Bộ xây dựng Số 23/ 2003/ QĐ-BXD cộng hoà xã hội chủ nghĩa việt nam Độc lập - Tự - Hạnh phúc Hà Nội , ngày 15 tháng năm 2003 Quyết định Bộ trởng xây dựng Về việc ban hành Tiêu chuẩn cách nhiệt chuyển dịch từ tiêu chuẩn ISO thành Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCXD VN 298 : 2003 ; 299 : 2003 300 : 2003 Bộ trởng xây dựng - Căn Nghị định số 36 / 2003 / NĐ - CP ngày 04 / 04 / 2003 Chính Phủ quy định chức năng, nhiệm vụ, quyền hạn cấu tổ chức Xây dựng - Căn cử biên số 08/ BXD - HĐKHKT ngày 15 / 01 / 2003 Hội đồng Khoa học kỹ thuật chuyên ngành nghiệm thu chuyển dịch 03 tiêu chuẩn quốc tế cách nhiệt - Xét đề nghị Vụ trởng Vụ Khoa học Công nghệ Viện trởng Viện Nghiên cứu Kiến trúc Quyết định Điều : Ban hành kèm theo định 03 Tiêu chuẩn Xây dựng Việt Nam : - TCXDVN 298 : 2003 '' Cấu kiện phận công trình - Nhiệt trở độ truyền nhiệt - Phơng pháp tính toán " - TCXDVN 299 : 2003 " Cách nhiệt - Các đại lợng vật lý định nghĩa " - TCXDVN 300 : 2003 " Cách nhiệt - Điều kiện truyền nhiệt đặc tính vật liệu - Thuật ngữ " Điều : Quyết định có hiệu lực sau 15 ngày kể từ ngày ký ban hành Điều : Các Ông: Chánh Văn phòng Bộ, Vụ trởng Vụ Khoa học Công nghệ, Viện trởng Viện Nghiên cứu Kiến trúc Thủ trởng đơn vị có liên quan chịu trách nhiệm thi hành Quyết định / Nơi nhận : KT/bộ trởng xây dựng Thứ trởng TCXDVN PGS,TSKH Nguyễn Văn Liên Tiêu chuẩn xây dựng việt nam - Nh điều - Tổng Cục TCĐLCL - Lu VP&Vụ KHCN TCXDVN 298: 2003 (ISO 6946:.1996) TIÊU CHUẩN việt nam tcvn 289-299-300-2003 Cấu kiện phận công trìnhNhiệt trở độ truyền nhiệt- Phơng pháp tính toán Building components and building elements- Thermal resistance and thermal transmittance- Calculation method Hà nội- 2003 Lời nói đầu TCXDVN 298: 2003 (ISO 6946:1996)- Cấu kiện phận công trìnhNhiệt trở độ truyền nhiệt- Phơng pháp tính toán đợc chấp nhận từ (ISO 6946:1996)- Cấu kiện phận công trình- Nhiệt trở độ truyền nhiệtPhơng pháp tính toán TCXDVN 298: 2003 (ISO 6946:1996)- Cấu kiện phận công trìnhNhiệt trở độ truyền nhiệt- Phơng pháp tính toán Viện Nghiên cứu Kiến trúc chủ trì biên soạn, Vụ Khoa học Công nghệ- Bộ Xây dựng đề nghị đợc Bộ Xây dựng ban hành TIÊU CHUẩN việt nam tcvn 289-299-300-2003 Mục lục Trang Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn trích dẫn 3 Định nghĩa ký hiệu 4 Nguyên tắc 5 Nhiệt trở 6 Tổng nhiệt trở 11 Độ truyền nhiệt 15 Phụ lục Phụ lục A- Nhiệt trở bề mặt 16 Phụ lục B- Nhiệt trở khoảng không khí không đợc thông gió 19 Phụ lục C- Tính toán độ truyền nhiệt cấu kiện hình nêm 22 Phụ lục D- Hiệu chỉnh độ truyền nhiệt 26 Phụ lục E- Các ví dụ việc hiệu chỉnh khe không khí 29 TIÊU CHUẩN việt nam tcvn 289-299-300-2003 Phần giới thiệu Độ truyền nhiệt đợc tính toán theo tiêu chuẩn