建筑热工计算祥解
(新)混凝土热工计算
混凝土热工计算：依据《建筑施工手册》（第四版）、《大体积混凝土施工规范》（GB_50496-2009）进行取值计算。
砼强度为：C40 砼抗渗等级为：P6砼供应商提供砼配合比为：水：水泥：粉煤灰：外加剂：矿粉：卵石：中砂155: 205 : 110 : 10.63 : 110 : 1141 : 727一、温度控制计算1、最大绝热温升计算T MAX= W·Q/c·ρ=(m c+K1FA+K2SL+UEA)Q/Cρ式中：T MAX——混凝土的最大绝热温升；W——每m3混凝土的凝胶材料用量；m c——每m3混凝土的水泥用量，取205Kg/m3；FA——每m3混凝土的粉煤灰用量，取110Kg/m3；SL——每m3混凝土的矿粉用量，取110Kg/m3；UEA——每m3混凝土的膨胀剂用量，取10.63Kg/m3；K1——粉煤灰折减系数，取0.3；K2——矿粉折减系数，取0.5；Q——每千克水泥28d 水化热，取375KJ/Kg；C——混凝土比热，取0.97[KJ/（Kg·K）]；ρ——混凝土密度，取2400（Kg/m3）；T MAX=（205+0.3×110+0.5×110+10.63）×375/0.97×2400T MAX=303.63×375/0.97×2400=48.91（℃）2、各期龄时绝热温升计算Th（t）=W·Q/c·ρ（1-e-mt）= T MAX（1-e-mt）；Th——混凝土的t期龄时绝热温升（℃）；е——为常数，取2.718；t——混凝土的龄期（d）；m——系数、随浇筑温度改变。
根据商砼厂家提供浇注温度为20℃，m值取0.362Th（t）=48.91（1-e-mt）计算结果如下表：3、砼内部中心温度计算T1（t）=T j+Thξ（t）式中：T1（t）——t 龄期混凝土中心计算温度，是该计算期龄混凝土温度最高值；T j——混凝土浇筑温度，根据商砼厂家提供浇注温度为20℃；ξ（t）——t 龄期降温系数，取值如下表T1（t）=T j+Thξ（t）=20+ Thξ（t）计算结果如下表：由上表显示，砼中心温度最高值出现在第三天。
热工计算公式及参数
热工计算公式及参数热工计算是指通过一系列公式和参数来计算热量、功率、效率等热力学参数的过程。
热工计算在工程设计、能源管理和热力学研究等领域起着重要的作用。
本文将介绍一些常用的热工计算公式和参数。
1.热功率计算公式：热功率（Q）是表示单位时间内传输的热量的物理量。
常用的热功率计算公式如下：Q=m×c×ΔT其中，Q表示热功率，m表示物体的质量，c表示物体的比热容，ΔT表示物体的温度变化。
2.传热系数计算公式：传热系数（k）是表示单位时间内在单位面积上传输的热量的物理量。
常用的传热系数计算公式如下：k=Q/(A×ΔT)其中，k表示传热系数，Q表示传输的热量，A表示传热面积，ΔT表示温度差。
3.热效率计算公式：热效率（η）是指燃烧设备、热交换设备或热动力系统中实际产生的热量与理论上可能产生的最大热量之比。
常用的热效率计算公式如下：η=(实际产生的热量/理论可能产生的最大热量)×100%4.压力与体积关系公式：热工系统中的工质一般按照多种状态方程进行描述，其中最常用的是理想气体状态方程：PV=nRT其中，P表示压力，V表示体积，n表示物质的摩尔数，R表示气体常数，T表示温度。
5.比容与温度关系公式：比容（v）是指单位质量的物质占据的体积。
对于理想气体，比容与温度的关系可以用热力学公式来表示：v=(R×T)/P其中，v表示比容，R表示气体常数，T表示温度，P表示压力。
6.热辐射传热计算公式：热辐射传热是指两个物体之间通过热辐射方式传输热量的过程。
常用的热辐射传热计算公式如下：Q=ε×σ×A×(T1^4-T2^4)其中，Q表示传输的热量，ε表示发射率，σ表示热辐射常数，A表示辐射面积，T1和T2分别表示两个物体的温度。
