某车间的辐射采暖板的尺寸为2.0m×1.0m，板面的发射率为0.96，温度为127℃，车间墙面温度为13℃。如果不计辐射板背面及侧面的辐射作用，辐射板面与车间墙面间的辐射换热量为（）W／m2。
A 、28
B 、280
C 、206
D 、2058
参考答案
【正确答案：D】
辐射板面与墙面间的辐射换热可以看作墙面内包辐射板面的辐射换热，且，代入数据可得辐射板面与车间墙面间的辐射换热量。
建筑节能专项施工方案，外墙粘贴保温板，内墙抹保温砂浆
保温节能专项施工方案
一、 工程概况
本工程为夏都家园7#楼，建筑总面积为：
1、0426.53㎡,建筑总高度42.26m。其主要节能设计为：建筑外墙采用加气砼夹心保温墙，屋面采用100厚苯板，外墙夹心保温苯板为50厚,地下室顶板采用40厚苯板,外窗为65系列铝塑复合单框中空节能窗,65系列铝塑复合单框中空节能门传热系数为2.65W/㎡.K。
二、 编制依据
1、 建设单位提供的施工图
2、 外墙外保温工程技术规程JGJ144-2004
3、 建筑节能工程施工质量验收规范GB50411-2007
4、 夹芯保温墙02GS614国标图集。
三、 施工方案
（一）、外墙面直贴保温板施工方案
1、工艺流程
2、作业条件与材料要求
（1）外墙面垂直度和平整度应符合现行国家施工及验收规范要求；
（2）外墙面上的雨水管卡,预埋铁件等应提前安装完毕,并预留外保温厚度；
（3）施工用脚手架应搭设牢固,必须经安装检验合格后方可施工,横竖杆与墙面的间距需适度且应满足；
（4）作业螺增环境温度不应低于5℃，风力不应大于5级，风速不宜大于10M/S严禁雨天施工,雨期施工应做好防雨措施。
（5）粘结胶浆中的水泥需采用普通硅酸盐水泥其强度等级宜为PO32.5或PO42.5
（6）保温板采用聚苯板,干密度为18.22㎏/m平均传热系数为0.5[W/㎡.K]。屋面保温板的厚度为100,平均传热系数为0.42[W/㎡.K]进场后必须经复试合格后方能使用。
（7）网格布必须经防碱处理后的玻璃纤维网格布（作用具有加强表面强度,使墙面形成整体性和无裂缝作用）。
3、工艺要点
（1）基层遗留的钢筋头,废模板、墙面的浮灰应清理,施工孔洞应填堵,墙表面突起物大于或等于10㎜时应剔除。
（2）砼基层界面砂浆比例为界面剂水泥中砂=0.5～0.811笤帚扫毛。每次拌制的胶浆不得过多,视在不同温度环境条件下应控制在1～3H内用完。
（3）墙面上弹线：根据设计要求，在墙体表面上弹出距散水标高20㎜的水平线；
（4）聚苯板切割：用电热丝切割。标准板面尺寸1200×600㎜，对角误差为±2㎜。非标准板用整板按实际需要尺寸加工。尺寸允许偏差为±2㎜，大小面应垂直。
（3）保温板粘贴宜采用点粘结法。用抹刀沿保温板背面四周抹上胶浆，其粘结后宽为50㎜，如果用标准板时，则在板中间均匀布置8个点，粘结后每点直径为120～150㎜，中心距20㎜。当采用砷标准板时，粘结胶浆的涂抹点不得少于4点，且保温板的面积与胶浆粘结面积比不得少于2.75。
（4）保温板抹粘结胶浆时,应保持侧边清洁,不得有胶浆.抹完胶浆后应随即就位粘贴.
