保溫層厚度的計算

保溫層厚度的計算[復(fù)制鏈接]勇者勝超級版主注冊時間2009-3-29最后登錄2010-12-4閱讀權(quán)限150推廣0個帖子1096威望2201點學(xué)幣4296個UID41#發(fā)表于2009-4-709:54|只看該作者|倒序瀏覽|打印1、保溫層厚度的計算公式

δ=3.14dwl.2λ1.35tl.75／ql.5(式1)

δ——保溫層厚度(mm)；

dw——管道的外徑(mm)：

λ一一保溫層的導(dǎo)熱系數(shù)(KJ／h?m?℃)；

t一一未保溫的管道的外表面的溫度(℃)：

q一一保溫后的允許熱損失(KJ／m?h)。

2、允許熱損

根據(jù)建設(shè)部2003年頒布的《全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施?給水排水》中的規(guī)定選取

參數(shù)確定

公稱管徑為：20、40、50的管道(鋼)其外徑分別為33.5mm、48mm、60mm

保溫層的導(dǎo)熱系數(shù)λ：1.1中已經(jīng)確定，未保溫的管道的外表面的溫度t：由于鋼的導(dǎo)熱系數(shù)很大，管道壁又薄，所以可以認(rèn)為管道的外表面的溫度和流體的溫度相等(誤差不超過0．2℃)

根據(jù)式——1計算的保溫層厚度如表4：

3．結(jié)果驗證和實際熱損

(1)模型的建立

如圖所示是包裹著保溫材料的管道的橫截面。設(shè)管道中的熱水溫度為t1，管道內(nèi)壁的溫度是t2，管道和保溫材料接觸處的溫度為t3，保溫材料外表面的溫度為t4，管道所處空間的溫度為t5：設(shè)管道的內(nèi)徑是r1外徑是r2，保溫材料的外徑是r3。

設(shè)管道材料的數(shù)為λ2，管內(nèi)熱水和管導(dǎo)熱系數(shù)為λ1，保溫材料導(dǎo)熱系外空氣與管壁間的對流換熱系數(shù)分別a1、a2。

由傳熱學(xué)公式可知，熱水通過管道壁和保溫層傳熱給空氣的過程總熱阻為

R=1／(2a1πr1)+(1nr2/r1)／2πλ1+(1nr3／r2)／2πλ2+l／2a2πr3

=R1十R2+R3+R4(式2)

式中：

R1——管內(nèi)對流換熱熱阻，R1=1／(2a1πr1);

R2——管壁導(dǎo)熱熱阻，R2=(1nr2／r1)／2πλ1;

R3——保溫層導(dǎo)熱熱阻，R3=(1nr3/r2)／2πλ2;

R4——保溫層外對流換熱熱阻，R4=1／2a3πr3.

q=(t1－t5)／(Rl+R2+R3+R4)(式3)

由于所計算的管道材料為鑄鐵、鋼或者銅，其導(dǎo)熱系數(shù)都很大，而且管道壁的厚度很小，所以其熱阻可以忽略，認(rèn)為其外壁溫度和其中熱水的溫度相等；同時，為了計算的簡便可以將R4忽略，這樣得出的結(jié)果將比實際的值偏大，但若在偏大的情況下能滿足表——3的要求，則精確的結(jié)果肯定也能滿足。

所以

q≈(tl－t5)／R3=(tl-t5)／(1nr3／r2)／2πλ2(式4)

(2)分區(qū)

在采用同一種保溫材料并且厚度也相同的條件下，如果環(huán)境的溫度不相同，管道的熱損是不一樣的。為了驗證所選用的保溫層是否符合使用要求，現(xiàn)根據(jù)一月份(全年溫度最低的月份)的平均氣溫的高低把全國劃分為五個區(qū)。

