标准规范下载简介
GBT 20311-2021 建筑构件和建筑单元 热阻和传热系数 计算方法.pdf热系数或热阻值（见6.7
表B.3使用简化方法的条件（见5.2）
表B.4简化算法最大误差评估的要求（见6.7.2
表B.5特定边界条件的热阻（见6.8
内蒙古自治区呼和浩特市金桥开发区神州硅业年产3000吨多晶硅项目工业仪表安装施工方案（含DCS系统）表B.7平均降雨量（见F.4.2）
表面热阻计算见公式（C.1）
R。一表面热阻，单位为平方米开尔文每瓦（m²·K/W)； h。—对流换热系数，单位为瓦每平方米开尔文[W/（m²·K)]； 一辐射换热系数，单位为瓦每平方米开尔文[W/（m²·K)。 辐射换热系数计算见公式（C.2)和公式（C.3）。 h,=·hr hm=4 · : T3
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nr=E.hr =4·6.T3
........................C.4
.........................C.4
表C.1对流换热系数h.取值
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与表面接触的风速，单位为米每秒（m/s）。 ：通用表面热阻值见6.8
C.2具有非平面的构件
如果构件的一部分凸起，如结构柱，在计算 如果凸起部分的组成材料导热系数小于或 .5W/（m·K），忽略该部分热阻；如果凸 热系数大于2.5W/（m·K），则认为 起不存在，使用实际面积与投影面积的 见图C.1.计算见公式（C.7）。
式中： Rp—一凸起部分投影面积表面热阻，单位为平方米开尔文每瓦（m²·K/W）； R。——平面构建的表面热阻，按公式（C.1)计算，单位为平方米开尔文每瓦（m²·K/W）； A，一一凸起部分的投影面积，单位为平方米（m"）； A 一一凸起部分的实际面积，单位为平方米（m"）。 公式（C.7）同时适用于内外表面热阻
1实际面积和计算面积
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本附录适用于建筑构件中厚度小于0.3m的空气空间，含玻璃构件除外。对于玻璃和窗框，需要更 高精度的计算方法。 “空气空间”包含了空气层（长宽尺寸为沿热流方向厚度尺寸的十倍及以上）和空气间隙（长宽厚尺 寸相近）。如果空气层厚度是变化的，应使用平均值计算热阻。 注：空气空间可以被认为是具有热阻的特殊介质，应认为空气空间的对流和辐射换热近似正比于空气空间边界 温差。
热阻计算公式见（D.1）
R. .=h.+h. (D.
R。一空气隙热阻，单位为平方米开尔文每瓦（m²·K/W)； h。—热传导和热对流等效传热系数，单位为瓦每平方米开尔文[W/（m²·K)]； h,辐射换热系数，单位为瓦每平方米开尔文[W/（m²·K)]。 h。取决于静止狭小空间空气导热和大空间的对流。按照本文件计算，h。是表D.1、表D.2和 0.025/d中的较大值。在表D.1、表D.2中，d是空气隙沿着热流方向的厚度，△T是空气隙两侧温差。 表D.1使用条件为：空气隙沿热流方向的温差小于或等于5K。 屋顶空间，空气隙与水平线存在夹角，对h。使用线性插值法，见公式（D.2)：
h。=h90+（h90—h） 90
h.0 由表D.1和表D.2查取，α=0°时的换热系数，单位为瓦每平方米开尔文[W/（m²·K)]； h·90 由表D.1和表D.2查取，α90时的换热系数，单位为瓦每平方米开尔文LW/（m·K)」 Q 空气隙与水平线的夹角，单位为度（）。
表D.1温差小于或等于5K的对流换热系数
表D.2适用于当空气隙温差大于5K时的情况。
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表D2温差大于5K的对流换热系数
h.计算见公式(D.3)。
h，计算见公式（D.3）