phù hợp với việc xác định dòng nhiệt truyền qua cấu kiện công trình nh nêu phạm vi áp dụng tiêu chuẩn Đối với hầu hết mục đích, dòng nhiệt đợc tính toán ứng với loại nhiệt độ sau: - Bên : Nhiệt độ tổng hợp khô - Bên : Nhiệt độ không khí Cấu kiện phận công trìnhNhiệt trở độ truyền nhiệt- Phơng pháp tính toán Building components and building elements- Thermal resistance and thermal transmittance- Calculation method Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn quy định phơng pháp tính nhiệt trở độ truyền nhiệt cấu kiện phận công trình, trừ cửa đi, cửa sổ phận khác có lắp kính, cấu kiện có liên quan đến việc truyền nhiệt xuống đất, cấu kiện mà không khí lọt qua đợc Phơng pháp tính đợc dựa độ truyền nhiệt thiết kế thích hợp nhiệt trở vật liệu sản phẩm có liên quan TIÊU CHUẩN việt nam tcvn 289-299-300-2003 Phơng pháp áp dụng cho cấu kiện phận công trình bao gồm lớp chịu nhiệt đồng (kể lớp không khí) Tiêu chuẩn quy định phơng pháp gần áp dụng cho lớp chịu nhiệt không đồng nhất, trừ trờng hợp lớp cách nhiệt có cầu nối kim loại Tiêu chuẩn trích dẫn ISO 10456 - Cách nhiệt- Vật liệu sản phẩm xây dựng - Xác định giá trị nhiệt quy định theo thiết kế TCXDVN 299: 2003 (ISO 7345 : 1987) Cách nhiệt- Các đại lợng vật lý định nghĩa Định nghĩa ký hiệu 3.1 Định nghĩa Các thuật ngữ dới nêu TCXDVN 299: 2003 (ISO 7345:1987) Cách nhiệt- Các đại lợng vật lý định nghĩa đợc áp dụng cho tiêu chuẩn 3.1.1 Cấu kiện công trình : Phần công trình nh tờng, sàn, mái 3.1.2 Bộ phận công trình : Cấu kiện công trình phần cấu kiện Ghi : Trong tiêu chuẩn từ phận đợc dùng để cấu kiện phận 3.1.3 Giá trị nhiệt thiết kế : Độ dẫn nhiệt thiết kế hay nhiệt trở thiết kế Ghi chú: Một sản phẩm xác định có nhiều giá trị nhiệt thiết kế ứng dụng khác điều kiện môi trờng khác 3.1.4 Độ dẫn nhiệt thiết kế : Giá trị độ dẫn nhiệt vật liệu xây dựng sản phẩm điều kiện bên bên cụ thể, đợc coi tính đặc trng vật liệu hay sản phẩm liên kết với phận công trình 3.1.5 Nhiệt trở thiết kế : Giá trị nhiệt trở sản phẩm xây dựng điều kiện bên bên đặc biệt, đợc coi tính đặc trng sản phẩm liên kết với phận công trình 3.1.6 Lớp chịu nhiệt đồng nhất: Lớp có độ dày không đổi có đặc tính dẫn nhiệt nh đợc coi nh 3.2 Ký hiệu đơn vị Ký hiệu A Đại lợng Diện tích Đơn vị m2 TIÊU CHUẩN việt nam R Rg Rse Rsi RT RT RT Ru U d h tcvn 289-299-300-2003 Nhiệt trở thiết kế Nhiệt trở khoảng không khí Nhiệt trở bề mặt bên Nhiệt trở bề mặt bên Tổng nhiệt trở (môi trờng tới môi trờng) Giới hạn tổng nhiệt trở Giới hạn dới tổng nhiệt trở Nhiệt trở bề mặt không đợc đốt nóng Độ truyền nhiệt Chiều dày Hệ số trao đổi nhiệt Hệ số dẫn nhiệt m2.K/W m2.K/W m2.K/W m2.K/W m2.K/W m2.K/W m2.K/W m2.K/W W/(m2.K) M W/(m2.K) W/(m.K) Nguyên tắc Nguyên tắc