7.热导率计算公式：热导率（λ）是指单位时间内通过单位厚度、单位面积的热流量。
常用的热导率计算公式如下：λ=(Q×L)/(A×ΔT)其中，λ表示热导率，Q表示传输的热量，L表示传热路径的长度，A表示传热的面积，ΔT表示温度差。
热工计算流程
辐射换热系数
Hr
•自然界中的各个物体都在不停地想空间散发出辐射热，同时又在不停地吸收其他物体散 发出的辐射热，这种在物体表面之间由辐射与吸收综合作用下完成的热量传递就是辐射换 热。
线传热系数
定义：表示门窗或幕墙玻璃边缘与框的组合传热效应所产生附 加传热量的参数，简称线传热系数。 线传热系数，顾名思义，是通过框与玻璃接触，传递给玻 璃的热量散失，也就是边缘玻璃的额外热量损失。
LBNL软件计算实例
Optics
玻璃的光学分析
LBNL
Window
整窗玻璃的热工计 算及单片玻璃热工 性能计算 复杂模型的热工计 算
THERM
OPTICS
（1） 支持光谱和国际玻璃光谱数据格式； （2） 多层玻璃系统的光学热工性能计算与玻璃模拟设计； （3） 玻璃光谱曲线及颜色显示； （4） 玻璃表面温度计算及显示； （5） NFRC、ISO标准计算，玻璃更换厚度、膜层等模拟设计；
热工定义及 计算流程讲解
甘旭东
深圳市三鑫幕墙工程有限公司
内容摘要
1.热量散失的途径 2.热工计算重要参数的定义 3.线传热系数的介绍 4.LBNL软件计算计算实例 5.非透明幕墙手算方法 6.欧标、美标、国标U值区别 7.结露计算
建筑幕墙热工计算(2021整理)
第三章建筑门窗玻璃幕墙热工计算一、整樘窗热工性能计算窗由多个部分组成，窗框、玻璃（或其它面板）等部分的光学性能和传热特性各不一样，在计算整窗的传热系数、遮阳系数以及可见光透射比时，应采用各部分的相应数值按面积进行加权平均计算。
窗玻璃(或者其它镶嵌板)边缘与窗框的组合传热效应所产生的附加传热以附加线传热系数（ψ）表达，简称“线传热系数”，应按照本章“框的传热计算”进行计算。
窗框的传热系数、太阳能总透射比按照本章“框的传热计算”进行计算。
窗玻璃的传热系数、太阳能总透射比、可见光透射比按照本章“玻璃光学热工性能计算”进行计算。
（一）整樘窗几何描述整樘窗应根据框截面的不同对窗框进行分类，每个不同类型窗框截面均应计算框传热系数、线传热系数。
不同类型窗框相交部分的传热系数可采用邻近框中较高的传热系数代替。
1、窗面积划分窗在进行热工计算时应按图3-1进行面积划分：（1）窗框的投影面积A f：从室内、外两侧分别投影，得到的可视框投影面积中的较大值，简称“窗框面积”；（2）玻璃的投影面积A g（或其它镶嵌板的投影面积A p）：指从室内、外侧可见玻璃（或其它镶嵌板）边缘围合面积的较小值，简称“玻璃面积”；（3）整樘窗的总投影面积A t：窗框面积A f与窗玻璃面积A g（或其它镶嵌板的面积A p）之和，简称“窗面积”。
A f= max(A t= A f+A gA d,i= A1+A2A d,e= A5+A6图3-1 窗各部件面积划分示图2、窗玻璃区域周长划分玻璃和框结合处的线传热系数对应的边缘长度l ψ应为框与玻璃室内、外接缝长度的较大值，见图3-2所示。
（二）整樘窗传热系数计算整樘窗的传热系数U t 采用下式计算：tf f ggtA U A U A U ∑∑∑++=ψψ （3-1）式中：U t ——整樘窗的传热系数［W/(m 2·K)］；A g ——窗玻璃（或者其它镶嵌板）面积（m 2）； A f ——窗框面积（m 2）； A t ——整樘窗面积（m 2）；l ψ——玻璃区域（或者其它镶嵌板区域）的边缘长度（m ）；U g ——窗玻璃（或者其它镶嵌板）的传热系数［W/(m 2·K)］，按本章“玻璃光学热工性能计算”计算；U f ——窗框的传热系数［W/(m 2·K)］，按本章“框的传热计算”计算；ψ——窗框和窗玻璃（或者其它镶嵌板）之间的线传热系数［W/(m 2·K)］，按本章“框的传热计算”计算。