1月份平均氣溫不低于10℃的(A區(qū))：

臺灣、香港、澳門、海南、廣東、廣西、福建、云南：

1月份平均氣溫不低于0℃的(B區(qū))：

貴州、湖南、湖北、重慶、四川、江西、安徽、浙江、上海、江蘇：

1月份平均氣溫不低于-10℃的(C區(qū))：

河南、山東、山西、陜西、河北、北京、天津、寧夏、西藏東南部、甘肅南部、遼寧南部；

1月份平均氣溫不低于-20℃的(D區(qū))：

西藏、青海、新疆、甘肅北部、遼寧、吉林；

1月份平均氣溫不低于-30℃的(E區(qū))：

黑龍江、內(nèi)蒙古東北部、新疆北部

(3)計算結(jié)果驗證

將1．2．4中的結(jié)果用1．3．1中的(式4)與你所在區(qū)驗證。直埋熱水供熱管道保溫層厚度的設(shè)計計算2008-9-17分享到：QQ空間新浪微博開心網(wǎng)人人網(wǎng)摘要：在控制直埋熱水供熱管道外表面溫度計算保溫層厚度的基礎(chǔ)上，提出將植物根系的耐溫能力作為限制條件。以某保溫管道為例，計算了在限制條件下的保溫層厚度。關(guān)鍵詞：直埋熱水供熱管道；保溫層厚度；土壤溫度場；植物根系；土壤熱阻DesignCalculationofInsulatingLayerThicknessofDirectlyBuriedHot-waterHeat-supplyPipelineZHA0Xin-gang，XUJun-jie，WANGYu-suoAbstract：Basedonthecalculationofinsulatinglayerthicknessofdirectlyburiedhot-waterheat-supplypipelinebycontrollingitsexternalsurfacetemperature，itisputforwardthattheheat-resistantabilityofplantrootsystemshouldbeusedasaconstraintcondition.Theinsulatinglayerthicknessofaninsulatedpipelineundertheconstraintconditioniscalculated.Keywords：directlyburiedhot-waterheat-supplypipeline；insulatinglayerthickness；soiltemperaturefield；plantrootsystem；soilthermalresistance在計算直埋熱水供熱管道的保溫層厚度時，設(shè)計人員主要考慮的往往是保證保溫管外表面溫度低于50℃的限制條件[1～4]。直埋敷設(shè)與地上架空敷設(shè)的不同在于：地上架空敷設(shè)管道的散熱量可由空氣及時帶走，不會產(chǎn)生管道外熱量積聚的現(xiàn)象。而直埋敷設(shè)管道的散熱量需通過土壤才能傳至空氣，由于土壤熱阻遠大于空氣熱阻，因此會在管道周圍產(chǎn)生熱量積聚的現(xiàn)象。與地上架空敷設(shè)管道相比，直埋敷設(shè)管道外表面溫度明顯升高。加之土壤越干燥，熱阻越大。當(dāng)熱量積聚在土壤中時，土壤水分蒸發(fā)，使土壤越來越干燥，會進一步加劇熱量的積聚。熱量積聚不僅對供熱管道使用壽命不利，而且對周圍相鄰管道、植物存在影響。本文對直埋熱水供熱管道保溫層厚度的計算進行探討。1限制條件根據(jù)國外實驗數(shù)據(jù)，一般植物根系的生長在10℃以上比較活躍，在土壤溫度增至32℃時不斷伸長，當(dāng)土壤溫度高于32℃生長停止。一般而言，植物根系對高溫?fù)p傷的抵抗力較地上部分弱。因此，在計算直埋熱水供熱管道保溫層厚度時，僅保證管道外表面溫度低于50℃是不夠的。還應(yīng)保證地表以下0.5～1.0m范圍內(nèi)溫度低于30℃，以保護植物根系。2直埋熱水供熱管道溫度場計算模型供回水管道的布置見圖1。圖中h為供熱管道中心線距地面高度，單位為m；r為供回水管道中心線水平距離，單位為m；任意點距供水管道中心線的水平距離為x(單位為m)，距地面距離為y(單位為m)。