phơng pháp tính, : a) tính đợc nhiệt trở phần chịu nhiệt đồng cấu kiện b) kết hợp nhiệt trở thành phần đơn lẻ để tính đợc tổng nhiệt trở cấu kiện, kể tác động nhiệt trở bề mặt (tại nơi thích hợp) Nhiệt trở phận đơn lẻ đợc tính toán theo quy định mục 5.1 Các giá trị nhiệt trở bề mặt quy định mục 5.2 phù hợp với hầu hết trờng hợp Phụ lục A đa quy trình tính toán chi tiết cho bề mặt xạ nhiệt thấp, với tốc độ gió bên xác định bề mặt không phẳng Các lớp không khí nêu tiêu chuẩn đợc xem nh lớp chịu nhiệt đồng Giá trị nhiệt trở lớp không khí lớn với bề mặt xạ nhiệt cao đợc quy định mục 5.3 phụ lục B đa quy trình tính toán cho trờng hợp khác Nhiệt trở lớp đợc tính toán kết hợp nh sau : - Đối với cấu kiện có lớp chịu nhiệt đồng nhất, tổng nhiệt trở đợc tính theo quy định mục 6.1 độ truyền nhiệt theo quy định mục - Đối với cấu kiện có nhiều lớp chịu nhiệt không đồng nhất, tổng nhiệt trở đợc tính theo quy định mục 6.2 độ truyền nhiệt theo quy định mục - Đối với cấu kiện có lớp chịu nhiệt dạng hình nêm tính toán độ truyền nhiệt tổng nhiệt trở theo quy định phụ lục C Cuối cùng, việc hiệu chỉnh độ truyền nhiệt đợc lấy theo phụ lục D, có tính đến hiệu ứng khe không khí cách nhiệt, mối nối khí xuyên qua lớp cách nhiệt đọng nớc mái dốc ngợc TIÊU CHUẩN việt nam tcvn 289-299-300-2003 Độ truyền nhiệt theo cách tính nh đợc áp dụng môi trờng tác động lên phía cấu kiện đợc đề cập, ví dụ nh môi trờng bên môi trờng bên ngoài, hai môi trờng bên trong trờng hợp có vách ngăn, môi trờng bên với không gian không đợc nung nóng Quy trình tính toán đơn giản hoá đợc quy định mục 5.4 để xử lý không gian không đợc nung nóng tác động nh nhiệt trở Nhiệt trở 5.1 Nhiệt trở lớp đồng Giá trị nhiệt thiết kế đợc đa nh hệ số dẫn nhiệt nhiệt trở thiết kế Nếu biết hệ số dẫn nhiệt tính nhiệt trở lớp chịu nhiệt theo công thức sau: d R = (1) Trong : d : Chiều dày lớp vật liệu phận công trình : Hệ số dẫn nhiệt vật liệu, đợc tính theo ISO/DIS 10456-2 lấy từ giá trị kê theo bảng Ghi chú: Chiều dày d khác so với chiều dày danh nghĩa (ví dụ sản phẩm chịu nén đợc lắp dựng trạng thái bị nén, d nhỏ chiều dày danh nghĩa Trong thực tế dung sai chiều dày cho phép lấy d phù hợp (ví dụ trờng hợp dung sai âm) Giá trị nhiệt trở đợc dùng tính toán đợc lấy số thập phân 5.2 Nhiệt trở bề mặt Sử dụng giá trị bảng cho bề mặt phẳng trờng hợp thiếu thông tin xác định điều kiện biên Các giá trị cột nằm ngang áp dụng cho hớng dòng nhiệt 30o tính từ mặt phẳng nằm ngang Đối với bề mặt không phẳng điều kiện biên đặc biệt áp dụng theo phụ lục A Bảng : nhiệt trở bề mặt Nhiệt trở bề mặt Rsi Rse Đơn vị : m2 K/W Hớng dòng nhiệt Nằm ngang Đi xuống 0,13 0,17 0,04 0,04 Đi lên 0,10 0,04 TIÊU CHUẩN việt nam tcvn 289-299-300-2003 Chú