市民文体活动中心（体艺健身中心提档升级）项目内表面最高温度计算分析报告书.docx

第二章围护结构隔热性能计算报告市民文体活动中心（体艺健身中心提档升级）项目内表面最高温度计算分析报告书一、计算依据1 .建筑环境通用规范GB55016-20212 .民用建筑热工设计规范GB50176-20163 .绿色建筑评价标准GB/T50378-20194 .绿色建筑评价技术细则二、指标要求内表面最高温度计算标准依据主要为绿色建筑评价标准GB/T50378-2019和民用建筑热工设计规范GB50176-2016.建筑环境通用规范GB55016-202101绿色建筑评价标准GB/T50378-2019条文要求绿色建筑评价标准GB/T50378-2019控制项中对围护结构内表面最高温度要求为：“5.1.7条屋顶和外墙隔热性能应满足现行国家标准民用建筑热工设计规范GB50176的要求。”2民用建筑热工设计规范GB501762016和建筑环境通用规范GB55016-2021要求4.1 外墙的要求外墙在给定两侧空气温度及变化规律的情况下，外墙内表面最高温度应符合表1的要求：表1外墙内表面最高温度的限值房间类型自然通风房间空调房间重质围护结构（D22.5）轻质围护结构（DV2.5）内表面最高温度0te,maxti+2ti+3i,max4.2 屋顶的要求屋顶在给定两侧空气温度及变化规律的情况下，屋顶内表面最高温度应符合表2的要求:表2屋顶内表面最高温度的限值房间类型自然通风房间空调房间重质围护结构(D22.5)轻质围护结构(DV2.5)内表面最高温度i,maxWte,maxti+2.5ti+3.5表中i,max围护结构内表面最高温度(C),应按民用建筑热工设计规范附录C3中的规定计算；te,max累年日平均温度最高日的最高温度(C)；ti室内空气温度()。三、模拟概述1原理概要围护结构外墙和屋顶的传热过程，通常视为一维非稳态无内热源的导热问题，计算方法采用数值分析法，计算方程如下。首先建立常物性、无内热源的一维非稳态导热的内部微分方程,微分方程的求解可采用有限差分法，按下式计算：(1)数学模型：»曾叫钓3,n(1)(2)初始条件：t(x,)=y(x)j=l,2,3-,n(2)(3)边界条件：X=0,-1¾=0(T0()-t(,)X=U-,l=1t(L,)-(1()(4)式中：pj,cj,j一分别为第j层材料的密度、比热和导热系数；O室外空气对流表面换热系数，取19.0W(m2-K)；Q1室内空气对流表面换热系数，取8.7W(m2-K)；TO()室外空气综合温度，单位C；Tl()室内空气温度，单位C；按民用建筑热工设计规范GB50176-2016第332条的规定取值；fj(x)第j层初始温度，单位C；L构件总厚度，mmo(4)室外综合温度逐时值：TO(T)=Te(T)+嚼式中：Te()室外空气逐时温度，单位,可按民用建筑热工设计规范GB50176-2016附录光盘中选取。PS外表面太阳辐射吸收系数，可按民用建筑热工设计规范GB50176-2016选取。I()表面法向太阳总辐射强度(包括直射和散射)，单位W/m2。可按民用建筑热工设计规范GB50176-2016附录光盘中选取；其次，对传热过程进行数值求解。软件采用有限差分法，通过建立节点的有限差分方程，采用迭代法对热平衡微分方程及导热微分方程进行求解。2参数设置根据民用建筑热工设计规范GB50176-2016.建筑环境通用规范GB55016-2021的条文及附录要求，进行边界条件及计算参数的设置。2.1 边界条件1)外表面：第三类边界条件，室外空气逐时温度按照本规范附录BOI条的规定取值，对流换热系数19.0W(m2-K)；2）内表面：第三类边界条件，室内空气温度按照本规范第3.3.2条的规定取值，对流换热系数8.7W（m2K）；3）其它边界：第二类边界条件，热流密度OW/nR2.2 温度参数D室内温度：26C。按民用建筑热工设计规范GB50176-2016第3.3.2条的规定取值。2）室外空气逐时温度及太阳辐射，按民用建筑热工设计规范GB50176-2016附录A的备注选取。四、模拟分析本项目为计算成都的内表面最高温度。1室内外逐时温度图1室内外空气逐时温度24小时曲线图室内外逐时温度分布图室内自然通风温度4室外温度" 'rr-r'- ' -r-r-i- 'i'"r'ri'r, ''wr,"r' rrr'r"i " r r,O 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23时刻2太阳总辐射照度表表3太阳总辐射照度表（Wm2）时刻南东西北水平O一-1-2-34-519.6132.9519.8511.1235.30669.69128.0068.4141.18135.907165.49313.44151.55104.95351.208228.60404.70187.70152.43520.309358.83523.30260.92215.17849.4010395.84399.99274.27225.73875.6011420.46286.86286.86236.08915.6012362.89254.05362.88