任意點土壤溫度t的計算式為[5、6]：式中t——任意點土壤溫度，℃tsoi——管道中心線處土壤自然溫度，℃，取10℃qs——供水管道單位長度的熱損失，W/mλsoi——土壤的熱導(dǎo)率，W/(m·K)，取1.2～2.4W/(m·K)qr——回水管道單位長度的熱損失，W/mqs、qr的計算式為：式中ts——供水溫度，℃tsoi,s——土壤表面溫度，℃Rr——回水管道熱阻，m·K/WRsoi——土壤熱阻，m·K/Wtr——回水溫度，℃Ra——附加熱阻，m·K/WRs——供水管道熱阻，m·K/WRs、Rr、Rsoi、Ra的計算式為：式中λi——保溫材料的熱導(dǎo)率，W/(m·K)d——保溫管道外套管外徑，mdo——工作鋼管外徑，mH——管道的折算埋深，mtm——保溫材料的平均溫度，℃αsoi——土壤表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，W/(m2·K)，取12～15W/(m2·K)3計算分析①土壤熱導(dǎo)率的取值針對市政工程實際情況，普通砂質(zhì)土壤地層的土壤熱導(dǎo)率為1.0～2.4W/(m·K)，若土壤濕度較大，熱導(dǎo)率取較大值；若土壤比較干燥，取較小值。對于供熱管道周圍的土壤，由于長期受到管道散熱影響，土壤中水分蒸發(fā)，會進一步降低土壤的熱導(dǎo)率。因此，2.4W/(m·K)的上限值在供熱管道長時間運行的情況下是基本達不到的，一般取1.2～1.7W/(m·K)是比較合理的。在下一步計算中，土壤的熱導(dǎo)率取值為1.5W/(m·K)。由于土壤熱導(dǎo)率下降，若仍要滿足限制條件，要么采用保溫性能更好的材料，要么加大保溫層的厚度。由于采用性能更好的保溫材料會使保溫管道造價大幅增加，因此在這里只討論增加保溫層厚度這一切實可行的方法。②其他計算條件管道中心線處土壤自然溫度為10℃，土壤表面溫度為-3℃，土壤表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為10W/(m2·K)。③滿足限制條件的保溫層厚度計算滿足限制條件時不同管頂覆土深度下的保溫層厚度見表1。由表1可知，隨著管頂覆土深度不斷增加，保溫層厚度逐漸減小。管頂覆土深度達到2.1m時，保溫層厚度已減小到55mm，已小于常規(guī)保溫層厚度(58mm)。這說明，當(dāng)管頂覆土深度達到2.1m時，采用常規(guī)保溫層厚度的供熱管道就可滿足限制條件。但管頂覆土深度只有1.5m時，保溫層厚度為93mm,遠大于常規(guī)保溫層厚度。表1滿足限制條件時不同管頂覆土深度下的保溫層厚度管頂覆土深度/m保溫層厚度/mm供水管道表面溫度/℃回水管道表面溫度/℃地面以下1.0m處最高溫度/℃1.59328.3412.1327.121.68531.2913.5830.011.77834.2515.0430.001.87237.1616.4929.931.96640.3718.0929.942.06043.9319.8830.022.15547.3321.6030.014結(jié)論若僅以保證直埋熱水供熱管道表面溫度不高于50℃為限制條件，設(shè)計計算保溫層厚度是不夠的。應(yīng)保證地表以下0.5～1.0m范圍內(nèi)溫度低于30℃。參考文獻：[1]GB/T4272—1992，設(shè)備及管道保溫技術(shù)通則[S].[2]GB8175—87，設(shè)備及管道保溫設(shè)計導(dǎo)則[S].[3]賀平，孫剛.供熱工程(第3版)[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1993.[4]章熙民，任澤霈，梅飛鳴.傳熱學(xué)(第3版)[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1993.[5](蘇)約寧AA(著)，單文昌，尚雷(譯).供熱學(xué)[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1986.[6]楊良仲，張連鋼，曹寶軍，等.大管徑熱水直埋供熱管道保溫層厚度的計算[J].煤氣與熱力，2007，27(2)：70-72.