ý : Những giá trị bảng giá trị thiết kế Đối với trờng hợp cần thông báo độ truyền nhiệt phận trờng hợp yêu cầu giá trị độc lập với hớng dòng nhiệt khuyến nghị áp dụng theo giá trị dòng nhiệt theo phơng nằm ngang 5.3 Nhiệt trở lớp không khí Các giá trị đợc quy định mục áp dụng cho lớp không khí: - Đợc giới hạn hai mặt song song vuông góc với hớng dòng nhiệt có hệ số xạ nhiệt không nhỏ 0,8; - Có chiều dày (theo hớng dòng nhiệt) nhỏ 0,1 lần hai kích thớc không lớn 0,3m; Ghi chú: Độ truyền nhiệt riêng lẻ không nên tính cho phận có lớp không khí dày 0,3m Hơn nữa, dòng nhiệt nên đợc tính toán cách thực cân nhiệt (Xem ISO/DIS 13789- Đặc tính nhiệt công trình-Hệ số tổn thất truyền nhiệt- Phơng pháp tính toán) - Không có trao đổi không khí với môi trờng bên lục B Nếu không áp dụng điều kiện sử dụng theo quy trình phụ 5.3.1 Lớp không khí không đợc thông gió Lớp không khí không đợc thông gió lớp không cho dòng không khí qua Giá trị nhiệt trở thiết kế đợc quy định bảng Các giá trị cột nằm ngang áp dụng cho hớng dòng nhiệt 30o tính từ mặt phẳng nằm ngang bảng Nhiệt trở lớp không khí không đợc thông gió: bề mặt xạ nhiệt cao (m2.K/W) Chiều dày lớp không khí (mm) 10 15 25 50 100 300 Hớng dòng nhiệt nằm ngang 0,00 o,11 0,13 0,15 0,17 0,18 0,18 0,18 0,18 lên 0,00 o,11 0,13 0,15 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16 xuống 0,00 0,11 0,13 0,15 0,17 0,19 0,21 0,22 0,23 Chú ý: Các giá trị trung gian đợc tính toán theo nội suy tuyến tính Một lớp không khí lớp cách nhiệt môi trờng bên nhng có khe hở nhỏ với môi trờng bên ngoài, đợc coi nh lớp TIÊU CHUẩN việt nam tcvn 289-299-300-2003 không khí không đợc thông gió, khe hở không đợc bố trí phép không khí thổi qua lớp diện tích khe hở không vợt : đứng; - 500mm2 cho mét chiều dài lớp không khí theo phơng thẳng - 500mm2 cho mét vuông diện tích bề mặt lớp không khí theo phơng nằm ngang1) Ghi chú: Các khe thoát nớc (các lỗ rò rỉ nớc) dới dạng mối nối mở theo phơng thẳng đứng nằm khối xây không đợc coi lỗ thông gió 5.3.2 Lớp không khí thông gió nhẹ Một lớp không khí thông gió nhẹ lớp có luồng không khí giới hạn thổi qua từ môi trờng bên qua khe hở nằm giới hạn sau: 1) Đối với lớp không khí thẳng đứng biên độ đợc biểu thị diện tích khe hở mét chiều dài Đối với lớp không khí nằm ngang đợc biểu thị diện tích khe hở mét vuông diện tích - >500mm2 nhng 1500mm2 cho mét chiều dài lớp không khí theo phơng thẳng đứng; - > 500mm2 nhng 1500mm2 cho mét vuông diện tích bề mặt lớp không khí nằm ngang Nhiệt trở thiết kế lớp khí thông gió nhẹ nửa giá trị tơng đơng cho bảng Tuy nhiên, nhiệt trở lớp không khí môi trờng bên lớn 0,15m2.K/W, thay giá trị 0,15m2.K/W 5.3.3 Lớp không khí thông gió tốt Một lớp không khí thông gió tốt