辐射换热系数，单位为瓦每平方米开尔文[W/（m²·K)]； E一内表面发射率； 黑体表面的辐射换热系数（见C.1），单位为瓦每平方米开尔文[W/（m²·K)］
E1，E2一空气隙表面的半球面发射率。 表面发射率的设计值应考虑到材料老化和表面尘埃沉积的影响 注：6.9.2中表10给出的数值，使用了公式（D.1)，h。选取依据表D.1e1+e，均为0.9,h。的温度为10℃
对于微弱通风的空气层（见6.9.3定义），按6.9.3规定计算 对于通风良好的空气层（见6.9.4定义），按6.9.4规定计算
图D.1给出了空气间隙的案例
图D.1空气间障尺寸
空气间隙热阻，计算见公式（D.5）。
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h， 辐射换热系数，单位为瓦每平方米开尔文[W/（m²·K)； h 表面黑体的辐射系数（参见C.1），单位为瓦每平方米开尔文[W/（m²·K)]； d 空气隙的厚度，单位为米（m）； 6 一空气隙的宽度，单位为米（m）； E1，e2—一空气隙热面、冷面的半球发射系数。h。、h按表D.2计算 注1：h。取决于d，和b无关。 注2：公式(D.5)适合计算包含任何厚度空气间隙的建筑构件的热流，以及计算包含厚度小于50mm的空气间隙的 构件的温度分布。对于更厚的空气间隙，公式(D.5)给出了近似的温度分布。 对于不规则的空气间隙.将其等效 宽比的规则空气间隙，然后计算热阻
h 辐射换热系数，单位为瓦每平方米开尔文[W/（m²·K)］； hro 表面黑体的辐射系数（参见C.1），单位为瓦每平方米开尔文[W/（m²·K)]； 空气隙的厚度，单位为米（m）； ? 6 一空气隙的宽度，单位为米（m）； E1，e2——空气隙热面、冷面的半球发射系数。h。、h按表D.2计算 注1：h。取决于d，和b无关。 注2：公式(D.5)适合计算包含任何厚度空气间隙的建筑构件的热流，以及计算包含厚度小于50mm的空气间隙的 构件的温度分布。对于更厚的空气间隙，公式(D.5)给出了近似的温度分布。 对于不规则的空气间隙，将其等效于具有相同面积和长宽比的规则空气间隙，然后计算热阻
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当一个建筑构件有楔形层时（如：在屋面外保温层），其总热阻随构件上的面积变化， 注：形空气层见D.1。 楔形层建筑构件如图E.1所示
图E.1构件的组装原理
建筑构件的总传热系数通过对构件的面积积分得到， 对于不同间距和/或形状的建筑部分应分开计算（如屋顶的各部分，见图E.2），E.2给出了各部分计 算方法。 除了第4章给出的符号，表E.1给出了部分符号
表 E.1符号与单位
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常用楔形层的传热系数可根据公式（E.1)～公式（E.4)计算，误差不超过5%。 如果误差大于5%，应使用数值模拟方法，
E.2.1矩形区域（图E.3)
U—传热系数，单位为瓦每平方米开尔文[W/（m²·K)]； 除楔形部分的材料设计热阻，包括了两个表面热阻，单位为平方米开尔文每瓦（m²·K/W） R， 楔形层的最大热阻，单位为平方米开尔文每瓦（m²·K/W）
E.2.2三角形区域，顶端最厚（图E.4）
传热系数，单位为瓦每平方米开尔文[W/（m²·K)]
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R。——除楔形部分的材料设计热阻，包括了两个表面热阻，单位为平方米开尔文每瓦（m"·K/W)；
E.2.3三角形区域.顶端最薄（图E.5）
图E.4三角形区域.顶端最厚
U 传热系数，单位为瓦每平方米开尔文[W/m²·K)]； R。——除楔形部分的材料设计热阻，包括了两个表面热阻，单位为平方米开尔文每瓦（m²·K/W)；
E.2.4三角形区域，每个顶端厚度不同（图E.6）
