冬季施工混凝土热工计算步骤冬季施工混凝土热工计算步骤如下:1、混凝土拌合物的理论温度:T0=【0.9(mceTce+msaTsa+mgTg)+4.2T(mw+wsamsa-wgmg)+c1(wsamsaTsa+wgmgTg)-c2(wsamsa+wgmg)】÷【4.2mw+0.9(mce+msa+mg)】式中 T0——混凝土拌合物温度(℃)mw、 mce、msa、mg——水、水泥、砂、石的用量(kg)T0、Tce、Tsa、Tg——水、水泥、砂、石的温度(℃)wsa、wg——砂、石的含水率(%)c1、c2——水的比热容【KJ/(KG*K)】及熔解热(kJ/kg)当骨料温度>0℃时, c1=4.2, c2=0;≤0℃时, c1=2.1, c2=335。
2、混凝土拌合物的出机温度:T1=T0-0.16(T0-T1)式中 T1——混凝土拌合物的出机温度(℃)T0——搅拌机棚温度(℃)3、混凝土拌合物经运输到浇筑时的温度:T2=T1-(at+0.032n)(T1-Ta)式中 T2——混凝土拌合物经运输到浇筑时的温度(℃);tt——混凝土拌合物自运输到浇筑时的时间;a——温度损失系数当搅拌车运输时, a=0.254、考虑模板及钢筋的吸收影响,混凝土浇筑成型时的温度:T3=(CcT2+CfTs)/( Ccmc+Cfmf+Csms)式中 T3——考虑模板及钢筋的影响,混凝土成型完成时的温度(℃);Cc、Cf、Cs——混凝土、模板、钢筋的比热容【kJ/(kg*k)】;混凝土取1 KJ/(kg*k);钢材取0.48 KJ/(kg*k);mc——每立方米混凝土的重量(kg);mf、mc——与每立方米混凝土相接触的模板、钢筋重量(kg);Tf、Ts——模板、钢筋的温度未预热时可采用当时的环境温度(℃)。
根据现场实际情况,C30混凝土的配比如下:水泥:340 kg,水:180 kg,砂:719 kg,石子:1105 kg。
砂含水率:3%;石子含水率:1%。
材料温度:水泥:10℃,水:60℃,砂:0℃,石子:0℃。
搅拌楼温度:5℃混凝土用搅拌车运输,运输自成型历时30分钟,时气温-5℃。
与每立方米混凝土接触的钢筋、钢模板的重量为450Kg,未预热。
那么,按以上各步计算如下:1、 T0=【0.9(340×10+719×0+1105×0)+4.2×60×(180-0.03×719-0.01×1105)+2.1×0.03×719×0+2.1×0.01×1105×0-335×(0.03×719+0.01×1105)】/【4.2×180+0.9(340+719+1105)】=13.87℃2、 T1= T0-0.16(T0- T1)=13.87-0.16×(13.78-5)=12.45℃3、 T2= 12.45-(0.25×0.5+0.032×1)(12.45+5)=9.7℃4、 T3= (2400×1×9.7-450×0.48×5)/(2400×1+450×0.48)=8.5℃以上为混凝土热工计算,以下资料公供参考:建筑热工设计计算公式及参数(一)热阻的计算1.单一材料层的热阻应按下式计算:式中R——材料层的热阻,㎡·K/W;δ——材料层的厚度,m;λc——材料的计算导热系数,W/(m·K),按附录三附表3.1及表注的规定采用。
2.多层围护结构的热阻应按下列公式计算:R=R1+R2+……+Rn(1.2)式中R1、R2……Rn——各材料层的热阻,㎡·K/W。
3.由两种以上材料组成的、两向非均质围护结构(包括各种形式的空心砌块,以及填充保温材料的墙体等,但不包括多孔粘土空心砖),其平均热阻应按下式计算:(1.3)式中——平均热阻,㎡·K/W;Fo——与热流方向垂直的总传热面积,㎡;Fi——按平行于热流方向划分的各个传热面积,㎡;(参见图3.1);Roi——各个传热面上的总热阻,㎡·K/WRi——表面换热阻,通常取0.11㎡·K/W;Re——外表面换热阻,通常取0.04㎡·K/W;φ——修正系数,按本附录附表1.1采用。
图3.1 计算图式4.围护结构总热阻应按下式计算:Ro=Ri+R+Re(1.4)式中Ro——围护结构总热阻,㎡·K/W;Ri——表面换热阻,㎡·K/W;按本附录附表1.2采用;Re——外表面换热阻,㎡·K/W,按本附录附表1.3采用;r——围护结构热阻,㎡·K/W。
表面换热系数αi及表面换热阻Ri值附表1.2 表面特性αi[W/(㎡·K)] Ri[(㎡·K/W)]墙、地面;表面平整的顶棚、屋盖或楼板以及带肋的顶棚h/s≤0.3 8.72 0.11有井形突出物的顶棚、屋盖或楼板h/s>0.3 7.56 0.13注:表中h为肋高,s为肋间净距。
5.空气间层热阻值的确定(1)不带铝箔,单面铝箔、双面铝箔封闭空气间层的热阻值应按附表1.4采用。
(2)通风良好的空气间层热阻,可不予考虑。
这种空气间层的间层温度可取进气温度,表面换热系数可取11.63W/(㎡·K)。