(本文作者：趙欣剛1徐軍杰1王玉鎖21.中國市政工程華北設(shè)計研究院天津300074；2.寶雞市熱力有限責(zé)任公司陜西寶雞721000)保溫層科技名詞定義中文名稱：保溫層英文名稱：lagging，heatinsulationlayer其他名稱：隔熱層定義：為防止和減少汽輪機的熱量向環(huán)境散失，在汽輪機及管道等外表面敷設(shè)的保溫材料層。應(yīng)用學(xué)科：電力（一級學(xué)科）；汽輪機、燃氣輪機（二級學(xué)科）以上內(nèi)容由全國科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會審定公布保溫層材料是導(dǎo)熱系數(shù)小的輕質(zhì)保溫材料，有的同時找坡構(gòu)成坡度。保溫層的厚度依當(dāng)?shù)貧夂蚝蛯κ覝氐囊蠖?。首先保溫層分?內(nèi)墻保溫和外墻保溫.如果您的房子是內(nèi)墻保溫的話,那您房子的建筑使用面積就會降底.也就是得房率底了.現(xiàn)在的開發(fā)商用的也少;外墻保溫是指,由保溫材料組成,在外保溫系統(tǒng)中起到保溫隔熱作用的構(gòu)造層.國家頒布的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，從2001年10月1日起規(guī)定，新規(guī)劃的樓盤必須強制做外墻保溫層.保溫層的主要作用就是起到房屋保溫,隔熱的作用.</CA>編輯本段最佳保溫層厚度我國寒冷地區(qū)的既有住宅建筑多屬磚混結(jié)構(gòu),建筑圍護結(jié)構(gòu)熱工性能差、墻體不保溫,造成了全年采暖空調(diào)能耗居高不下。改進建筑圍護結(jié)構(gòu)熱工性能是節(jié)能改造的關(guān)鍵,而外墻節(jié)能在建筑節(jié)能中占有非常重要的位置,本文采用生命周期法對北方地區(qū)的城市居民樓簡單的平屋頂住宅建筑進行能耗模擬,通過比較幾組具有不同厚度保溫層的負(fù)荷指標(biāo),分析了保溫層厚度對建筑負(fù)荷的影響,并確定了最佳的經(jīng)濟保溫層厚度。保溫層“經(jīng)濟厚度”的計算方法,不但考慮了傳熱基本原理,而且考慮了保溫材料的投資費用、能源價格、貸款利率、導(dǎo)熱系數(shù)等經(jīng)濟因素對保溫層厚度的影響。據(jù)生命周期分析法的原理，利用單位面積圍護結(jié)構(gòu)（僅考慮屋頂）的采暖總耗費的數(shù)學(xué)模型，得出了一個簡單的保溫層經(jīng)濟厚度的計算式。最后通過幾組數(shù)據(jù)進行驗證，并推廣為其他常見保溫材料的最佳保溫層厚度，進一步驗證所得結(jié)論的正確與合理性。目前，我國對房屋建筑的保溫隔熱性能提出了更高的要求，而目前很多城市居民樓尚且都還是簡單的平頂屋。外保溫是目前大力推廣的一種建筑保溫節(jié)能技術(shù)。外保溫與內(nèi)保溫相比，技術(shù)合理，有其明顯的優(yōu)越性，使用同樣規(guī)格、同樣尺寸和性能的保溫材料，外保溫比內(nèi)保溫的效果好。外保溫技術(shù)不僅適用于新建的結(jié)構(gòu)工程，也適用于舊樓改造，適用于范圍廣，技術(shù)含量高；外保溫包在主體結(jié)構(gòu)的外側(cè)，能夠保護主體結(jié)構(gòu)，延長建筑物的壽命；有效減少了建筑結(jié)構(gòu)的熱橋，增加建筑的有效空間；同時消除了冷凝，提高了居住的舒適度。根據(jù)一系列的節(jié)能政策、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)和強制性條文的指導(dǎo)下，我國住宅建設(shè)的節(jié)能工作不斷深入，節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)不斷提高，引進開發(fā)了許多新型的節(jié)能技術(shù)和材料，在住宅建筑中大力推廣使用。