001-建筑围护结构传热系数计算器
建筑围护结构传热系数计算器
概述
依据 GB 55015-2021（2024年强制实施）和 GB 50176-2016，支持多层材料热阻叠加计算。厚度填0表示跳过该层。
补充说明：多图层热阻计算：R_i = d_i / λ_i（厚度mm换算为m后除以导热系数）。总热阻 R0 = ΣR_i + Ri + Re；传热系数 K = 1/R0。
依据标准
- 试验/计算方法：
GB 50176-2016 / GB 55015-2021
- 摘要说明：依据 GB 55015-2021（2024年强制实施）和 GB 50176-2016，支持多层材料热阻叠加计算。厚度填0表示跳过该层。
- 备注说明：多图层热阻计算：R_i = d_i / λ_i（厚度mm换算为m后除以导热系数）。总热阻 R0 = ΣR_i + Ri + Re；传热系数 K = 1/R0。
现行标准
| 标准/文件 | 控制值或说明 | 附注 |
| GB 55015-2021 严寒A区 外墙 | ≤0.30 W/(m2·K) | GB55015-2021.pdf |
| GB 55015-2021 严寒A区 屋面 | ≤0.20 W/(m2·K) | GB55015-2021.pdf |
| GB 55015-2021 严寒B区 外墙 | ≤0.35 W/(m2·K) | GB55015-2021.pdf |
| GB 55015-2021 严寒B区 屋面 | ≤0.25 W/(m2·K) | GB55015-2021.pdf |
| GB 55015-2021 寒冷地区 外墙 | ≤0.45 W/(m2·K) | GB55015-2021.pdf |
| GB 55015-2021 寒冷地区 屋面 | ≤0.35 W/(m2·K) | GB55015-2021.pdf |
| GB 55015-2021 夏热冬冷地区 外墙 | ≤0.60 W/(m2·K) | GB55015-2021.pdf |
| GB 55015-2021 夏热冬冷地区 屋面 | ≤0.45 W/(m2·K) | GB55015-2021.pdf |
| GB 55015-2021 夏热冬暖地区 外墙(隔热) | ≤1.0 W/(m2·K) | GB55015-2021.pdf |
| GB 55015-2021 夏热冬暖地区 屋面 | ≤0.45 W/(m2·K) | GB55015-2021.pdf |
在用标准
| 标准/文件 | 控制值或说明 | 附注 |
| GB 50176-2016 寒冷地区 外墙 | ≤0.60 W/(m2·K) | GB50176-2016.pdf |
废止/历史标准
| 标准/文件 | 控制值或说明 | 附注 |
| GB 50176-93 严寒地区 外墙 | ≤1.0 W/(m2·K) | GB50176-93.pdf |
计算公式
K = 1/R0
参数与符号
输入参数
| ID | 符号 | 名称 | 单位 | 说明 |
| type | type | 围护结构类型 | — | 1=外墙 2=屋面 3=外窗 4=接触室外空气地板 5=不采暖楼梯间地板 |
| climate | climate | 气候分区 | — | 1=严寒A 2=严寒B 3=寒冷 4=夏热冬冷 5=夏热冬暖 |
| season | season | 工况 | — | 1=冬季 2=夏季 |
| d1 | d1 | 第1层材料厚度 | mm | 第1层厚度(mm) |
| l1 | λ1 | 第1层导热系数 | W/(m·K) | λ值 |
| d2 | d2 | 第2层材料厚度 | mm | 第2层厚度(mm)，填0跳过 |
| l2 | λ2 | 第2层导热系数 | W/(m·K) | λ值 |
| d3 | d3 | 第3层材料厚度 | mm | 第3层厚度(mm)，填0跳过 |
| l3 | λ3 | 第3层导热系数 | W/(m·K) | λ值 |
| Ri | Rᵢ | 内表面换热阻 | m2·K/W | 默认0.11 |
| Re | Rₑ | 外表面换热阻 | m2·K/W | 冬季0.04/夏季0.05 |
输出参数
| ID | 符号 | 名称 | 单位 | 说明 |
| K | K | 传热系数 | W/(m2·K) | 传热系数 |
| R0 | R0 | 总传热阻 | m2·K/W | 总传热阻 |
| R1 | R1 | 第1层热阻 | m2·K/W | 第1层热阻 |
| R2 | R2 | 第2层热阻 | m2·K/W | 第2层热阻 |
| R3 | R3 | 第3层热阻 | m2·K/W | 第3层热阻 |
示例数据
示例输入
| 名称 | ID | 示例值 | 单位 |
| 第1层材料厚度 | d1 | 175.49 | mm |
| 第1层导热系数 | l1 | 0.128276 | W/(m·K) |
| 内表面换热阻 | Ri | 0.11 | m2·K/W |
| 外表面换热阻 | Re | 0.04 | m2·K/W |
主要结果
| 名称 | ID | 结果值 | 单位 |
| 传热系数 | K | 0.65873 | W/(m2·K) |
| 总传热阻 | R0 | 1.5181 | m2·K/W |
| 第1层热阻 | R1 | 1.3681 | m2·K/W |
| 第2层热阻 | R2 | 0 | m2·K/W |
| 第3层热阻 | R3 | 0 | m2·K/W |
合规判定