外表面换热系数αe及外表面换热阻Re值附表1.3 外表面状况αe (W/㎡·K) Re(㎡·K/W)与室外空气直接接触的表面 23.26 0.04不与室外空气直接接触的表面:阁楼楼板上表面不采暖地下室顶棚下表面8.145.820.120.17(二)围护结构热惰性指标D值的计算1.单一材料层的D值应按下式计算:D=R·S (1.5)式中R——材料层的热阻,㎡·K/W;S——材料的蓄热系数,W/(㎡·K);空气间层热阻值[㎡·K/W] 附表1.4 位置、热流状况及材料特性冬季状况夏季状况间层厚度[cm] 间层厚度[cm]0.5 1 2 3 4 5 6以上 0.5 1 2 3 4 5 6以上一般空气间层热流向下(水平、倾斜)热流向上(水平、倾斜)垂直空气层 0.102.多层围护结构的D值应按下式计算:D=D1+D2+……+Dn=R1S1+R2S2+……+RnSn (1.6)式中R1,R2……Rn——分别为各层材料的热阻,㎡·K/W;S1,S2……Sn——分别为各层材料的蓄热系数,W/(㎡·K),空气间层的蓄热系数取S=O。
注:如某层有两种以上材料构成,则可按下式求得其平均导热系数:(1.7)然后按下式计算其平均热阻:该层的平均蓄热系数按下式计算:(1.8)式中F1,F2……Fn——按平行于热流方向划分的各个传热面,㎡;λ1,λ2……λN——各个传热面积上材料的导热系数,W/(m·k)。
(三)地面吸热指数B值的计算地面吸热指数B值,应根据地面中影响吸热的界面位置,按下列几种情况计算:1.影响吸热的界面在最上一层,即当:(1.9)式中δ1——最上一层材料的厚度,m;α1——最上一层材料的导温系数,㎡/h;τ——人脚与地面接触的时间,取0.2H。
这时,B值可按下式计算(1.10)式中b1——最上一层材料的热渗透系数,W/(㎡··K);λ1——最上一层材料的导热系数。
W/(m·K);c1——最上一层材料的比热,W·h/(kg·K);1——最上一层材料的容重,kg/。
2.影响吸热的界面在第二层,即当:(1.11)式中δ2——第二层材料的厚度,m;α2——第二层材料的导温系数,㎡/h。
这时,B值可按下式计算:B=b1(1+K1,2) (1.12)式中K1,2——第1,2两层地面吸热计算系数,根据b2/b1和两值按附表1.5查得;b2——第2层材料的热渗透系数,W/㎡··K)。
3.影响吸热的界面在第二层以下,即按(1.11)式求得的结果小于3.0,则影响吸热的界面位于第三层或更深处。
此时可仿照(1.12)式求出B2,3或B3,4等,然后按顺序依此求出B1,2值,这时式中的K1,2值应根据和值按附表1.5查得。
太阳辐射吸收系数ρ值(四)室外综合温度的计算1.室外综合温度各小时值按下式计算:(1.13)式中tsa——室外综合温度,℃;te——室外空气温度,℃;I——水平或垂直面上的太阳辐射强度,W/㎡ρ——太阳辐射吸收系数,按附表1.6采用;αe——外表面换热系数,通常取23.26W/(㎡·K)。
注:tsa计算式中未考虑外表面的长波辐射散热,它对顶层房间的降温是有一定作用的。
2.室外综合温度平均值按下式计算:(1.14)式中——室外综合温度平均值,℃;——室外计算温度平均值,℃,按附录二附表2.2采用;_I——水平或垂直面上太阳辐射强度平均值,W/㎡,按附录二附表2.4采用;ρ——太阳辐射吸收系数,按附表1.6采用;αe——外表面换热系数,W/(㎡·K)。
3.室外综合温度波幅按下式计算:At·sa=(Ate+Ats)β(1.15)式中At·sa——室外综合温度波幅,℃;Ate——室外计算温度波幅,℃,按附录二附表2.2采用;Ats——太阳辐射当量温度波幅,℃,按下式计算:(1.16)Imax——水平或垂直面上太阳辐射强度最大值,W/㎡,按附录二附表2.4采用;_I——水平或垂直面上太阳辐射强度平均值,W/㎡,按附录二附表2.4采用;αe——外表面换热系数,W/(㎡·K);β——相位差修正系数,根据Ate与Ats的比值以及φte与φl之间的差值按附表1.7采用;φte——室外空气温度最大值出现时间,通常取15:00;φl——太阳辐射强度最大值出现时间。
通常取:水平及南向12:00,东向8:00,西向16:00;ρ——太阳辐射吸收系数,按附表1.6采用。
(五)围护结构总衰减倍数和总延迟时间的计算1.多层围护结构的总衰减倍数按下式计算:(1.17)式中νo——围护结构的总衰减倍数;ΣD——围护结构的热惰性指标,按本附录(二)的规定计算;ai,ae——分别为、外表面换热系数,W/(㎡·K),S1,s2……Sn——由到外各层材料的蓄热系数,W/(㎡·K),这气间层取S=O;y1,y2……yn——由到外各层材料外表面蓄热系数,W/(㎡·K),按本附录(七)1的规定计算。
2.多层围护结构总延迟时间按下式计算:(1.18)式中ξo——围护结构的总延迟时间,h;ye——围护结构外表面(亦即最后一层外表面)蓄热系数,W/(㎡·K);yi——围护结构表面蓄热系数,W/(㎡·K),按本附录(七)2的规定计算。