但我國目前的建筑節(jié)能水平，還遠低于發(fā)達國家，我國建筑單位面積能耗仍是氣候相近的發(fā)達國家的3倍~5倍。北方寒冷地區(qū)的建筑采暖能耗已占當(dāng)?shù)厝鐣芎牡?0%以上，且絕大部分都是采用火力發(fā)電和燃煤鍋爐，同時給環(huán)境帶來嚴(yán)重的污染。所以建筑節(jié)能還是本世紀(jì)我國建筑業(yè)的一個重要的課題。而同時墻體和屋頂作為建筑物的重要圍護物件,而其保溫層厚度又是決定于建筑保溫水平的重要參數(shù)，于是針對增強保溫性能和節(jié)省熱能損失和能源浪費，設(shè)計最佳保溫層厚度有著重要的意義。問題的重述屋頂由里向外的結(jié)構(gòu)是0.1(cm)涂料，1.5(cm)水泥砂漿20(cm)樓板，2(cm)水泥砂漿，珍珠巖保溫層，2(cm)水泥砂漿，1(cm)三氈四油防水材料。北方地區(qū)這樣的屋頂，夏季太陽日照下的表面溫度最高可以達到攝氏75度，冬季為攝氏零下40度。為了保持室內(nèi)有較好的舒適溫度，又不造成浪費，設(shè)計最佳保溫層厚度及選擇最佳保溫材料。模型假設(shè)a.假設(shè)研究對象為室內(nèi)空氣維持在設(shè)定適宜值的空調(diào)建筑。b.冬季建筑物采暖熱負(fù)荷包括圍護結(jié)構(gòu)的耗熱量和冷風(fēng)滲透的耗熱量，其中認(rèn)為冷風(fēng)滲透的耗熱量不直接影響圍護結(jié)構(gòu)的熱阻，而在計算保溫層最佳厚度時只考慮屋頂耗熱量的影響。c.假設(shè)屋頂結(jié)構(gòu)體及保溫層材料均勻，熱傳導(dǎo)系數(shù)是常數(shù)。d.室內(nèi)溫度和室外溫度保持不變，且熱傳導(dǎo)過程已處于穩(wěn)定狀態(tài)。e.室內(nèi)空氣與圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)表面之間允許溫度差攝氏4度，即在冬季平頂屋室內(nèi)空氣比內(nèi)墻壁高4攝氏度。f.北方地區(qū)屋頂，夏季太陽日照下的表面溫度最高達攝氏75度，冬季為攝氏零下40度。建立模型模型中使用的主要參數(shù)說明Q單位面積的透過屋頂損失的熱量，W/m2K圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)，W/（m2?℃）ΔT室內(nèi)外溫差，℃。Qn年采暖耗熱量，J/m2HDD采暖度日數(shù)，℃?dRi由里到外屋頂結(jié)構(gòu)材料的傳熱阻，m2?K/WR保溫層的熱阻，m2?K/Wdi由里到外屋頂結(jié)構(gòu)材料的厚度，md保溫層的厚度i材料各層的導(dǎo)熱系數(shù)，W?m/Kλ保溫層的導(dǎo)熱系數(shù)，W?m/KW單位面積年采暖總費用，￥/m2；WT單位面積保溫層的投資費用，￥/m2；WN單位面積年采暖耗熱費用WY單位面積采暖年運行費用，￥/m2?aPWF貼現(xiàn)系數(shù)i銀行利潤I現(xiàn)貼率g通貨膨脹率N使用年限P單位體積保溫材料的造價C單位時間的電價,￥/hH空調(diào)單位面積單位時間的發(fā)熱量,J/hη采暖系統(tǒng)的總效率Vi采暖或降暖日數(shù)，d有關(guān)概念的定義（1）厚度為d的均勻介質(zhì)，兩側(cè)溫度差為ΔT，則單位時間由溫度高的一側(cè)向溫度低的一側(cè)通過單位面積的熱量Q與ΔT成正比，即：Q=kΔT,k為熱傳導(dǎo)系數(shù)，其中k=,R為介質(zhì)的傳熱阻（2）PWF－貼現(xiàn)系數(shù)（PresentWorthFactor），是把今后某一日期收到或支付的款項，折算為現(xiàn)值的過程。