lớp có khe hở lớp không khí môi trờng bên ngoài, lớn hơn: : - 1500mm2 cho mét chiều dài lớp không khí theo phơng thẳng đứng; - 1500mm2 cho mét vuông diện tích bề mặt lớp không khí theo phơng nằm ngang Tổng nhiệt trở cấu kiện xây dựng có lớp không khí thông gió tốt đợc tính toán cách không tính đến nhiệt trở lớp không khí tất lớp khác lớp không khí với môi trờng bên ngoài, kể nhiệt trở bề mặt bên tơng ứng với không khí yên lặng (tức tơng ứng với nhiệt trở bề mặt bên phận) 5.4 Nhiệt trở khoảng không gian không bị nung nóng Khi lớp vỏ bao che bên khoảng không gian không bị nung nóng không đợc cách nhiệt, quy trình đơn giản sau để tính khoảng không gian không bị nung nóng đợc áp dụng TIÊU CHUẩN việt nam tcvn 289-299-300-2003 Ghi chú: ISO/DIS 13789- Đặc tính nhiệt công trình- Hệ số tổn thất độ truyền nhiệt- Phơng pháp tính toán, áp dụng cho trờng hợp chung trờng hợp có độ xác cao Quy trình tính toán độ truyền nhiệt từ công trình tới môi trờng bên khoảng không gian không bị nung nóng cần đợc áp dụng yêu cầu có kết xác Đối với khoảng không bên dới sàn treo xem ISO/DIS 13370- Đặc tính nhiệt công trình-Truyền nhiệt dới mặt đất Phơng pháp tính toán 5.4.1 Khoảng không gian dới mái Đối với kết cấu mái dốc có trần phẳng đợc cách nhiệt dới khoảng không gian dới mái đợc coi nh lớp chịu nhiệt đồng với giá trị nhiệt trở cho bảng Bảng : nhiệt trở khoảng không gian dới mái Đặc tính máI Ru m K/W 0,06 Mái ngói không lót vải, ván hay vật liệu tơng tự Mái kim loại ngói có lót vải, ván hay vật liệu tơng tự dới lớp ngói Giống nh loại nhng có bọc nhôm hay vật liệu có bề mặt xạ nhiệt thấp nằm dới mái Mái lót ván vảI 0,02 0,3 0,3 Chú ý : Các giá trị cho bảng bao gồm nhiệt trở khoảng không gian thông gió nhiệt trở kết cấu mái dốc Chúng không bao gồm nhiệt trở bề mặt (Rse) 5.4.2 Các khoảng không gian khác Khi công trình có khoảng không gian nhỏ không bị nung nóng gắn liền với nó, độ truyền nhiệt môi trờng bên bên đợc tính toán cách tính khoảng không gian không bị nung nóng với cấu kiện xây dựng bên nh lớp chịu nhiệt đồng bổ sung cộng với nhiệt trở R u đợc tính theo công thức sau: Ai Ru = 0,09 + 0,4 -(2) Ae với Ru 0,5m2.K/W, đó: Ai : tổng diện tích tất cấu kiện môi trờng bên khoảng không gian không bị nung nóng Ae : tổng diện tích tất cấu kiện khoảng không gian không bị nung nóng môi trờng bên Ghi : 10 TIÊU CHUẩN việt nam tcvn 289-299-300-2003 tham chiếu với truyền nhiệt đối lu tự hay cỡng xạ nhiệt từ vật xung quanh, v.v ) Khi xác định giá trị nhiệt trở phải biết T1 T2 Nhiệt trở đợc thay thuật ngữ Nhiệt trở bề mặt nhầm lẫn với thuật ngữ Nhiệt trở theo chiều dài (2.8) 2.8 * Nhiệt trở theo chiều dài1): Chênh lệch nhiệt độ chia cho cờng độ dòng nhiệt theo chiều dài điều kiện ổn định: T1 - T2 R1 =- q1 Ghi chú: Giả thiết hai nhiệt độ tham chiếu T1, T2 chiều dài mà cờng độ theo chiều dài dòng nhiệt đồng Nếu bên hệ thống T1 T2 nhiệt độ bề mặt chất rắn mà bề mặt chất lỏng nhiệt độ tham chiếu phải đợc xác định trờng hợp cụ thể (có ý đến truyền nhiệt đối lu hay cỡng xạ nhiệt từ mặt xung quanh, v.v ) Khi xác định giá trị nhiệt trở theo chiều dài phải biết T1 T2 2.9 Hệ số trao đổi nhiệt bề mặt: Cờng độ dòng nhiệt bề mặt điều kiện ổn định chia cho chênh lệch nhiệt độ bề mặt môi trờng xung quanh: q h = T S - Ta Ghi chú: Giả thiết bề mặt truyền nhiệt, nhiệt độ bề mặt Ts , nhiệt độ không khí Ta xác định (có tham chiếu với truyền nhiệt đối lu tự hay cỡng xạ nhiệt từ mặt xung quanh, v.v ) 32 R1 (m.K)/W h W/(m2.K) TIÊU CHUẩN việt nam tcvn 289-299-300-2003 2.10 Độ dẫn nhiệt: Số nghịch đảo nhiệt trở từ bề mặt tới bề mặt điều kiện cờng độ dòng nhiệt đồng A= R Ghi chú: Độ dẫn nhiệt đợc thay độ dẫn nhiệt bề mặt bị nhầm lẫn với thuật ngữ độ dẫn nhiệt theo chiều dài (2.11) 2.11 Độ dẫn nhiệt theo chiều dài : Số nghịch đảo nhiệt trở theo chiều dài từ bề mặt tới bề mặt điều kiện cờng độ dòng nhiệt đồng A1 = -R1 2.12 Độ truyền nhiệt: Lu lợng dòng nhiệt điều kiện ổn định chia cho tích số diện tích chênh lệch nhiệt độ môi trờng hai phía hệ thống: U1 = -(T1 T2)A Ghi chú: Giả thiết hệ thống, hai nhiệt độ tham chiếu T1, T2 điều kiện biên khác xác định Độ truyền nhiệt đợc thay thuật ngữ Độ truyền nhiệt bề mặt nhầm lẫn với thuật ngữ Độ truyền nhiệt theo chiều dài (2.13) Số nghịch đảo độ truyền nhiệt tổng nhiệt trở môi trờng hai phía hệ thống: 33 A W/(m2.K) A1 W/(m.K) U1 W/(m2.K) TIÊU CHUẩN việt nam tcvn 289-299-300-2003 2.13 Độ truyền nhiệt theo chiều dài: Lu lợng dòng nhiệt điều kiện ổn định chia cho tích số chiều dài chênh lệch nhiệt độ môi trờng hai phía hệ thống: U1 W/(m.K) 2.14 Nhiệt dung: Đại lợng đợc xác định đẳng thức sau: dQ C = -dT Ghi chú: Khi nhiệt độ hệ thống tăng lên lợng dT tăng thêm lợng nhỏ nhiệt dQ đại lợng dQ/dT gọi nhiệt dung C J/K 2.15 Nhiệt dung riêng: Nhiệt dung chia cho khối lợng 2.15.1 Nhiệt dung riêng áp suất không đổi c J/(kg.K) cp J/(kg.K) cv J/(kg.K) a m2/s U1 = (T1 T2 )l Ghi chú: Giả thiết hệ thống, hai nhiệt độ tham chiếu T 1, T2 điều kiện biên xác định Số nghịch đảo độ truyền nhiệt theo chiều dài tổng nhiệt trở theo chiều dài môi trờng hai phía hệ thống: 2.15.2 Nhiệt dung riêng thể tích không đổi 2.16 *Hệ số dẫn nhiệt độ:Độ dẫn nhiệt chia cho tích số khối lợng riêng nhiệt dung riêng a = -a = -c 34 TIÊU CHUẩN việt nam tcvn 289-299-300-2003 QC Ghi chú: Đối với chất lỏng, nhiệt dung riêng thích hợp cp Định nghĩa giả thiết môi trờng đồng nhất, không suốt Hệ số dẫn nhiệt độ có liên quan tới trạng thái không ổn định đo trực tiếp tính