（5）保温板应自下而上,沿水平横向铺贴.粘贴时应轻揉,均匀挤压,板缝应紧密平齐.每排板应错缝1/2板长.在转角处保温板应交错咬口连接,并保证墙角垂直。
（6）门窗洞口四角部位的保温板应采用标准板切割成形,不得拼接缝距洞口的距离应大于等于200㎜。
（7）保温板贴完后24H,板缝不平处应用搓抹子磨平,并将板面清理干净。
（8）保温板抹胶浆：
保温板面抹胶浆应自上而下，并沿外墙转角水平横向依次进行。抹第一遍胶浆（底面），厚度宜为1.5—1.8㎜,一次抹面高度比网格布宽出50㎜。抹面后随即铺贴网格布，压出胶浆，表面应平整。抹第二遍胶浆（面层），亦宜从上而下，沿水平横向进行，厚度1—1.2㎜,表面应平整、光洁。
（9）网格布的铺设：
○1、网格布铺设应自上而下，并沿外墙转角处依次铺设，遇门窗洞口，应在洞口四角加贴一条长为300㎜，宽为240㎜的45度斜向网格布；窗把子及窗台三个侧面设衬网并翻包出窗口转角65㎜并将大面铺设的标准网格布沿门窗口转角拐进65㎜。
○2、网格布搭接宽度应大于等于80㎜。标准网格布铺设至转角处应连续，包转宽度应大于200㎜。
○3、首层距室外地面高度2M范围内加铺一层网格布。
○4、网格布铺设及抹面胶浆完后，全部网格布应埋入胶浆中，并至少经24h养护，方可进行下一道工序（指面层施工）。
（10）保温板的验收
1） 首层和顶层不得小于40%（粘贴每块板的面积比），其它层不得小于35%；检验数量：按楼层每20M长抽查一处，但不少于3处，每次检验不少于2块。检验方法；尺量检验取其平均值。
2） 聚苯板必须与墙面粘结牢固，无松动和虚粘现象。检验数量：按每20M长抽检一处（每处3延长米），但不少于3处。检验方法；观察检验和手推、拉、掰检验。
聚苯板安装允许偏差及检查方法
项次 项目 允许偏差（㎜） 检查方法
1 表面平整 3 用2M靠尺和楔形塞尺检查
2 垂直度 每层 5 用2M托线板检查
全高 H/1000且不大于20 用经纬仪或吊线和尺量检查
3 阴阳角垂直 4 用2M托线板检查
4 阴阳角方正 4 方尺（200㎜）塞尺检查
5 接缝高差 1.5 用直尺和楔形塞尺检查
4、成品保护和修补：
1、 成品保护应符合以下要求：
1） 施工中各专业工种应紧密配合，合理安排工序，严禁颠倒工序作业；
2） 对作完保温的墙体，不得随意开凿孔洞，如确实需要，应在胶浆达到强度后方可进行，安装物件后其周围应恢复原状；
3） 应防止污染和重物撞击墙面。
2、 保温墙面修补，就按以下方法施工：
1） 应用原保温板按照损坏部位的大小，形状和厚度切割成形，覆盖在损坏处划出修补范围；
2） 割除损坏范围内的保温层，使其露出与割口表面相同大小和净洁的墙体基层面，并在割口周边处80㎜宽范围内磨去面层，直至露出原有网格布，才粘贴修补保温块和网格布。
（二）夹芯保温墙施工方案。
1、施工工艺流程（详附图一）
2、材料要求和作业条件
（1）、加气砼块的干密度=700㎏/m，导热系数标准值=0.22W/MK。其规格为100×300×600和200×300×600、120×300×600。
（2）、保温板的厚度为50,干密度为18～22㎏/ m，导热系数标准值0.041㎏/MK。
（3）、保温板必须保持干燥严禁被雨水浸泡。
（4）、加气砼块在砌筑前两天进行浇水湿润，并应在砌筑时在砌筑面适量洒水。
（5）、向夹芯墙内放置保温板时应将夹芯层内的砌筑砂浆清理干净保温板的接缝应严密，严禁保温板间出现空洞。
（6）、保温板的切割应严格根据现场实际尺寸用美工刀进行，并保证裁切面平整顺直。
（7）、加气砼块和保温板进场后应按规范要求进行抽检复试，合格后方可用于工程中。
三、 屋面保温层施工工艺
1、 所用材料的密度、含水率、导热系数等技术性能必须符合规定要求，应有质量证明文件。
2、 施工机具：铁锹、木刮杠、水平尺，手推车、木拍子等。
3、 作业条件：
（1） 铺设保温材料的基层施工完成后，将基层表面清除干净，并使之平整、干燥，经检查验收合格后，方可进行下道工序。
（2） 有隔气层要求的屋面，应先将基层清扫干净，按设计要求和施工规范规定铺设隔气（本工程不要求设置隔气层）。