一元資金在不同時期的現(xiàn)值，叫做貼現(xiàn)系數(shù)，即將資金的將來值折算成現(xiàn)值。（3）所謂采暖度日數(shù)HDD(HeatingDegreeDays)是指一段時間(月、季或年)日平均溫度低于65°F(18.3°C)的累積度數(shù)。如果日平均溫度高于65°F,那么這一天無采暖度日數(shù)。問題的分析屋頂是建筑物的重要圍護結(jié)構(gòu),為確保其保持室溫,減少熱損的功能.尤其是在嚴(yán)寒地區(qū),在保證寒冷地區(qū)冬季室內(nèi)氣溫達到應(yīng)有的標(biāo)準(zhǔn)的情況下，還需把其采暖費用作為重要考慮因素。保溫層厚度是決定建筑保溫水平的重要參數(shù)。一般隨著保溫層厚度的增加，圍護結(jié)構(gòu)的絕熱性能提高，從而降低建筑負(fù)荷，采暖設(shè)備造價和采暖系統(tǒng)運行費用也相應(yīng)降低；但同時，圍護結(jié)構(gòu)的建造費用也相應(yīng)增加，因此，一定存在某一特定的保溫層厚度，即經(jīng)濟厚度d，使建筑物總費用（建造費用和經(jīng)營費用之和）最小。于是考慮建立關(guān)于總費用W的目標(biāo)函數(shù)，其包括保溫層的投資費用和采暖耗熱費用，其中對于采暖好熱費用，考慮經(jīng)濟和節(jié)能，采用生命周期法，建立節(jié)能建筑設(shè)計的數(shù)學(xué)模型。建立關(guān)于保溫層厚度d的關(guān)系式，得到計算經(jīng)濟厚度的關(guān)系，使得目標(biāo)函數(shù)W最小，對應(yīng)的即為最佳厚度d。由此得到最佳保溫厚度，變換保溫材料時只需替代導(dǎo)熱系數(shù)，結(jié)合數(shù)據(jù)得到最佳保溫材料。模型的建立在我們建立的模型中目標(biāo)函數(shù)的總費用分兩部分，即單位面積保溫層的投資費用WT和單位面積采暖耗熱費用WN。WT的確定已知單位體積保溫層的造價P（包括保溫材料費用，運輸費用，施工費用，施工管理費用等），易得其中d為保溫層的厚度（1）年采暖耗熱量費用圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)K根據(jù)公式概念有，（2）其中Ri為圍護結(jié)構(gòu)建筑材料的傳熱阻，R為保溫層的傳熱阻。且易知R及Ri可由公式算得，其中d為材料的厚度，為材料的導(dǎo)熱系數(shù)。采暖度日數(shù)HDD根據(jù)概念，為優(yōu)化計算，冬季采暖度日數(shù)取為HDD20，即在一段時間的采暖日時間內(nèi)平均溫度低于20°C的累積度數(shù)。而在夏季降暖日數(shù)取為HDD25，即在一段時間內(nèi)的降暖時間內(nèi)高于25°C的累積度數(shù)，或者說如果日平均溫度底于25°C,那么這一天無降暖度日數(shù)。實際上也認(rèn)為20°C與25°C分別為室內(nèi)冬夏兩季的適應(yīng)溫度。對于采暖（降暖）度日數(shù)的計算方法有：采用HDD=ΔT/2*V，即取使室內(nèi)達到適宜溫度時最高溫差的一半作為采暖（降暖）時間內(nèi)的平均溫差，其中ΔT為屋頂外表面的最低溫度（最高溫度）與室內(nèi)冬季（夏季）適宜溫度的差。V為采暖（降暖）總?cè)諗?shù)。