建筑围护结构热工名词和公式总结
材料畜 热系数 热隋性 指标
S
W/(㎡· K)
D
建筑围护结构热工计算—常用名词
名词κ 露点温度 符 号 单位 ℃ 名词解释 在大气压力一定、含湿量不变的情况下，未饱和 的空气因冷却而达到饱和状态时的温度 特指围护结构表面温度低于附近空气露点温度 时，表面出现冷凝水的现象。 Pa Pa % 在一定温度下湿空气中水蒸气部分所产生的压力。 空气中水蒸气呈饱和状态时，水蒸气部分所产生 的压力 空气中实际的水蒸气分压力与同一温度下饱和水 蒸气分压力的百分比。 Φ=Pa/Ps×100% 围护结构中含金属、钢筋混凝土或混凝土梁、柱、 肋等部位在室内外温差作用下，形成传热密集， 内表面温度较低的部位。
建筑围护结构热工计算 常用名词和主要公式
建筑围护结构热工计算—常用名词
名词 热阻 传热阻 传热 系数 导热 系数 内表面 换热系 数 内表面 换热阻 符号 R Ro K λ αi 单位 ㎡K/W ㎡K/W W/㎡K W/m·K W/㎡·K 名词解释 表征围护结构本身或其中某层材料阻抗传热能力的 物理量。 （也称总热阻）即表征结构（包括两侧空气边界层） 阻抗传热能力的物理量。Ro=Ri+R+Re 在稳态条件下，围护结构两侧温差为1℃，1h内通 过1㎡面积传递的热量。为传热阻的倒数。K=1/Ro 在稳态条件下，1m厚的物体两侧温差为1℃，1h 内通过1㎡面积传递的热量。 围护结构内表面与室内空气温差为1℃，1h内通过 1㎡面积传递的热量。 内表面换热系数的倒数。Re=1/α
αe
组合壁的热阻
⎡ ⎤ ⎢ ⎥ F0 − ( Ri + Re )⎥ϕ R=⎢ ⎢ F1 + F2 + L + Fn ⎥ ⎢ R0,1 R0, 2 ⎥ R0,n ⎣ ⎦
建筑系统节能热工计算方法及其标准详解
建筑热工指标计算及其标准皖源集团—安徽节源节能科技有限公司2011年12月一、适用范围新标准（JGJ 26-95）中规范适用于严寒和寒冷地区，主要包括东北、华北和西北地区（简称三北地区）等年日平均温度低于或等于5℃的天数，一般都在90天以上，最长的满洲里达211天。
这一地区习惯上称为采暖区，其面积占我国国土面积的70%。
新标准适用于集中采暖的新建和扩建居住建筑热工与采暖节能设计。
居住建筑主要包括住宅建筑（约占92%）和集体宿舍、招待所、旅馆、托幼建筑等。
集中采暖系指由分散锅炉房、小区锅炉房和城市热网等资源，通过管道向建筑物供热的采暖方式。
二、相关的热工指标计算方法的规定1、建筑物耗热量指标计算H H T INF IHq q q q =+-式中：H q —建筑物耗热量指标（2/W m ）；H T q —单位建筑面积通过围护结构的传热耗热量（2/W m ）； INF q —单位建筑面积的空气渗透耗热量（2/W m ）； IHq —单位建筑面积的建筑内部得热（包括炊事、照明、家电和人体散热），住宅建筑取3.80（2/W m ）。
2、单位建筑面积通过围护结构的传热耗热量计算1()()/mi c i i i i H T t t K F A q ε==-∑式中：it —全部房间平均室内计算温度，一般住宅建筑取16℃；e t —采暖期室外平均温度（℃）；i ε—围护结构传热系数的修正系数（取用方式详见附录1）；i K —围护结构的传热系数()2/m K W ，对于外墙应取其平均传热系数（计算方法详见附录2）；i F —围护结构的面积（2m ）（计算方法详见附录3）； 0A —建筑面积（2m ）（计算方法详见附录3）。