（3） 铺设隔气层的表面，应干燥、平整、不得有松散，开裂、起鼓等缺陷。
（4） 穿过屋面和墙面等结构层的管根部位，应用豆石砼填塞密实，将管根固定。
（5） 保温材料的运输、存放应注意防潮，防止损伤和污染，雨季应采取遮盖措施，防止水浸或雨淋。严禁在雨天、雪天进行保温层施工。
4、 操作工艺
（1）、工艺流程
（2）、基层清理：现浇混凝土的基层一面，应将尘土、杂物等清理干净。
（3）、铺设保温层：干铺聚苯板，应先将接触面清扫干净，板块应铺平垫稳；分层铺设的板块，其上下两层的接缝应错开；各层板间缝隙，应用同类材料的碎屑嵌填密实，表面应与相邻两板的高度一致。
（4）、已铺完的松散、板状保温层要平整，不得在其上行走、运输小车和堆放重物。
（5）、如设计要求采用倒置式屋面，其防水层要平整，不得有积水现象；保温层使用憎水性胶结材料，要用机械搅拌均匀；
5、质量要求
（1）保温材料的强度、表观密度、导热系数和含水率以及配合比，必须符合设计要求和施工规范的规定。
（2）板状保温材料，应紧贴基层，铺平垫稳，找坡正确，上下层错缝并嵌填密实。
（3）允许偏差：
项次 项目 允许偏差
1 保温层厚度 板状材料 ±5￡/100且不大于4㎜
2 隔热板相邻高低差 3㎜
6、成品保护
（1）在已铺好的松散、板状或整体保温层上不得直接行走、运输上车，行走线路应铺垫脚手板。
（2）保温层施工完成后，应及时铺抹水泥砂浆找平层，以减不受潮和进水，尤其在雨期施工，更要及时采取措施。
物体的热辐射
(一)绝对黑体及其辐射定律
任何温度高于绝对零度(0K=-273.16℃)的物体都存在着分子热运动,并能产生中、远红外的电磁辐射。这种由物体内部粒子的热运动所引起的电磁辐射叫做热辐射。大量事实证明处于不同温度的物体,发出的电磁辐射的强弱及其按波长的分布是不同的。因此用温度作为热辐射能量的绝对度量是一种很方便的方法。
为了便于讨论物体的热辐射性质,需要有一个理想的标准热辐射体作为参照源,这就是绝对黑体。绝对黑体的定义为在任何温度下,对任何波长的入射辐射的吸收系数(率)α(λ,T)恒等于1,即α(λ,T)=1的物体称为绝对黑体,简称黑体。显然,黑体的反射率γ=0,透射率c=0。
黑体是一种具有最大辐射能力的物体。一般物体的辐射都比黑体辐射小,因此,以黑体为基准所表达的就是发射率,又叫比辐射率,它的定义是目标物体的辐射量与同温度下的黑体辐射量之比,常用ε表示。分光发射率是指特定波长下每单位波长宽度的辐射量之比。
1860年,基尔霍夫在实验中发现在同一温度下,任何物体发射某一波长电磁波的能力,与它对该波长电磁波的吸收能力成正比。黑体吸收电磁波的能力最强,因而它发射电磁波的能力也最强。
1900年,普朗克用量子论概念推导出热辐射定理,其解析式为
遥感地质学
式中,c为真空中的光速h为普朗克常数,其值为6.626×10-34焦耳·秒k是波耳兹曼常数,数值为1.3806×102-3焦耳/开。
由普朗克公式与实验求出的各种温度下的黑体辐射波谱曲线(图2-2)能够很好符合。从图中可直观地看出黑体辐射的三个特性①与曲线下的面积成正比的总辐射通量密度是随温度下的增加而迅速增加的。从零到无穷大的波长范围内,对普朗克公式进行积分,得到从单位面积的黑体辐射到半球空间里的总辐射通量表达式为
遥感地质学
图2-2 各种温度下的黑体波谱曲线
式中, 称为斯蒂芬-玻尔兹曼常数。由此可见，黑体辐射通量密度的增加与绝对温度的四次方成正比,称为斯蒂芬-玻尔兹曼定律。
②分光辐射通量密度的峰值波长λmax随温度的增加向短波方向移动,称为维恩位移定律。图2-2中的虚线就是这些峰值的迹线。
③每条曲线彼此不相交,故温度越高,所有波长上的波谱辐射通量密度也越大,即随T的增加而增大。
物体按其发射辐射特性一般分为三种类型第一种是黑体,它的发射辐射最大(发射率为1),发射率与波长无关。第二种是灰体其发射率与波长无关(图2-3),但它的发射辐射比黑体小。例如土壤在20℃时发射率为0.92-0.95,水在同样温度下的发射率为0.96,它们都是与黑体颇为接近的灰体。第三种是选择性辐射体,其发射率随波长而改变,这是原子和分子的辐射吸收效果都比较强的物体,例如水银灯和氙灯等。