208.42785.7013309.43229.49421.16187.64685.3014236.97194.58415.39157.91535.4015178.82164.05342.12113.37381.901676.7775.22140.1145.41149.201722.0922.1636.1912.6139.3018-19-20-21-22-23-3材料热工参数表4材料热工参数参考依据材料名称干密度导热系数蓄热系数修正系数选用依据(Kgm3)W(mK)W(m2K)使用部位聚氨脂硬泡沫塑料350.0240.291.15屋面民用建筑热工设计规范(GB50176-2016)岩棉板IlO0.0410.471.15热桥柱/热桥梁/热桥楼板/热桥过梁/外墙民用建筑热工设计规范(GB50176-2016)五、计算结果1屋顶本项目屋面内表面最高温度的详细计算过程如下所示:表5混凝土屋面材料构造材料汇总表混凝土屋面每层材料名称厚度(mm)导热系数W(mK)蓄热系数W(m2K)热阻值r(m2K)/W热惰性指标D=RS修正系数a碎石、卵石混凝土(P=2100)40.01.28013.5700.0310.421.00水泥砂浆20.00.93011.3700.0220.241.00聚氨脂硬泡沫塑料70.00.0240.2902.5360.851.15黏土陶粒混凝土(P=1200)30.00.5307.2500.0570.411.00钢筋混凝土120.01.74017.2000.0691.191.00混凝土屋面各层之和280.02.713.11混凝土屋面热阻Ro=Ri+R+Re=2.86(m2K)WRi=0.11(m2K)/W;Re=0.04(m2K)W混凝土屋面传热系数K=lRo=0.35W(m2K)太阳辐射吸收系数P=0.72轻质或重质重质差分时间步长（分钟）5表6钢结构屋面材料构造材料汇总表钢结构屋面每层材料名称厚度(mm)导热系数W(mK)蓄热系数W(m2K)1热阻值(m2K)/W热惰性指标D=R.S修正系数建筑钢材5.058.200126.0000.0000.011.00石膏板30.00.3305.2800.0910.481.00单层防水卷材-玻璃丝棉毡150.00.0450.3802.7781.271.20隔汽层建筑钢材5.058.200126.0000.0000.011.00钢结构屋面各层之和190.02.871.77钢结构屋面热阻Ro=Ri+R+Re=3.02(m2K)WRi=0.11(m2K)/W;Re=0.04(m2*K)W钢结构屋面传热系数K=lRo=033W(m2K)太阳辐射吸收系数P=0.12轻质或重质轻质差分时间步长（分钟）51.1 混凝土屋面-空调房间室内外壁面温度分布图室内心室外60-表7混凝土屋面内外壁面温度逐时值一空调房间时刻O1234567891011外壁面32.0631.0029.7128.5127.9527.9428.6832.4536.9644.1649.7154.30内壁面26.5726.5626.5526.5426.5326.5126.5026.4826.4726.4526.4426.43时刻121314151617181920212223外壁面56.3357.2856.6654.8150.6546.8243.8741.5738.5236.4334.8333.41内壁面26.4226.4326.4426.4526.4726.4926.5226.5426.5526.5626.5726.571.2 混凝土屋面-自然通风房间室内外壁面温度分布图60-室内心室外表8混凝土屋面内外壁面温度逐时值一自然通风房间时刻O1234567891011外壁面32.1731.1129.8228.6228.0628.0528.7932.5637.0644.2749.8254.41内壁面32.9632.6532.3532.0731.8431.6831.5831.5631.6231.7631.9632.21时刻121314151617181920212223外壁面56.4357.3856.7654.9150.7546.9243.9641.6738.6336.5334.9433.52内壁面32.5032.8133.1233.4033.6333.8133.9133.9433.8733.7333.5333.271.3 钢结构屋面-自然通风房间室内外壁面温度分布图室内心室外40-表9钢结构屋面内外壁面温度逐时值一自然通风房间时刻O1234567891011外壁面29.2028.5527.4926.4026.1526.2026.0827.7629.7732.5535.2037.28内壁面30.9129.8728.9828.2827.8227.6427.7428.1328.7929.6730.7131.85时刻121314151617181920212223外壁面38.4339.3139.6639.5238.1736.9536.1735.4633.1931.7130.8630.08内壁面32.9934.0634.9835.6836.1336.2936.1535.7235.0534.1633.1332.021.4 