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陶然等:外墙传热系数挖制指标设定探讨
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外墙传热系数控制指标设定探讨
陶然,钱晓倩
(浙江大学建筑工程学院,杭州310058
摘要】通过引入柱墙比的概念及关联窗墙比,在不同的节能要求与不同的热桥处理方式的条件下,对典
型建筑立面单元外墙主体部位传热系数控制值进行了定量研究;并分析指出了对于节能65%或更高要求时,现行
规范对于外墙传热系数控制指标设定时存在的缺陷,提出了将其与窗墙比相关联的设定理念。
【关键词】节能65%;传热系数;热桥;窗墙比
【中图分类号】TU201.5
文献标识码】B
【文章编号】1001-6864(2010)10-0101-0
通过加快供热体制改革、建立建筑能效识别制度、
节能50%时外墙传热系数规定的弊端
实施有效的激励政策等措施,培养和完善建筑节能市
建筑外围护结构由屋顶、外墙与外窗组成,传热系
场。远期(2020年)以普及节能65%标准为目标,将数与热惰性指标是围护结构主要的热工设计指标。目
工作重点放在增强建筑节能的能力上,通过完善建筑前设计规范将外窗的传热系数与窗墙比关联,即窗
节能标准规范体系,构建建筑节能技术保障体系,开发墙比越大,则对传热系数要求越高,而对于外墙传热系
适宜于节能的建筑产品体系,扶持组建以节能建筑为数要求则通常为定值,与窗墙比无关,值得商権。
最终产品的大型企业集团,形成有利于建筑节能的社
围护结枃外墙的传热系数应考虑外墙周边梁、板
会化协作体系等措施来推进建筑节能产业的升级与柱形成的结构性热桥的影响,因此要求对外墙取平均
发展。
传热系数,根据浙江省标准?,断江省节能50%的围
目前北京、天津、山东、河南沈阳、大连等省市已护结构外墙平均传热系数要求小于1.5W/(m2?K),
率先执行节能65%的设计标准,河北、甘肃、上海、重然而当节能65%时,围护结构外墙平均传热系数要求
庆等省市也准备全面实施节能65%的设计标准。浙小于多少,目前并无设计标准。墙体部分在建筑节能
江省已在杭州、宁波等大城市推行实施节能65%的标中的贡献率一般为40%~50%,若对墙体以高要求实
准,并要求2010年县级以上城市新建居住建筑和公共施,则节能65%时,外墙平均传热系数至少要求小于
建筑实施65%的标准。
1.0W/(m2?K)。
节能65%的标准对建筑的外围护提出了更高的
围护结构外墙由主(墙)体部位和周边钢筋混凝
要求,如何确定外墙传热系数控制指标值值得探讨。
土梁板柱等构成的热桥部位组成,其与外窗共同组成
的增大而增大,随工作区送风速度的增大而减小。因此,针[2】周义德,赞瑞,杨瑞梁.喷气织机车间分区空调节能原理分析
对布机生产的高湿度要求和人的舒适度需要,结合模拟结
[J].棉纺织技术,2008,36(10):9-11
果,建议工作区送风相对湿度以取80%~85%为宜,工作区[3]瑞,杨瑞粟,周义德,高龙,布机车间新型节能送风方式及
送风速度以取0.8~1.2m/s为宜。
CFD模拟[].节能技术,2008,26(149):241-246.
(2)背景区送风参数对布面相对湿度和操作区人的
4]黄翔,杨文轩,國内外纺织空调除尘技术的现状与发展趋势
舒适度影响较小。因此,背景区送风相对湿度可在70%
〔J].陕西纺织,2000,(3):47
80%之间任意取值,而背景区送风速度可在1.5~3.5m/s之
[5]王福军,计算流体动力学分析:CFD软件原理与应用[M].北
京:清华大学出版社,2004:9.
间任意取值。也就是说,在以后的设计和运行中,只要保证
6] Chen Qingyan, Xu Weiran. A zero-equation turbulence model for
工作区送风参数合适,背景空调送风参数可以尽量小,这样
indoor airflow aimulation. Energy Building[ J]. 1998, 28(2):
不仅节省了运行费用,同时也为下一步的节能性分析提供了
137-1
理论基础。
参考文献
[收稿日期]2010-06-22
[1]周义德,赵楠楠,杨瑞梁?基于四因素三水平的模拟方法分析
[作者简介]杨瑞梁(1977-),男,河南南阳人,工程师,从事
布机车间分区空调影响因素[J].中原工学院学报,2009,26
建筑节能方面的设计及科研工作。
(7):14-18.
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低温建筑技术
2010年第10期(总第148期)
了围护结构外立面。显然,当建筑的外墙做法一样时,者又直接受窗墙比的显著影响。
外墙平均传热系数取决于梁板柱等组成的热桥部位
面积占外墙总面积的比率,考虑到热桥部位柱子面积
表1不同节能要求时外墙主体部位传热系数K。控制值
通常占多数,不妨将这一比率定义为柱墙比η。m值
了、m/%
窗墙比15.025.035.045.055.065.075.0
跟建筑的结构形式和建筑窗墙比有关,通常,高层框剪主体部位人,控制值柱墙比16202.12.3342960.0
结构比多层框架结构大,因为框剪结构由于剪力墙的节能50%要求
3.01,181.131.050.940.750.37-0.75
设计或者柱肢的增大,相应增加了混凝土的用量,即热
外城K。=15)热桥部181.41.481.4139131.2165
桥部位的比重比多层框架明显增加;而相同条件下,窗
节能6%要求
设定值3.00.570.500.400.250-00.20
培比越大,则相应减少了主体部位面积,则这一比率也(外増Ka=L.)
1.80.830.800.760.700.600.40-0.2
将相应增大。据统计,当窗墙比为25%时,一般多层
注:1.关于热桥部位KB的设定,取3.0相当于梁板柱部位不做保温隔热
框架住宅,梁、板、柱等热桥部位面积占外墙总面积的处理时的情况;取1.8则相当于梁板柱部位做m厚聚合物保温砂浆热
20%~30%,对于框剪结构,则达到40%-50%,甚至处理时的情况;按外墙内外表面换热阻分别取11.a:Xw时的
超过60%。建筑节能设计,正是基于这一不同,对外
40mm厚墙体估算:2.表中K,Ka、KB单位均为W/(m2?k)
墙主体部位的传热系数要求较高,以使外墙平均传热
系数不超过规范要求值。然而,在节能65%的要求
对于节能50%的要求,从表1可以看出,即使窗
下,过分降低主体部位传热系数的做法,很可能无法满墙比达到7%,只要热桥部位传热系数降低到18w
足可行性和经济性。
(m2?K),主体部位传热系数只要达到1.05W/(m2
2算例分析
K)即能满足节能规范设计要求;然而对于节能65%的
开间x层高=3.9mx2.8m房间立面单元为例。
要求,当窗墙比达到75%时,即便热桥部位传热系数
外墙平均传热系数根据规范中公式计算
降低到1.8W/(m2?K),主体部位传热系数的降低要
Ka=(K,F,+KB?FB)/(F。+FB
(1)求仍然无法实现(表中为负值),因此需要进一步提高
热桥的隔热措施,降低其传热系数,这其实反映出一个
式中,K。为外墙主体部位传热系数;KB为外墙热
重要信息:即当窗墙比过大时候,对于更高的节能要求
桥