黑体、灰体和选择性辐射体的辐射通量密度按波长分布的波谱是不相同的。应该指出的是,黑体并不一定是黑色的,灰体也不一定是灰色。例如,大理石在可见光下呈白色,但它在814μm的红外波段发射率为0.95,几乎是黑体。
图2-3 物体发射辐射的三种类型
(二)物体的热惯量
热惯量(P)是物体对环境温度变化的热反应灵敏性的一种量度,热惯量越大,对环境温度变化的热反应越迟钝。它是描述物体热特性的一个宏观物理量。与物体的密度及热学参量的关系如下
遥感地质学
单位为焦尔/厘米2·秒1/2·度。式中k为热扩散系数,单位为厘米2/秒,表示物体内温度变化的速率。ρ为密度,单位为克/厘米3。c为比热,单位为焦尔/克·度。
由牛顿冷却定律及热传导方程可以证明,当物体吸收或损失的热能相同时,它们的温度变化幅度与热惯量的大小成反比。热惯量大的物体温度变化的幅度小,热惯量小的物体温度变化的幅度则大。表7-6给出部分岩石和水的热参量值。
图2-4示出白云岩、灰岩和花岗岩在一个太阳日周期内的温度变化曲线。据表7-6给出的热惯量值,三种岩石的热惯量的大小顺序为P白云岩>P灰岩>P花岗岩。因而,三种岩石在一个太阳日周期内的温度变化幅度有明显差别,昼夜最大温差的顺序为ΔT白云岩<ΔT灰岩<ΔT花岗岩。一幅地表热红外遥感图像基本上就是一幅地物的辐射温度分布图。
图2-4 三种不同热惯量岩石的温度日变化曲线
热红外遥感的最佳探测时间是在黎明前后和中午。其中,黎明前后的热红外图像反映出各种物体的热特性,热惯量大的物体在图像中显示出“暖”特征,热惯量小的物体则显示出“冷”特征中午的图像反映出地物的反射特征,并且显示出地形特征,用此两种图像的信息特征,可以达到鉴别、区分地物的目的。
热红外遥感巳广泛用于环境监测,例如监测火山活动、森林火灾、地下煤自燃及江,河、湖、海的污染以及资源调查等。例如,寻找水源、地质填图、探查地热、铀矿及硫化矿床等。
地热地板辐射供热
1.地热地板辐射供热的特点
广义上讲,通过在建筑物的地板内、墙体内或顶棚内铺设热水或热风管线的供热方法皆称为地板辐射采暖。这种采热方式已有很久的历史,在我国东北的很多农村地区,目前仍然采用烟气通过墙体和炕体的采暖方式,在日本和韩国也使用地板辐射方式为“榻榻米”(地板)加热。由于这种供热方式有其独特的优点,为了适应现代化建筑的需要,20世纪70年代,西德、苏联等一些欧洲国家开发了一些地板辐射供暖用的新型输水管材料,这使得地板辐射供热方式逐渐向现代化建筑普及起来,一些供热专家也开始推荐该供热方式。
地板辐射供热方式主要有以下几个特点
(1)舒适性好
人体感知辐射式热量的传递方式要比热对流方式舒适,因为人体足部的血液循环要比头部差,脚底部温度的升高有益于血液循环。相反,热对流方式传热主要靠室内气流的流动来提升室内温度,要想组织起室内的空气流动,上升空气气流和回流的温度差会较大,这会使处于室内不同位置的人体感知室内的温度不同,影响供热效果。
(2)节能效果好
这主要有两方面原因,其一由于低温辐射热的舒适性感觉,因此不需要暖气那么高的入口水温,对热源的温度要求条件下降。一般适合地板辐射供暖的供水温度范围较宽,在30～55℃内皆可以用于地板辐射供暖。其二地板辐射供暖相当于是一个以地板为传热表面的换热器系统,尽管地板表面的温度不高,但传热面积比空气散热器的传热面积大得多。因此,可以实现小温差传热以保证供热负荷的目的。
(3)节约室内空间
由于在室内省去了散热器布置的空间,相应地增加了人们在室内的活动面积,使室内空间更美观和更安全。在一些动物越冬场馆的采暖设计中,采用地板辐射供暖更多的是出于安全性考虑。
(4)单户热计量更方便
为了提高地板辐射供暖的安全性,防止地板辐射铺设管线的泄漏,一般都采用热用户与主供回水管线并联方式连接。这样也方便了一户一热计量表的管理模式。
尽管地板辐射供暖有以上优点,但也有缺点,比如盘管材料的安全性要求较高,一旦发生泄漏及堵塞维修不便等缺点,因此,在高层建筑上采用时应特别引起注意。
2.地热地板辐射供热的传热计算
