麻烦化工高手帮个忙!传热系数对传热效果有什么影响!

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麻烦化工高手帮个忙!
传热系数对传热效果有什么影响!

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在北方严寒冬季,外墙内表面的温度低于室内空气露点温度时,外墙的内表面就产生结露引发内墙面长霉现象.这种现象不但会影响人们舒适和健康,同时也造成室内用具及房屋结构损坏.
1 理论传热系数验算
要解决外墙内表面结露问题,必须选择传热系数小、足够厚的外围护结构,使它的内表面温度不会太低,保证它的表面不产生凝结水,即外墙的传热系数K值小于当地冬季传热系数的最大值Kmax.外墙的传热系数K值大小与外墙厚度以及外墙采用的材料等有直接关系.
K=1／〔1／αβ+∑(δ／λ)+1／αH〕
(1)
式中：αβ为感热系数；λ为导热系数；δ为墙厚；αH为散热系数.
Kmax=αβ×〔tβ-(τ+1.5)〕／(tβ-tH)
以沈阳地区为例,冬季室内采暖最低温度(tβ)16℃,室外最低温度(tH)-33℃,感热系数αβ取7.5,在室内的相对湿度50%,室内温度为16℃,结露温度τ=6℃,可得出Kmax=1.51W/(m2.K)
2 外围护结构采用粘土砖法
2.1 370mm厚粘土砖外墙传热系数验算
现阶段沈阳地区外墙大部分采用370mm厚粘土砖墙,内墙面抹20mm厚混合砂浆,外墙面抹20mm厚水泥砂浆或水刷石,它的传热系数如下：
(1)没有圈梁、构造柱部位墙体 按公式(1)计算,K1=1.51W／(m2.K)
(2)有圈梁、构造柱部位墙体 按公式(1)计算,K2=1.94W/(m2.K)
以上得知采用370mm厚粘土砖墙传热系数与该地区传热系数的最大值相等,刚满足不结露最低条件；如果室内温度低于16℃时,外墙内表面即产生结露现象,而圈梁和构造柱处的传热系数大于该地区传热系数最大值,从而给外墙内表面结露引发的长霉现象埋下隐患.
我们在实际调查中也发现当外墙采用370mm厚粘土砖墙,外墙内表面结露引发长霉部位首先是从圈梁和构造柱部位开始,逐渐向墙面其它部位扩散.由此可见外墙采用370mm厚粘土砖墙只能满足结构强度要求,不能保证外墙内表面结露保温要求.
2.2 490mm厚粘土砖外墙传热系数验算
当外墙采用490mm厚粘土砖时,经验算传热系数,没有圈梁、构造柱部位K1=1.236W/(m2.K),有圈梁、构造柱部位K2=1.51W/(m2.K),K1,K2 虽然采用加厚外墙是解决结露问题简而易行的方法,但增加外墙厚度室内的使用面积会相应的减少,同时整体建筑物重量也增加,地基的承载能力也必须相应的提高,整个工程造价也相应需要提高.
3 外围护结构采用复合材料法
3.1 外墙砌筑时采用夹填聚苯板法
以墙体外侧采用240mm粘土砖墙,中间夹50mm厚聚苯板,内侧采用120mm粘土砖墙,内抹20mm厚混合砂浆,外抹20mm厚水泥砂浆为例进行传热系数验算,没有圈梁、构造柱部位K1=0.55W/(m2.K),满足条件；有圈梁、构造柱部位K2=1.85W/(m2.K)不满足条件,同时施工操作麻烦,墙体整体性差,结露问题没有得到解决.
3.2 在外墙内表面喷聚氨酯硬泡沫法
3.2.1 外墙构造
以外墙采用370mm厚粘土砖,内墙面喷25mm厚聚氨酯硬泡沫保温材料,内墙面抹20mm厚混合砂浆,外墙面抹20mm厚水泥砂浆(见图1)为例进行传热系数验算均满足不结露条件,保温性能好,强度高,附着力强,由于采用现场施工,整体墙面密封性好,操作简单.
图1 外墙构造示意
3.2.2 施工方法
①将墙面上的洞口堵好,浮灰用条帚清扫干净.
②将聚氨酯稀释调配好装入喷枪内,用空气压缩机作为动力.准备工作完成后即可施工,其厚度可采用挂线进行控制,喷聚氨酯泡沫24h后,即可进行下一道工序施工.
③在喷聚氨酯泡沫墙上,喷按比例调配水泥灰浆(由水泥、EC胶、水组成),干后,即可进行内墙面粉饰.
④内墙面粉饰材料可以用混合砂浆、水泥砂浆,也可进行大理石镶贴.
3.2.3 传热系数验算
没有圈梁、构造柱部位墙体K1=0.523W/(m2.K)；有圈梁、构造柱部位墙体：K2=0.558W/(m2.K),K1、K2 由于实际传热系数小于理论计算的最大值,也小于以上两种方法的传热系数,因此采用内墙喷25mm厚聚氨酯泡沫方法不但解决防结露,而且能减少室内热损耗,具有保温节能效果.
4 效益分析及工程实例
4.1 效益分析 以层高2.7m为例,为保证内墙面不结露,采用上述不同材料保温,经济分析如表1所示.
表1 外墙采用不同材料保温作法经济分析
采用方法 每延米
费用
(元／m) 优点 缺点 面积增减的
影响(以1800
元／m2计)
(元) 综合分析
(元)
490mm砖墙 55.73 一次性投资少 减少有效面积
基础需加大 减少收入
216 减少收入
271.73
240mm砖墙+
50mm聚苯板
+120mm砖墙 57.2 室内面积增加
保温性能较好 圈梁、构造柱部
位结露未解决 增加收入
126元 增加收入
68.8
370mm砖墙+
25mm厚聚氨酯泡沫保温材料 81 室内面积增加
保温性能最好
节能后期效果好 一次性投资较大 增加收入
180元 增加收入
99
4.2 工程实例 沈阳宏信大厦,建筑面积27277m2,框剪结构,地下2层,地上22层.该大厦外墙内表面采用喷聚氨酯泡沫保温材料,并在聚氨酯泡沫上抹水泥砂浆、混合砂浆、镶贴大理石.经3年多检验墙面无空鼓龟裂现象,不但防止结露现象,而且保温节能