toán công thức từ đại lợng đợc đo riêng rẽ Ngoài ra, hệ số dẫn nhiệt độ có kể đến thay đổi nhiệt độ bên khối vật liệu nhiệt độ bề mặt thay đổi Hệ số dẫn nhiệt độ vật liệu cao nhiệt độ bên vật liệu nhạy cảm với thay đổi nhiệt độ bề mặt 2.17 Hệ số hàm nhiệt: Căn bậc hai tích số độ dẫn nhiệt, khối lợng riêng nhiệt dung riêng b J/(m2.Ks1/2) b = c Ghi chú: Đối với chất lỏng, nhiệt dung riêng thích hợp cp Đặc tính liên quan tới điều kiện không ổn định Nó đợc đo tính toán công thức từ đại lợng đo riêng rẽ Ngoài ra, hệ số hàm nhiệt thể thay đổi nhiệt độ bề mặt vật liệu cờng độ dòng nhiệt qua bề mặt thay đổi Hệ số hàm nhiệt vật liệu thấp nhiệt độ bề mặt nhạy cảm với thay đổi dòng nhiệt bề mặt Đặc tính lợng công trình: 3.1 Hệ số tổn thất nhiệt theo thể tích: Lu lợng dòng FV nhiệt từ công trình chia cho tích số thể tích chênh lệch nhiệt độ môi trờng bên bên ngoài: FV = V T Ghi chú: Lu lợng dòng nhiệt bao gồm:các tác động truyền nhiệt qua vỏ bao che công trình, hệ thống thông gió, xạ mặt trời, v.v Trong đại lợng thể tích V phải đợc xác định Khi áp dụng hệ số tổn thất nhiệt theo thể tích chấp nhận định nghĩa nhiệt độ bên trong, nhiệt độ 35 W/(m3.K) TIÊU CHUẩN việt nam tcvn 289-299-300-2003 bên ngoài, thể tích tác động nhiệt khác gây lu lợng dòng nhiệt 3.2 Hệ số tổn thất nhiệt theo diện tích: Lu lợng dòng nhiệt từ công trình chia cho tích số diện tích chênh lệch nhiệt độ môi trờng bên bên ngoài: FS W/(m2.K) n h-1 T d l b A V D t M K 0C M M M m2 m3 M S Kg kg/m3 FS = -A T Ghi chú: Lu lợng dòng nhiệt bao gồm tác động truyền nhiệt qua vỏ bao che công trình, hệ thống thông gió, xạ mặt trời,v.v Diện tích diện tích vỏ bao che, diện tích sàn Khi áp dụng hệ số tổn thất nhiệt theo thể tích chấp nhận định nghĩa nhiệt độ bên trong, nhiệt độ bên ngoài, thể tích tác động nhiệt khác gây lu lợng dòng nhiệt 3.3 Bội số trao đổi không khí: Số lần thay đổi không khí thể tích xác định chia cho thời gian: Ghi chú: Đơn vị bội số trao đổi không khí (h -1) đơn vị đo hệ SI Tuy vậy, số lần thay đổi không khí nói chung đợc chấp nhận để thể bội số trao đổi không khí Ký hiệu đơn vị đo đại lợng khác: 4.1 Nhiệt độ nhiệt động lực 4.2 Nhiệt độ bách phân 4.3 Chiều dày 4.4 Chiều dài 4.5 Chiều rộng 4.6 Diện tích 4.7 Thể tích 4.8 Đờng kính 4.9 Thời gian 4.10 Khối lợng 4.11 Khối lợng riêng Các ký hiệu phụ: Để tránh nhầm lẫn cần phải sử dụng ký hiệu phụ dấu hiệu nhận biết khác Trong trờng hợp ý nghĩa chúng cần phải rõ ràng Những ký hiệu phụ dới khuyến cáo sử dụng: 36 TIÊU CHUẩN việt nam tcvn 289-299-300-2003 - bên (interior) - bên (exterior) - bề mặt (surface) - mặt (interior surface) - mặt (exterior surface) - dẫn truyền (conduction) - đối lu (convection) - xạ (radiation) - tiếp xúc (contact) - không