居民屋顶保温层厚度_附件.doc

摘 要cm 。这样一来，既能保证舒适的室温又能保证经济性最好。同时进行模型的改进，分析了其它几种保温层材料及其最佳厚度。 对于保温层厚度的得出，首先对传热原理进行了分析，并给出了热损失的计算式。然后，引入采暖费用和建造费用，建立了关于采暖总费用与厚度关系的数学模型。通过分析可知，随着保温层厚度的增加，采暖费用会随之降低，而建造费用却随之增加。因而从经济和节能两方面对厚度加以限制，并最终算得了最佳保温层厚度。 对结果进行分析，发现随着保温层厚度的增加，年采暖总费用呈现先减小后增大的趋势。对此，利用MATLAB软件做出了总费用与厚度的关系曲线图。由图可知，当费用最小时，相对应的厚度即为最佳保温层厚度。 对模型进行实际应用时，通过变换材料的导热系数，得出了不同材料的最佳厚度（如表1所示），同时对不同材料的保温性能做了简要分析。 表1 几种首选保温材料及其最佳厚度 保温层材料名称 聚氨酯泡沫珍珠岩保温层 聚氨酯保温板 硅酸盐保温板复合建筑节能保温板 传导过程无热量损失无其他外界的条件影响即是不考虑 人为破坏 材料有问题等室内有较好的舒适温度 单位面积的透过屋顶损失的热量 (W·s)/ m2 围护结构的传热系数， W/（m2·K）； 室内外温差，； ℃ 年采暖耗热量，； J/m2 采暖度日数， ℃·d； 空调度日数， ℃·d； 单位面积由里到外各结构材料的传热阻， m2·K/W； 单位面积保温层的热阻 m2·K/W； 由里到外屋顶结构材料的厚度 m ； 保温层的厚度 m； 单位面积各结构材料的导热系数, W/(K·m ) ； 单位面积保温层的导热系数 W/(K·m )； 单位面积年采暖总费用 ￥/ m2； 单位面积保温层的投资费用 ￥/ m2； 单位面积年采暖耗热费用 ￥/ m2； 单位面积采暖年运行费用 ￥/ m2； 贴现系数； 单位体积保温材料的造价 ￥/ m3； 单位重量的煤价 ￥/kg； 单位时间的电价 ￥/h ； 单位重量煤的发热量 kJ/kg； 空调单位面积单位时间的发热量 J/h； 冬季采暖系统的总效率 夏季制冷系统的总效率 4．模型的建立： 4.1相关概念及公式 1. 导热系数与热阻 在传热学中,导热系数物质导热能力，在数值上等于单位导热面积单位温度梯度在单位时间内的导热量单位。 热阻是反映阻止热量传递能力的综合参量 其中，d为材料的厚度，为材料的导热系数。 2. 采暖度日数 HDD与空调度日数CDD 根据《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》18℃时，将低于18℃的度数乘以l天，并将此乘积累加得到的累积度数为采暖度日数（HDD）。 同样，将日平均温度高于26℃的累积度数称为空调度日数(CDD)。 取使室内达到适宜温度时最高温差的一半作为采暖时间内的平均温差，得到采暖（空调）度日数的计算公式为 式中，为屋顶外表面的最低温度（最高温度）与室内冬季（夏季）适宜温度的差值；为采暖（降暖）总日数。 本题中，设屋顶外表面冬季最低温度为（℃），夏季最高温度为（℃），采暖日数为，降暖日数为，则有 4.2热损失计算和推导 在日照情况下，考虑屋顶表面温度不同地方温差不是很大，可看做垂直照射屋顶。 1. 单位面积热损失单位面积换热量Q成正比，即 式中，Q为单位面积的耗热量为介质两侧的温差；K为传热系数。 在本题中，围护结构的传热系数K为 式中，为围护结构建筑材料的传热阻；为保温层的传热阻。 2. 单位面积年热损失 其中，为年采暖耗热量为时间；和分别代表冬、夏两季室内最适宜温度为18℃和26℃ 时的采暖（空调）度日数。（根据相关标准，也把18℃与26℃分别作为室内冬、夏两季的最适宜温度。） 对于的计算 (秒/天) 因此得到 4.3单位面积年采暖总费用PWF的确定 贴现系数(PWF)是指把今后某一日期收到或支付的款项，折算为当今的现值。贴现系数的确定方法 ； 若，则； 若，则； 则有． 式中，j为银行利率；g通货膨胀率%）；N使用年限；I贴现率2. 单位面积年采暖总费用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 式中单位面积年采暖总费用；单位面积保温层的投资费用；单位面积年采暖耗热费用保温层的投资费用 式中为单位体积保温材料的造价；保温层厚度 采暖所用耗热量的费用 式中为单位面积采暖年运行费用采暖年运行费用 式中；采暖系统的总效率 式中，为室外管网输送效率锅炉的运行效率取0.9，=0