3、单位建筑面积的空气渗透耗热量计算0()()/i e INF t t C N V A q ρρ=-式中：C ρ—空气比热容，取0.28/()W h kg K ；ρ—空气密度（3/kg m ），取e t 条件下的值；N —换气次数，住宅建筑取0.5（1/h ）； V —换气体积（3m ）（计算方法详见附录3）。
大型建筑物热工计算书
大型建筑物热工计算书第一步：确定建筑物的尺寸和材料属性根据建筑物的平面图和立面图，确定建筑物的尺寸和形状。
此外，还需要获取建筑材料的热传导系数、密度、比热容等属性。
第二步：计算热传导利用热传导公式来计算建筑物不同部分的热传导热流。
这可以通过以下公式实现：Q = (k * A * ΔT) / L其中，Q为热传导热流，k为材料的热传导系数，A为热流通过的面积，ΔT为温度差，L为热传导路径长度。
第三步：计算热对流和辐射建筑物的外表面通常会受到室外空气的对流和太阳辐射的影响。
为了计算这些影响，可以使用下面的公式：Q = h * A * (T - T∞) + ε * σ * A * (T⁴ - T∞⁴)其中，Q为热对流和辐射热流，h为对流传热系数，A为表面积，T为表面温度，T∞为环境温度，ε为辐射率，σ为斯特藩-玻尔兹曼常数。
第四步：能量平衡和室内热负荷计算根据建筑物的热传导、热对流和辐射计算结果，可以计算整个建筑物的能量平衡和室内热负荷。
这可以通过使用以下公式来实现：Q_total = Q_conduction + Q_convection_radiation其中，Q_total为整个建筑物的热负荷，Q_conduction为热传导热负荷，Q_convection_radiation为热对流和辐射热负荷。
第五步：结果分析和优化建议根据能量平衡和室内热负荷计算的结果，可以评估建筑物的热能性能，并提出相应的优化建议。
例如，使用更好的绝热材料、改善建筑物外墙的保温性能等。
希望本文档提供的热工计算方法和步骤能够对大型建筑物的能源效率评估和优化提供一定的帮助。
[参考文献]- 张三. (2021). 建筑物热工计算原理与应用. 施工出版社.- 李四. (2020). 建筑能源计算与评价. 建筑科学出版社.以上为简要内容，具体热工计算的过程和公式可参考相关参考文献。
建筑外墙保温热工节能计算分析
建筑外墙保温热工节能计算分析外墙外保温围护结构基本组成：面砖（不计入）+ 热镀锌电焊网复合抗裂砂级黑色聚苯板（外保温）（50mm）+混凝土墙（200mm）+ 混合浆（8－10mm）+B1砂浆（内墙抹灰）（20mm）依据《北京市建筑节能设计标准》（采暖居住建筑部分）及建筑热工设计常用计算方法（见附录），按体形系数小于计算，得出如下表计算分析结果：级黑色聚苯板（外保温）厚度为50mm时，墙体热阻R0＝，墙体传热系当B1数K＝<符合《北京市建筑节能设计标准》节能65％的设计要求。
附录 建筑热工设计常用计算方法1 传热系数的计算围护结构传热系数K 按下式计算： 01R K =式中 R 0――围护结构传热阻（单位：m 2·K/W ）。
2 传热阻的计算围护结构传热阻R 0按下式计算： ei e i a R a R R R R 110++=++= 式中 R i ,a i ――内表面换热阻（单位：m 2·K/W ）和换热系数[单位：W/(m 2·K)]，按附表2-1采用；Re,a e ――外表面换热阻（单位：m 2·K/W ）和换热系数[单位：W/(m 2·K)]，按附表2-2采用；R ――围护结构热阻（单位：m 2·K/W ）。
附表2-1 内表面换热系数a i 及内表面换热阻R i 值附表2-2 外表面换热系数a e 及外表面换热阻R e 值i i 3 热阻的计算单层结构或单一材料层热阻R 按下式计算： λδ=R 式中δ――材料层厚度（单位：m ）；λ――材料导热系数〔单位：W/(m ·K)〕，见附图1。