由于低温地板辐射供暖可以使室内空间温度更趋于均匀一致,起到节能的效果。因此,室内设计温度或供热设计负荷可以考虑比普通的空气散热器式设计指标低一些。室内有效设计温度可以低1～3℃,或室内热负荷低6%～20%。地板向室内空间的散热主要有通过低温辐射传热和自然对流两种方式,以下简单叙述每种方式传热量的计算方法。
(1)地板辐射热量的计算
对一个封闭的内空间,一个表面绝对温度为Tp的地板向其他绝对温度为Ti的第i表面辐射的热流为
沉积盆地型地热田勘查开发与利用
式中εp,εi分别为地板和某一墙壁的辐射率或灰度Ap,Ai分别表示地板面积和某一墙壁的面积Fpi为地板对该面墙的辐射角系数σ为斯蒂芬-波尔兹曼常数(5.67×10-8W/m2K4)。
角系数Fpi可以根据具体的房型结构查表或计算出来。对有n个面的封闭空间满足 。因此,通过地板向外辐射的热流应是
沉积盆地型地热田勘查开发与利用
在实际应用中,通过以上公式计算辐射热量比较麻烦,而且墙体表面也不一定是几何完全规则的,辐射率也不一定完全一致,在有些工程计算中采用一些形式如下的经验公式。
沉积盆地型地热田勘查开发与利用
式中C为与墙体几何结构和墙体材料等有关的经验系数(一般C≈0.84～0.90) 为墙体的平均温度。
(2)自然对流传热
无论是有水平结构的地板辐射采暖还是有垂直被加热的墙体,都会存在自然对流传热。靠近被加热墙体表面的空气温度高,密度下降,周围的密度高的冷空气就会推动热空气上升,从而形成自然对流。理论上讲,自然对流也是一个复杂系统,其换热强度也和空间的几何结构、墙体温度分布等有很大关系。一般自然对流的传热准则式为
Nu=f(Pr)Ram 8-27
式中f(Pr)为和空气普朗特数有关的系数Nu,Ra分别为努谢尔特数和瑞利数m为经验常数。
在等壁温条件下,层流范围内m取值在1/4左右,而在湍流范围内m取值约为1/3。因此,通过对流方式的散热热流为
沉积盆地型地热田勘查开发与利用
式中L为计算Nu,Ra的定性尺寸(如地板辐射时房间的高度,墙体辐射采暖时为被加热墙体高度)λf为空气的导热系数。
由于Ra内也有温差项的一次方存在,因此可以把上式简化为
沉积盆地型地热田勘查开发与利用
式中C为空间的几何结构、空气热物性等有关的经验系数(地板辐射的自然对流约为2.1,墙体辐射的自然对流约为1.7)。
3.低温地热地板辐射的设计步骤
式8 26的辐射热流和式8 29和对流热流计算的关键是如何确定地板表面的温度Tp,为了计算方便,可以近似地认为室内空气温度Ta和墙壁表面的平均温度 相等。因此,在满足总的设计热指标条件下,Tp可以作为一个中间变量确定下来。总的q传热量应是辐射热量qr和对流热量qc之和。一个近似地确定地板表面温度的经验公式为
Tp=Ta+0.137q0.909 8-30
在确定了加热地板表面温度之后,可以通过如何布置地板内的埋管和进水温度达到这一设计要求。而这一部分主要与地板内埋管的导热设计有关,包括盘管方式、盘管密度和深度、进水温度、盘管下部的保温、地面覆盖物的影响等。图8-19示出了地板辐射采暖的热流流向图。采用地板辐射供暖,地板表面温度不宜过高。一般不超过30℃,在有人员经常停留时可以取24～26℃。
图8-19 地板辐射采暖的热流分布
低温地板辐射采暖设计的大致步骤
1)选定铺设盘管的地板面积
2)确定加热地板表面的热流密度q
3)计算加热地板表面温度
4)选定地板铺设的结构形式、盘管尺寸和布置、盘管背面的保温
5)求给定进水温度条件下的散热量、出水温度
6)比较5)计算得到的热流和设计要求的热流密度2)
7)提出进水温度要求或改变结构设计4)。
4.地热地板辐射供热的系统设计
地热地板辐射供暖的供水系统可如图8-20式设计,分水干管和集水干管上并联连接不同的地板盘管,在入水管上必须安装水过滤器,地板内盘管可以采用不同方式排列,如图8-21所示。
选择加热盘管的材料应遵循安全可靠性、功能性、经济性和易维护性为原则。为了提高盘管的安全性,材料应具有耐腐蚀、易于弯曲、耐温耐压,在功能性上应具有导热系数较高、低热膨胀系数,同时要求价格合理、寿命长。由于地热水通常有腐蚀性,地板辐射盘管可以采用合成塑料管,但系统内水的压力不宜过高,一般试验压力不超过0.6MPa。
图8-20 地板辐射采暖的供水系统
图8-21 地板辐射采暖盘管排列方式
