得到:

R = D / λ

其中:


·D =材料的厚度 (m)

·λ = 材料的导热系数 (W / K·m) (根据每个材料)

传热系数与热阻值成反比:如果外墙的组成材料的热阻值越大,通过外墙损失的热量就越低。也就是说,建筑材料的U值越低,代表抗热性越好。


U = 1/R

R = 1/U

怎样计算建筑外墙的传热系数(U值)?

气候区域

在得到U值时,我们必须将它与我们项目所在的气候区冬季和夏季指定的最大(或最小)传热系数进行比较。这个数字是由当地的官方法规决定的,你必须仔细审查并保其正常运行。


W = 功率 (瓦特) - K = 温差 (开尔文)


翻译:刘正斯


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