λδ附图1多层结构热阻R 按下式计算：式中 R 1,R 2,…，R n ――围护结构各材料层热阻（单位：m 2·K/W ）。
{4 围护结构的热惰性系数D （无量纲）nR R R R +⋅⋅⋅++=21单层结构或单一材料层热惰性系数D按下式计算：D=R*S多层结构热惰性系数D按下式计算：D=ΣR*S多层围护结构的热惰性指标DD=ΣR•S=R1S1+R2S2+……RnSn围护结构保温隔热层厚度δ（m）δ=λR=λ(1/K-R0)=λ(Rmin-Σ(冬季)(夏季)以上各式中：Rmin—围护结构按节能标准要求的最小传热阻（M2•K/W），Rmin=1/K；R、R1、R2、Rn—各层材料层的热阻（M2•K/W）；Ri—围护结构内表面换热阻，Ri=㎡•K/W；Re—围护结构外表面换热阻，Re=(冬)或Re=（夏）；λ、λ1、λ2、λn—各层材料的导热系数（W/m•K），查表；S、S1、S2、Sn—各层材料的蓄热系数（W/ M2•K），查表。
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如图框传热系数计算模型示意图
（3）在室内外计算条件下，用二维热传导计算软件计算流过图示截面的热流qw，并应按 下式整理
结露性能评价与计算标准计算条件为：
框的太阳光总投射比gf计算应采用下列边界条件：
8
对流换热
设计或评价门窗、玻璃幕请定型产品的热工性能时，室内表面的对流换热系数 应符合上面的边界条件。
9
在实际工程中，当内表面有较高速度气流时，室内对流应按强制对流 计算。门窗（或玻璃幕墙）内表面对流换热系数应按下式计算：
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幕墙框传热计算
（1）框的传热系数Uf应在计算窗或幕墙的某一框截面的二维热传导的基础上获得 （2）在框的计算截面中，应用一块导热系数 λ =0.03［W/(mK)］的板材替代实际的 玻璃（或其他镶嵌板），板材的厚度等于所替代面板的厚度，嵌入框的深度按照实际尺寸， 可见部分的板材宽度bp不应小于200mm
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幕墙热工专业术语
（1）传热系数K
两侧环境温度差为1K(℃）时，在单位时间内通过单位面积门窗或玻璃幕墙的热量。
(2)遮阳系数SC
在给定条件下，玻璃、门窗或玻璃幕墙的太阳光总投射比，与相同条件下相同面积的标准玻璃（3mm 厚透明玻璃）的太阳光总投射比的比值。
(3)可见光投射比
标准光源透过玻璃、门窗或玻璃幕墙成为室内的可见光通量与投射到玻璃、门窗或玻璃幕墙上的可见 光通量的比值。
式中：Φ为对流换热热量（W）；Tw和Tf 分别表示壁面温度和流体温度（ °C 或K）；
2
A为固体壁面对流换热表面积（m2）；h为对流换热系数，也称表面传热系数[W/(m2*K)]。 H不是物性参数，其值反映了对流换热能力的大小，与换热过程中的许多因数有关。
3）热辐射
热辐射：由于物体内部微观粒子的热运动（或者说由于物体自身的温度）而使物体向外发射辐射能 的现象。在热量传递方式上热辐射与热传导和热对流相比有许多固有的特点：热辐射无需物体直接 接触，可以在无中间介质 的真空传递，并且真空度越高，热辐射传递效果越好。在传递过程中伴随 能量形式的转换，即发射时将热能转换为辐射能，而被吸收时又将辐射能转换为热能。 任何热力学温度大于零 的物体都不停向空间发射热辐射。 热辐射基本定律： 计算黑体表面单位时间内所发射的热辐射能量，可以按照斯特藩-波尔兹曼定律： Φ= σAT4 式中：Φ为辐射热流量（W）；T为热力学温度（K）；A为辐射表面积（m2）; σ为斯特藩-波尔兹曼常数， 也称黑体辐射常数，其值为5.67x10-8W/(m2K4)。 一切实际物体辐射能力都小于同温度下的黑体。实际物体辐射热流量的计算可采用 斯特藩-波尔兹曼定律的修正形式： Φ=εσAT4 式中：ε称为该物体的辐射率，也称黑度。其值恒小于1，与物体种类及表面状态有关。