E.2.4三角形区域每个顶端厚度不同（图E.6）
R。· R · In(1 +R R。+R U=2 (R。+R, R, · R2 · (R2 R,) ···(E.4 式中： U 传热系数，单位为瓦每平方米开尔文[W/（m²·K)]； R。 除楔形部分的材料设计热阻，包括了两个表面热阻，单位为平方米开尔文每瓦（m²·K/W)； R， 楔形层中间热阻，单位为平方米开尔文每瓦（m²·K/W）； R， 楔形层的最大热阻，单位为平方米开尔文每瓦（m·K/W）
U—传热系数，单位为瓦每平方米开尔文[W/（m²·K)]； R。——除楔形部分的材料设计热阻，包括了两个表面热阻，单位为平方米开尔文每瓦（m²·K/W） 楔形层中间热阻，单位为平方米开尔文每瓦（m²·K/W）； 楔形层的最大热阻，单位为平方米开尔文每瓦（m·K/W）
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图E.6三角形区域，每个顶端厚度不同
计算应按如下步骤进行： a 计算不包含楔形层的建筑构件热阻，如果建筑构件由均质层构成，使用公式（4），如果含有非均 质层，则按照6.7.2进行计算； b 如果有需要（按照图E.2），可以将建筑构建楔形层细分成独立部分； 针对不同的楔形层，计算R，和R2，公式如下：
式中： d,—楔形层的中间厚度，单位为米（m）。 如果需要包含楔形层的建筑构建的总热阻值：
ZU.·A >A. ·(E.7)
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以下情况发生时，应对传热系数进行修止： 绝热层中有空气层； 绝热层中含有金属紧固件； 倒置屋面有积水。 注：倒置屋面防水层下有绝热层。 修正后的传热系数U。，通过增加修正量△U获得，见公式（F.1）。 U=U+AU (F.1） △U计算见公式(F.2)。 AU=AU,+AU,+ AU, ·(F.2) 式中： AU 空气隙的修正量，按照F.2计算得到： AU; 金属紧固件的修正量，按照F.3计算得到； AU. 倒置屋面的修正量，按照F.4计算得到
对本附录而言，“空气隙”是绝热层中空气间隙的统称，或者介于绝热层与相邻结构之间的，这种情 况会出现在实际建筑中，但不是设计出来的。“空气隙”主要分为两类： 缝隙：绝热板状制品、毡装制品等之间沿着热流方向的空隙，或绝热材料与建筑单元之间沿着 热流方向的缝隙； 腔体：绝热材料内部，或绝热材料与建筑构建之间的，垂直与热流方向的空气空间
空气隙增加了辐射和对流换热的传热方式，从而增加建筑构件的换热系数：增加的数值取决于空气 同隙的位置、方向。 修正只是作为总体传热系数的补充，记为△U。。 空气隙是由绝热材料（尺寸容差）细小的尺寸变化引起的，空气隙可能是裁取和安装过程发生的，也 订能是由构件允许偏差和不规范性引起的。 只有当空气隙沿厚度方向贯穿绝热材料时，空气隙才会引起传热系数增加，此时应进行适度的修 正。当多层材料，错缝安装时，可以不用修正。 空腔一般时由于结构内部存在非平面：如硬质绝热材料，缺乏柔性，或不可压。不规范操作，如水泥 少浆表面不平，同样会引起建筑结构与保温材料之间存在间隙，产生同样的影响。当空腔不连续时（与 其他空腔、空气间隙或内外部环境不连接），只需要适度的修正即可。 对于这两种空气空间，本标准给出的计算结果和测量结果有着较好的一致性。 如果这两种空气隙结合，由于传质会造成更多的热量损失，此时需要更大的修正。 为了简化修正步骤，本标准已安装方式作为修正值的选择依据。具体分为三个等级（见表F.1）。
构件空气隙的修正量计算见公式（F.3）
AU =AU" (R)
