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精鋼覆膜瓦與普通彩鋼瓦通過熱傳導方式損失能量對比分析

发布日期:2018-09-11 12:21

 

一般熱傳遞在建築物熱量交換中表現爲三種方式:傳導熱+對流熱<25%,輻射熱>75%。本次估算對比分析主要是根據精鋼覆膜瓦普通彩鋼瓦的導熱系數,估算由傳導方式産生的不同熱損失。


一、精鋼覆膜瓦基本情况介绍:
1、精鋼覆膜瓦基本结构为0.5mm镀锌钢板正反两面复合防腐隔热复合材料,总厚度0.67mm。
2、精鋼覆膜瓦目前实测导热系数λ是2.93W/m•K(即 W/m•℃);普通彩鋼瓦导热系数λ为40W/m•℃。普通彩鋼瓦厚度假设为0.55mm,单位面积的热阻计算公式R= δ/λ:
精鋼覆膜瓦的R=0.67/1000/2.93=0.0002287K/W;彩鋼瓦的R=0.55/1000/40=0.0000137K/W。
 
二、屋面和牆體散熱(或散冷)損失估算。按公式:Q=qF
其中:Q —— 单位时间内屋面和墙体的散热(或散冷)损失量,kw/h
q —— 单位面积屋面和墙体散热(或散冷)损失量,kw/m2
F —— 屋面和墙体面积,m2
 
单位面积屋面或墙体的散热(或散冷)损失取决于室外温度、周围环境温度、环境风速及室外屋顶和墙体表面黑度几个因素,其中以室外屋顶和墙体表面温度與室内温度之差影响最大。而在没有空调的情况下,室内温度是由室外屋顶和墙体表面温度及撲克王app和隔热墙体的热阻决定的,也與周围环境温度、风速有关。
 
三、精鋼覆膜瓦保温效果與普通彩鋼瓦的保温效果分析,是按照室外温度與风速等自然条件相同的情况下,进行估算对比的。本次对比先不考虑风速,按同等室外环境温度,对比精鋼覆膜瓦與普通彩鋼瓦本身的热阻效果。
墙体热阻的计算方法與屋面相同,为避免混淆,另外再作估算。
 
四、根據傳導傳熱的基本方程式----傅立葉定律:
在一质量均匀的平板内,当t1 > t2时,热量以导热方式通过物体,从t1向t2方向传递。
取热流方向微分长度dn,在dt的瞬时传递的热量为Q,实验证明,单位时间内通过平板传导的热量與温度梯度和传热面积成正比,即:
dQ∝dA·dt/dn …….(1) 写成等式为: dQ=-λdA·dt/dn……...(2)式中 Q-----导热速率,w; A------导热面积,m2; dt/dn-----温度梯度,K(℃)/m; λ------比例系数,称为导热系数,w/m·K(℃); 由于温度梯度的方向指向温度升高的方向,而热流方向與之相反,故在式(2)乘一负号。式(2)称为导热基本方程式,也称为傅立叶定律,对于稳定导热和不稳定导热均适用。
将精鋼覆膜瓦看作是一个“均质的面积很大的单层平面壁组合”,厚度为δ,平壁内的温度只沿垂直于壁面的x方向变化,在稳定导热时,导热速率Q不随时间变化,传热面积A和导热系数λ也是常量,则傅立叶公式可简化为:
Q=-λA(dt/dx) 将此式积分,当x=0,t=t1;x=δ时,t=t2,积分结果为:
Q=λA[(t1-t2)/δ]……(3) 若改写成传热速率方程的一般形式,则有:Q=(t1-t2)/ [δ/(λA)] =?t/R…...(4)
式中,δ-----平面壁的厚度,m;△t-----平壁两侧温度差,即导热推动力,K(℃);R= δ/(λA)------导热热阻,K/W
此式说明:平面壁的导热速率,與推动力△t成正比,與热阻成反比。
 
五、估算对比:本估算以室内温度保持t2=20℃为基准,根据不同的室外温度,分别计算出每平方米屋面、每秒钟的热或冷量损失(KW)。用撲克王app的热损减去普通彩鋼瓦的热损,得出单位面积、单位时间节省的能量。
由计算结果对比可得:彩鋼瓦的热损是精鋼覆膜瓦的16.6倍。
精鋼覆膜瓦实际结构共有6层,理论上应该分层计算其传热量。为简化计算,现按照总的导热系数,λ=2.93W/m•℃;普通瓦的λ=40W/m•℃;故都将其视为单层进行估算,精鋼覆膜瓦厚度δ=0.67mm;彩鋼瓦厚度0.55mm进行对比。
 

材料 熱量或
冷量損耗
室外温度: t1 单位:℃
-5 0 5 10 15 20 25 30 35
精鋼覆膜瓦 能耗KW 109.3 87.5 65.6 43.7 21.9 0.0 21.9 43.7 65.6
普通瓦 能耗KW 1818.2 1454.5 1090.9 727.3 363.6 0.0 363.6 727.3 1090.9
節能 能量KW 1708.9 1367.1 1025.3 683.5 341.8 0.0 341.8 683.5 1025.3
 
六、按理论推算出的热阻,估算出的撲克王app在单位时间、单位面积能量损耗如下(關鍵影響因素是導熱系數值
室外温度: t1 ℃ -5 0 5 10 15 20 25 30 35
精鋼覆膜瓦能耗 KW 7.36 5.89 4.41 2.94 1.47 0.00 1.47 2.94 4.41

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