房屋隔热.ppt888(1)

1、 房屋保暖的开支通常较大，特别是近年来世界性的燃 料价格上涨更加突出了这一问题。尽可能使房屋保暖是重 要的，然而热量往往从墙、窗、屋顶散失。房屋中损失的 热量中，30%是通过墙壁散失的，另外25%通过屋顶散失， 还有10%从窗口散失。人们用隔热的方法来减少热量的散 失，用于房屋保暖的燃料消耗也就相对减少。通常，在新 建房屋时对屋顶都采取了一定的隔热措施如使用有一定间 隙的双层玻璃，用聚苯乙烯塑料球或尿素甲醛等化学物质 填补墙上的空隙，等等。 人们利用填充隔热墙、双层玻璃窗这两项措施来减少 保暖的花费。我们要解决的问题是，根据同样的费用所产 生的效果相比，那一项措施更好一些；如果只有能力采取 其

2、中一项措施，从投资回收的角度来考虑到底选用哪个措 施更好. 房屋隔热经济效益核算问题房屋隔热经济效益核算问题 问题分析 为比较填充隔热墙和双层玻璃窗这两个房屋隔 热措施的经济效果，需考虑问题的两个不同的方 面，即热散失的物理机理和涉及的经济效益。 首先，找出与这两个方面有关的一些主要因素， 与热散失有关的因素：室内温度，室外温度，对 流，辐射，墙面积，窗面积，墙和窗的厚度，隔 热节省的热量等。经济效益分析需考虑的因素： 隔热措施的费用，从银行贷款支付的利息，燃料 花费，双层窗的不同品种，通货膨胀等。还有其 他的一些因素如：舒适性，美观性等。 模型假设 （1）辐射的影响是可以忽略的； （2）热量

3、散失不随时间而改变，即达到了稳 定状态； （3）热量散失是均匀的，不随墙或窗的位置 而改变。 2符号说明 Q为单位时间内通过单位面积传输的热量； QB、QG分别表示单位时间通过单位面积的墙或单层窗散 失的热量； h1和h2为对流传热系数，它们的值与墙或窗材料的表面 性质以及空气流动的速度有关； hc为玻璃空隙的对流传热系数，与空隙的大小有关。 k为热传导系数； a为墙或窗的厚度； U=1/1/h1+a/k+1/h2为综合传热系数； UW、US表示墙和单层玻璃的综合传热系数； Ud为双层窗的综合传热系数。 品种 综合传热系数 （W/ (.)） 品种 综合传热系数 （W/(.)） 实心砖墙1.92

4、单层玻璃窗US（6）6.41 空心砖墙UN0.873双层玻璃窗Ud1.27 填充隔热墙UI0.50 AG和AB表示玻璃窗或外墙的总面积； HG和HB表示双层窗和填充隔热墙单位时间节省的热量； CG和CB为采用双层玻璃窗和填充隔热墙所需费用，是采取隔 热措施的一次性支出； SG和SB分别为双层玻璃窗和填充隔热墙单位时间节省的费用； PG和PB分别表示双层窗和填充墙的投资回收期，即通过投资 所产生效益回收投资所需的时间； C表示单位热量的费用； 下表列出了几种墙和窗的综合传热系数： 模型建立与求解 1、 热量散失的机理模型 图1为热量通过墙或窗传输的物理过程示意图，其中变量T表示温度，单 位为，T

5、I和TO分别表示室内温度和户外温度，T1和T2分别表示内侧或 外侧墙（或窗）面的温度，Q表示单位时间通过单位面积散失的热量，以 J为单位。在图1描述的过程中，室内邻接墙面的薄层和室外邻近墙面的 薄层中由于空气的运动引起对流，分别导致温度下降TIT1和T2TO。 又由于固体分子的相互碰撞引起热传导，两表面之间温度下降T1T2。 在墙或窗的内外表面有如下物体表面薄层空气对流传热公式 成立： Q=h1(TIT1) Q=h2(T2TO) 而墙或窗两侧的温差T1T2引起的热传导为Q=k/a（T1 T2）； 对三式求解，消去T1和T2得： 1/ h1+a/k+1/ h2Q= TITO 那么 Q=U（TIT

6、O）； QB=UW(TITO)； QG =US(TITO)。 对于厚度为a的双层玻璃窗有： Q=Ud(TITO)，其中Ud=1/1/h1+2a/k+1/hc+1/h2. 可以得到，用双层玻璃窗的综合传热系数比用两倍厚的玻璃 做成的单层窗的综合传热系数小，从而由于散失的热量少 而达到隔热的效果。 2、采用隔热措施节省的热量及费用分析 用双层窗取代单层窗节省的热量为 HG=USAG(TITO)UdAG(TITO)； 用填充隔热墙代替普通墙节省的热量为 HB=UNAB(TITO)UIAB(TITO). 而双层玻璃窗和填充隔热墙单位时间节省 的费用SG和SB： SG = CHG SB = CHB 3、

7、费用-效益决策模型 为了在两种隔热措施中做出选择，必须进行费 用效益分析。 引入投资回收期的概念，即通过投资产生效益 回收投资所需的时间，但单位时间由于隔热节 省燃料产生的效益为SG,通过CG/SG时间节约燃 料的收益就抵消了双层窗的投资，投资的费用 就收回了。 双层窗和填充墙的投资回收期PG和PB分别为 PG=CGSG PB= CBSB 那么，利用以下准则来决定采用哪一种隔热措施： 若PGPB1，即填充墙投资回收快，采用填充墙较 好；若PGPB1，即双层窗投资回收快，则采用双 层窗措施较好。 PGPB=( CGCB)*(SBSG) = CGAB(UNUI)CBAG(USUd) =0.0726

8、CGABCBAG 那么此式不包含室内外的温度差以及燃料的价格， 因此，燃料价格的上涨和下跌并不影响我们的决策。 4模型改进与讨论 这一模型可作一些改进，主要基于一些非 经济因素而考虑对决策准则进行适当的修 改。例如，采用PGPB2作为采用双层 玻璃窗的决策准则，那么表1中的请工程 队在旧窗上加装双层玻璃，自行加装双层 玻璃，自装双层玻璃并密封三种采用双层 窗措施都是可行的。但这一决策准则只是 粗略的对几种措施进行评估，具体所需计 算的节省费用等其他效益问题也可作为模 型背景进行求解。 现对采用填充何种气体的双层玻璃窗进行分析，主要利 用双层玻璃窗和厚度等于两层玻璃的单层玻璃所散失的 热量进行比

9、较： d为单层玻璃厚度； k1 =410-3-810-3J/cmskwh，为玻璃热传导系 数； k2为双层玻璃填充气体的热传导系数； 气体的填充厚度为l，则h=ld，从节能和实用的角度考 虑，h=4为最合适； 双层玻璃散失热量Q1=k1(TITO)d(s+2)，其中， s=hk1k2； 厚度为2d的单层玻璃窗散失热量Q2=k1(TITO) 2d； 双层玻璃与单层玻璃热传导比值Q1Q2程序： k1=0.004; d=1; t2=30; t1=20; n=1; q2=k1*(t1-t2)/2*d); for k2=0.0001:0.0001:0.004 h=4 s=h*(k1/k2) q1=(k1*(t1-t2)/(d*(s+2) f(n)=q1/q2 n=n+1 end k2=0.0001:0.0001:0.004 plot(k2,f) 横向坐标为k2，纵向坐标为Q1/Q2： 可以看出，通过改变k2的值，Q1/Q2与k2几乎成