传热系数是材料本身传热能力的体现，在同样的温度差下，传热系数高的材料，能传导的热量就多，也就是传热效果更好。

传热系数与材料的组成结构、密度、含水率、温度等因素有关。非晶体结构、密度较低的材料，导热系数较小。材料的含水率、温度较低时，导热系数较小。 通常把导热系数较低的材料称为保温材料(我国国家标准规定，凡平均温度不高于350℃时导热系数不大于0.12W/(m·K)的材料称为保温材料），而把导热系数在0.05瓦/米摄氏度以下的材料称为高效保温材料。 导热系数高的物质有优良的导热性能。在热流密度和厚...

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传热系数与材料的组成结构、密度、含水率、温度等因素有关。非晶体结构、密度较低的材料，导热系数较小。材料的含水率、温度较低时，导热系数较小。 通常把导热系数较低的材料称为保温材料(我国国家标准规定，凡平均温度不高于350℃时导热系数不大于0.12W/(m·K)的材料称为保温材料），而把导热系数在0.05瓦/米摄氏度以下的材料称为高效保温材料。 导热系数高的物质有优良的导热性能。在热流密度和厚度相同时，物质高温侧壁面与低温侧壁面间的温度差，随导热系数增大而减小。锅炉炉管在未结水垢时，由于钢的导热系数高，钢管的内外壁温差不大。而钢管内壁温度又与管中水温接近，因此，管壁温度（内外壁温度平均值）不会很高。但当炉管内壁结水垢时，由于水垢的导热系数很小，水垢内外侧温差随水垢厚度增大而迅速增大，从而把管壁金属温度迅速抬高。当水垢厚度达到相当大（一般为1~3毫米）后，会使炉管管壁温度超过允许值，造成炉管过热损坏。 对锅炉炉墙及管道的保温材料来讲，则要求导热系数越低越好。一般常把导热系数小于0.8mW/(m·℃)。的材料称为保温材料。例如石棉、珍珠岩等

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