以下给出了空气隙修正的参考案例。针对不同的国情，可以给出符合当地实际情况的具体案例。 a）0级别修正案例(△U"=0) 1）连续的保温层，保温层内部没有因建筑构件而中断，如：木桩，橡子或搁栅，毡或板之间有 交错的连接处。保温层与建筑结构紧密贴合，建筑结构和保温层两侧均无空腔。 2 单层连续保温层有诸如盖板，或密封的连接件。保温层与建筑结构紧密连接，建筑结构和 保温层两侧均无空腔， 3） 单层连续保温层，带接头，其长度、宽度和垂直度的尺寸公差，导致接头的间隙小于5mm 宽。保温层与建筑结构紧密连接，建筑结构和保温层两侧均无空腔。 4 单层保温层，其热阻是建筑结构总热阻的一半或更小。保温层与建筑结构紧密连接，建筑 结构和保温层两侧均无空腔。 b）1级别修正案例(△U"=0.01) 1）一层保温层，由建筑单元打断，如螺柱、橡子或搁栅。保温层与建筑结构紧密贴合，建筑 结构和保温层两侧均无空腔。 2 单层连续保温层，带接头，其长度、宽度和垂直度的尺寸公差，导致接头的间隙大于5mm 宽。保温层与建筑结构紧密连接，建筑结构和保温层两侧均无空腔。 c）2级别修正案例（△U"=0.04) 一层或多层绝热材料，与建筑结构没有紧密贴合，有空腔，并有空气在冷热面之间流通
E.3金属紧固件的修正
金属紧固件点的效果可以通过根据ISO10211的计算进行评估，为了获得一个记为X的传热系 固件点。对于传热系数的修正公式如下
n——每平方米金属紧固件个数，单位为个每平方米（个/m）。
如果其他计算过程没有考虑金属紧固件的影响，本条提供金属紧固件对建筑构件传热
修正。 当一个保温层被金属紧固件贯穿34.填方施工方案，如砌体叶片、屋顶扣件或复合板系统扣件之间的墙体连接。传热 系数的修正见公式（F.5）
α=0.8，如果紧固件完全贯穿保温层； α=0.8· ，嵌入式紧固件（见图F.1）； d。 入 金属紧固件的导热系数，单位为瓦每米开尔文W/（m·K）： 每平方米金属紧固件个数，单位为个每平方米（个/m²）； A 个金属紧固件的横截面，单位为平方米（m）； d。 包含金属紧固件的保温层厚度，单位为米（m）； d 紧固件进人保温层的深度，单位为米（m）； R 含有金属紧固件的保温层的热阻，单位为平方米开尔文每瓦（m²·K/W）； Ro 忽略热销效应的建筑构件的总热阻，按6.7.1.2计算获得，单位为平方米开尔文每瓦（m”： K/W)。 注：如果紧固件以某个角度进入保温层，d，可以比保温层的厚度大。当紧固件为嵌人式时，d，比保温层厚度小 R，等于保温层厚度除以导热系数。 如下情况不用修正： 空腔上有墙栓； 金属紧固件导热系数小于1W/（m·K）
图F.1嵌入屋顶的紧固件
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本条给出了由于降水流人绝热材料层和防水层之间的倒置屋面的传热系数修正方法。本修正适用 于保暖建筑物，不适合于保冷建筑物。 本条介绍的修正方法仅适用于挤塑聚苯乙烯（XPS）绝热材料保温层
EF.4.2水流入绝热层与防水层之间的修正
正△U.某铁路线客整所检修地沟改造工程(投标)施工组织设计，修正见公式（F.6）
Au,=p. .*. (R)
U， 屋顶单元传热系数的修正量，单位为瓦每平方米开尔文[W/（m²·K)]； 力 温热季节的平均降水量，基于当地信息（如：季节情况），或者由国家或当地的组织或文件、 标准给出，单位为毫米每天（mm/d）； 一一排水因子； 雨水留到防水膜造成的热损失，单位为瓦天每平方米开毫米[（W·d)/（m²·K·mm)]； 一防水层上面的保温层的热阻，单位为平方米开尔文每瓦（m²·K/W）； Ro 一 修正前的结构总热阻，单位为平方米开尔文每瓦（m²·K/W）。 数值取决于不同的区域和国家。 单层保温层覆盖于防水膜上，有接头存在，且表面由砂石覆盖，f·=0.04。 注：单层保温层覆盖于防水膜上，有接头存在，且表面由砂石覆盖，是修正误差最大的情况 对于透过绝热材料的水量较小的屋顶结构，可以采用较小的f·。如不同的连接方式（如搭接或 盾槽式的接头），或其他形式的屋顶构造。在这些情况下，可以使用小于0.04的f·工值，这独立的测 代报告中已经得到了证明。 降雨频率的表格见表A.7，参考性数据见表B.7。