结论表IO混凝土屋面内表面最高温度判定混凝土屋面房间类型最高温度限值结论空调房间26.5728.50满足要求自然通风房间33.9437.00满足要求表Il钢结构屋面内表面最高温度判定钢结构屋面房间类型最高温度限值结论自然通风房间36.2937.00满足要求2外墙本项目外墙内表面最高温度的详细计算过程如下所示：表12默认填充墙材料构造材料汇总表默认填充墙每层材料名称厚度(mm)导热系数W(mK)l蓄热系数W(m2-K)1热阻值(m2K)/W热情性指标D=R.S修正系数水泥砂浆20.00.93011.3700.0220.241.00岩棉板40.00.0410.4700.8130.461.20无机保温砂浆（P=600）30.00.1802.8700.1330.481.25加气混凝土（P=500）200.00.1402.3101.1433.301.25水泥砂浆20.00.93011.3700.0220.241.00默认填充墙各层之和310.02.134.73默认填充墙热阻Ro=Ri+R+Re=2.28(m2K)WRi=0.11(m2K)/W;Re=0.04(m2K)W默认填充墙传热系数K=lRo=0.44W(m2K)太阳辐射吸收系数P=0.50轻质或重质重质差分时间步长（分钟）52.1 东向外墙2.1.1 东向默认填充墙-空调房间III-I-I-I-I-I-I-I-II-rIIlIlIIIIIO123456789IO11121314151617181920212223时刻表13东向默认填充墙内外壁面温度逐时值一空调房间时刻O1234567891011外壁面28.9328.3327.3026.2226.0326.4727.4131.3935.4939.8341.8041.73内壁面26.3426.3426.3526.3526.3626.3626.3626.3526.3526.3426.3426.33时刻121314151617181920212223外壁面41.4341.5841.5641.2439.3437.4236.1435.2132.8031.2230.4329.75内壁面26.3226.3126.31263026.3026.3026.31263126.3226.3226.3326.342.1.2 东向默认填充墙-自然通风房间室内外壁面温度分布图Ss室内心室外表14东向默认填充墙内外壁面温度逐时值一自然通风房间时刻O1234567891011外壁面29.0628.4627.4326.3526.1626.6027.5431.5235.6239.9641.9341.86内壁面32.5331.7531.0230.4029.9229.6229.5229.6329.9330.4231.0431.77时刻121314151617181920212223外壁面41.5641.7141.6841.3639.4637.5336.2635.3332.9131.3430.5529.87内壁面32.5533.3334.0534.6735.1535.4535.5535.4535.1534.6634.0433.312.2 西向外墙2.2.1 西向默认填充墙-自然通风房间室内外壁面温度分布图Ss室内心室外III-I - - - I - - - I - I - - - - I - - I - - - II - - - I I- r I Il I lI II I IO123 4 5 6 7 8 9IO 11 121314 15 16 17 18 19 20 21 22 23时刻表15西向默认填充墙内外壁面温度逐时值一自然通风房间时刻O1234567891011外壁面29.0728.4727.4426.3626.1626.4526.7629.1631.6434.6137.4039.54内壁面32.5231.7431.0230.4029.9229.6229.5329.6329.9430.4231.0531.77时刻121314151617181920212223外壁面41.8044.3145.8845.8442.6539.2437.0335.6733.0631.4130.5829.89内壁面32.5533.3334.0534.6735.1535.4435.5435.4435.1334.6534.0333.302.3 结论表16默认填充墙内外壁面温度判定默认填充墙房间类型最高温度限值结论东向空调房间26.3628.00满足要求东向自然通风房间35.5537.00满足要求西向空调房间西向自然通风房间35.5437.00满足要求六、结果汇总1屋面汇总表17混凝土屋面内表面最高温度计算汇总表混凝土屋面房间类型最高温度限值结论空调房间26.5728.50满足要求自然通风房间33.9437.00满足要求2屋面汇总表18钢结构屋面内表面最高温度计算汇总表钢结构屋面房间类型最高温度限值结论自然通风房间36.2937.00满足要求3外墙汇总表19默认填充墙内表面最高温度计算汇总表默认填充墙房间类型最高温度限值结论东向空调房间26.3628.00满足要求东向自然通风房间35.5537.00满足要求西向空调房间-西向自然通风房间35.5437.00满足要求