以下内容为基于当前 generate() 样本执行 qualification() 的判定结果：
- 通过：传热系数必须大于0
- 通过：传热系数不宜大于5.0 W/(m2·K)（过大说明保温不足）
参考与链接
- /standards/GB55015-2021.pdf
- /standards/GB50176-2016.pdf
原有补充说明
建筑围护结构传热系数计算器
概述
本计算器依据 GB 55015-2021《建筑节能与可再生能源利用通用规范》（2024年起强制实施）和 GB 50176-2016《民用建筑热工设计规范》，对建筑围护结构（外墙、屋面、外窗、楼地板等）的传热系数 K 和热阻 R 进行计算，支持最多三层材料热阻叠加。
适用范围
适用：
- 建筑外墙、屋面、外窗的热工性能计算
- 接触室外空气的地板、不采暖楼梯间地板
- 严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区
不支持：
- 门窗玻璃多层结构（请使用专用玻璃计算器）
- 通风幕墙、空腔保温等特殊构造
计算原理
传热基本方程
热量通过围护结构时，遇到的热阻包括：
1. 内表面换热阻 Rᵢ：热量从室内空气传递到内表面的阻力
2. 材料层热阻 R₁、R₂、R₃：每层建筑材料本身的热阻
3. 外表面换热阻 Rₑ：热量从外表面传递到室外空气的阻力
总传热阻为各部分热阻之和：
$$R_0 = R_1 + R_2 + R_3 + R_i + R_e$$
单层材料热阻计算：
$$R_i = \frac{d_i}{\lambda_i}$$
其中：
- $d_i$：材料厚度（mm）
- $\lambda_i$：材料导热系数（W/(m·K)）
传热系数为总传热阻的倒数：
$$K = \frac{1}{R_0}$$
表面换热阻取值
| 工况 | 内表面换热阻 Rᵢ | 外表面换热阻 Rₑ |
| 冬季 | 0.11 m²·K/W | 0.04 m²·K/W |
| 夏季 | 0.11 m²·K/W | 0.05 m²·K/W |
材料层跳过规则
- 厚度填 0 表示跳过该层，该层热阻计为 0
- 支持 1～3 层任意组合
输入参数说明
| 参数 | 说明 | 单位 | 典型值 |
| 围护结构类型 | 1=外墙 2=屋面 3=外窗 4=接触室外空气地板 5=不采暖楼梯间地板 | — | 1 |
| 气候分区 | 1=严寒A 2=严寒B 3=寒冷 4=夏热冬冷 5=夏热冬暖 | — | 3 |
| 工况 | 1=冬季 2=夏季 | — | 1 |
| d₁, d₂, d₃ | 各层材料厚度 | mm | — |
| λ₁, λ₂, λ₃ | 各层材料导热系数 | W/(m·K) | — |
| Rᵢ | 内表面换热阻 | m²·K/W | 0.11 |
| Rₑ | 外表面换热阻 | m²·K/W | 0.04（冬）/ 0.05（夏） |
常用材料导热系数参考值
| 材料 | 导热系数 λ [W/(m·K)] |
| 挤塑聚苯板（XPS） | 0.030 |
| 模塑聚苯板（EPS） | 0.039 |
| 岩棉板 | 0.040 |
| 硬泡聚氨酯 | 0.024 |
| 加气混凝土 | 0.14～0.20 |
| 黏土多孔砖 | 0.45～0.58 |
| 钢筋混凝土 | 1.74 |
| 水泥砂浆 | 0.93 |
标准限值 {#standards}
现行标准（GB 55015-2021，强制）
| 气候区 | 外墙 K 限值 | 屋面 K 限值 |
| 严寒A区 | ≤0.30 W/(m²·K) | ≤0.20 W/(m²·K) |
| 严寒B区 | ≤0.35 W/(m²·K) | ≤0.25 W/(m²·K) |
| 寒冷地区 | ≤0.45 W/(m²·K) | ≤0.35 W/(m²·K) |
| 夏热冬冷地区 | ≤0.60 W/(m²·K) | ≤0.45 W/(m²·K) |
| 夏热冬暖地区 | ≤1.0 W/(m²·K)（隔热） | ≤0.45 W/(m²·K) |
在用标准（GB 50176-2016）
| 气候区 | 外墙 K 限值 |
| 寒冷地区 | ≤0.60 W/(m²·K) |
典型计算示例
示例：严寒A区外墙
已知：200mm 钢筋混凝土 + 100mm XPS 保温板 + 20mm 抹灰层
| 参数 | 数值 |
| d₁（混凝土）= 200mm，λ₁ = 1.74 | R₁ = 200/(1000×1.74) = 0.115 |
| d₂（XPS）= 100mm，λ₂ = 0.030 | R₂ = 100/(1000×0.030) = 3.333 |
| d₃（抹灰）= 20mm，λ₃ = 0.93 | R₃ = 20/(1000×0.93) = 0.022 |
| Rᵢ = 0.11，Rₑ = 0.04 | |
| R₀ | = 3.620 m²·K/W |
| K | = 0.276 W/(m²·K) |
满足严寒A区外墙 K ≤ 0.30 要求。
检测方法 {#test-method}
依据 GB 50176-2016《民用建筑热工设计规范》 和 GB 55015-2021《建筑节能与可再生能源利用通用规范》。
注意事项
1. 材料导热系数：应采用设计值或检测值，不宜直接使用标准中的参考值进行精确计算
2. 热桥影响：本计算未考虑梁柱等热桥部位，实际传热系数应按线传热系数修正
3. 施工偏差：现场检测时应考虑材料实际密度、含水率对导热系数的影响
4. 密封性：门窗边框、接缝处的空气渗透会显著降低实际保温效果