热工主要应用于热能与动力工程，核能科学与工程,热加工工程等方面，还应用于非工程方面。我们 主要考虑热工在幕墙节能方面的应用，主要用到其中的传热学。
1
传热学基本原理
1、三种热传递方式的特点和基本定律 1）导热
导热特点：从宏观的现象看，是因为物体直接接触，能量从高温部分传递到低温部分，中间没有明显 物质迁移。 导热基本定律是由法国物理学家傅里叶于1822年通过实验经验的提炼、运用数学方法演绎得出， 也称傅里叶定律：Φ=-λA 式中： Φ导热流量（W）,单位时间内通过某一给定面积的热量；A为与热流方向垂直的面积（m2）； 表示该截面沿热流方向的温度增量，简称温度梯度（K/m）； λ是比例系数，称为导热系数或导热 率[W/(m*k)],它是物体的热物性参数。其值的大小反映了物体导热能力的强弱；公式右边的“-”号表 征热流方向与温度梯度方向相反。
（6）线传热系数 表示门窗或幕墙玻璃边缘与框的组合传热效应所产生附加传热量的参数，
简称“线传热系数”
（7）露点温度
在一定压力和水蒸气含量的条件下，空气达到饱和水蒸气状态时
（相对湿度等于100%）的温度
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幕墙热工几何描述 （1）应根据框截面、镶嵌面板类型的不同将幕墙框节点进行分类，不同种类的框 截面节点均应计算其传热系数及对应框和镶嵌面板接缝的线传热系数。 （2）在进行幕墙热工计算时应按下列规定进行面积划分
热工
热工是工程热力学与传热学的简称。其中工程热力学主要是研究热力学机械的效率和热力学工质参 与的能量转换在工程上的应用，如将热力学能转化成机械能推动动力机械做功以及其效率的学科， 再如，空调将机械能转化成热力学能等；而传热学是研究热量传递的一门学科，如反应堆的导热，对 流换热，辐射能的传递等。
热工应用
2）热对流
热对流是由于流体的宏观运动使不同的流体相对位移而产生的热量传递现象。特点：只能发生在流 体中；必然伴随微观粒子热运动产生导热。对流换热是指流体与固体表面之间的热量传递。热对流 换热的基本定律是英国科学家牛顿（Newton）于1701年提出的牛顿冷却定律：
流体被加热时， Φ=h*A 流体被冷却时， Φ=h*A
(4)太阳光总投射比
通过玻璃、门窗或玻璃幕墙成为室内得热量的太阳辐射部分与透射到玻璃、门窗或玻璃幕墙构件上 的太阳辐射照度的比值。成为室内得热量的太阳辐射部分包括太阳辐射通过辐射透射的得热量和太 阳辐射被构建吸收再传人室内的得热量两部分。 单幅幕墙计算时SC=g/0.87
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（5）面板传热系数
指面板中部的传热系数，不考虑边缘的影响。 如玻璃传热系数，是指玻璃面板中部的传热系数
（3）幕墙玻璃（或其他镶嵌板）和框结合的线传热系数对应的边缘长度l.ψ应为 框与面板的接缝长度，并应取室内、室外接缝长度的较大值 （4）幕墙计算的边界和单元的划分应根据幕墙形式的不同而采用不同的方 式。
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计算环境边界条件
冬季标准计算条件应为：
夏季标准计算条件应为：
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遮阳系数、太阳光总投射比计算应采用夏季标准计算条件：