于是設(shè)屋頂外表面冬季最底溫度為T1℃，夏季最高溫度為T2℃，采暖日數(shù)為V1，降暖日數(shù)為V2，則有：HDD20=（20-T1）/2*V1（3）HDD25=（T2-25）/2*V2（4）貼系數(shù)的確定若g＝i，PWF＝（1+i）-1；若g＜i，則I＝（i－g）/（1+g）；若g＞i，則I＝（g－i）/（1+i）；則有PWF＝[1-(1+I)-N]/I（5）單位面積年熱損失Qn單位面積年熱損失用采暖度日數(shù)計算，一年分夏冬兩個季節(jié)（6）=3.4.6單位面積采暖年運行費用WYWY=（7）3.4.7單位面積年采暖耗熱費用（8）綜合（1）至（8）則有：（9）且如前所述，建筑采暖總費用W存在一個最小值d，其對應(yīng)的厚度值即為所求最佳厚度d.對W關(guān)于d求導(dǎo)數(shù)，有，求得（10）模型實例珍珠巖保溫層的最佳厚度計算以北方城市居民平頂屋住房為例，夏季取屋頂表面溫度最高達攝氏75度，冬季為攝氏零下40度。在計算中選用格力KFR-26GW/K(2658)D-N5空調(diào)，其參數(shù):功率：1P／制冷量：2600W。經(jīng)換算得格力空調(diào)單位面積單位時間的發(fā)熱量為H=0.72J/h。電價來源于長春供電局：C=0.47元/kWh。依據(jù)2007年的貸款利率為i＝7.83%，通貨膨脹率為g＝4.8%，設(shè)定使用年限N＝10.經(jīng)計算可得：貼現(xiàn)系數(shù)PWF=8.58。認(rèn)為年采暖日數(shù)為4個月，降暖日數(shù)為2個月，即有V1=120,V2=60，（單位：天）。采用珍珠巖保溫層，其導(dǎo)熱系數(shù)在0.047-0.054（單位：w/m.k）之間，且造價為：186元/立方米，假定取。取采（降）暖系統(tǒng)的總效率。表一：屋頂圍護結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱系數(shù)，W?m/K厚度mm傳熱阻m2?K/W圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)涂料0．041100.024水泥砂漿0.930150.016樓板0.1742001.15三氈四油防水材料0.668100.014珍珠巖保溫層0.054————圖一：珍珠巖保溫層d與采暖總費用W關(guān)系在建筑采暖過程中，實際上保溫層的投資費用WT隨保溫層厚度d的增加呈線性增大，而年采暖（降暖）所用耗熱費用WN與保溫層厚度d之間是非線性關(guān)系，開始隨d增大而迅速降低，當(dāng)d達到一定值時，WN變得平緩，從而導(dǎo)致單位面積年采暖總費用W隨著d的增加，先是減小而后增長，在d＝28.15mm時取得最小值，即為滿足（10）式的珍珠巖最佳保溫層厚度。此計算也同樣適于其他保溫材料最佳保溫厚度的確定，在后文將作詳細說明。不同材料的保溫層最佳厚度的比較分析各常見保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)及單位造價，及計算所得最佳厚度和年采暖費用如下表二：保溫層材料導(dǎo)熱系數(shù)，W?m/K單位造價，元/立方米最佳厚度，mm單位面積年采（降）暖總費用，元聚氨酯泡沫0.0205809.7011266.00珍珠巖保溫層0.05418628.1510484.15苯板0.04730020.6812419.24擠塑板0.02543012.598934.74聚氨酯保溫板0.02832015.468158.05聚乙烯PEF0.03832018.009501.77圖二：不同材料保溫層的最佳厚度實際上保溫效果：聚氨酯泡沫最好，擠塑板次之，苯板最差；耐冷熱性能：聚氨酯泡沫最好，擠塑板次之，苯板最差；吸水率（性）：擠塑板最低，聚氨酯次之，苯板最易吸水；使用壽命：聚氨酯泡沫最長，擠塑板次之，苯板最差；價格：聚氨酯泡沫最高，擠塑板次之，苯板最低；聚氨酯現(xiàn)場發(fā)泡（噴涂）可直接現(xiàn)場噴涂