gian khí (không khí) (gas (air) space) - môi trờng xung quanh (ambient) i e s si se cd cv r c g a Phụ lục Khái niệm độ dẫn nhiệt A.0 Giới thiệu Để hiểu rõ thêm khái niệm độ dẫn nhiệt áp dụng, phụ lục đa cách giải thích theo toán học xác A.1 Gradian nhiệt (grad T) điểm P Đây véctơ theo hớng pháp tuyến n với mặt đẳng nhiệt chứa điểm P Độ lớn đạo hàm nhiệt độ T theo khoảng cách từ P dọc theo phơng pháp tuyến n, véctơ đơn vị en Từ định nghĩa có: T grad T.en = (1) n A.2 Cờng độ dòng nhiệt bề mặt, q, điểm P (bề mặt có dòng nhiệt đợc truyền qua) Đợc xác định nh sau: 37 TIÊU CHUẩN việt nam tcvn 289-299-300-2003 d q=( )P (2) dA Khi đề cập đến trao đổi nhiệt dẫn nhiệt điểm vật thể nơi tồn dẫn nhiệt đại lợng q phụ thuộc vào hớng bề mặt (tức phụ thuộc vào hớng pháp tuyến điểm P tới bề mặt diện tích A) tìm đợc hớng pháp tuyến n với bề mặt diện tích An chứa điểm P, nơi mà trị số q có giá trị lớn đợc ký hiệu véctơ q: q= ( ) Pen (3) An Đối với bề mặt diện tích AS qua điểm P, cờng độ dòng nhiệt bề mặt q thành phần véc tơ q theo hớng pháp tuyến tới bề mặt điểm P Véctơ q đợc gọi mật độ dòng nhiệt (không phải cờng độ dòng nhiệt) Thuật ngữ dòng nhiệt lu lợng dòng nhiệt cách nói tơng đơng đề cập tới dẫn nhiệt Bất kỳ véctơ q xác định đợc (đối với truyền nhiệt đối lu hầu hết trờng hợp truyền nhiệt xạ), sử dụng thuật ngữ lu lợng dòng nhiệt cờng độ dòng nhiệt bề mặt A.3 Nhiệt trở suất r điểm P Đây đại lợng cho phép tính toán véctơ grad T điểm P từ véctơ q điểm P định luật Fourier Trờng hợp đơn giản (vật liệu đẳng nhiệt) grad T q song song ngợc chiều, lúc r đợc xác định điểm nh hệ số tỷ lệ véctơ grad T q: grad T = - rq (4) Trong trờng hợp r hệ số tỷ lệ nghịch thành phần grad T q điểm dọc theo hớng s không phụ thuộc vào hớng s chọn Trong trờng hợp chung (vật liệu đẳng hớng dị hớng), ba thành phần xác định grad T đại lợng tỷ lệ tuyến tính thành phần véctơ q Do nhiệt trở suất đợc xác định thông qua tenxơ [r] chín hệ số đại lợng tỷ lệ tuyến tính theo hệ thức dới : grad T = - [r] q (5) Nếu nhiệt trở suất r [r] không đổi theo toạ độ thời gian, xem nh đặc tính nhiệt nhiệt độ cho 38 TIÊU CHUẩN việt nam tcvn 289-299-300-2003 A.4 Độ dẫn nhiệt điểm P Đây đại lợng cho phép để tính toán véctơ q điểm P từ véctơ grad T điểm P, có nghĩa tích số độ dẫn nhiệt với nhiệt trở suất một đơn vị tenxơ Nếu q grad T song song ngợc chiều thì: q = - grad T (6) r = Giống nh nhiệt trở suất, độ dẫn nhiệt hầu hết trờng hợp tenxơ [ ] chín hệ số đại lợng tỷ lệ tuyến tính thuộc thành phần grad T mà hệ số xác định thành phần q theo hệ thức dới đây: q = - grad T (7) Nh [ ] đợc xác định đợc cách đảo ngợc [r ] ngợc lại Nếu độ dẫn nhiệt [ ] không đổi theo toạ độ thời gian, đợc xem nh đặc tính nhiệt nhiệt độ cho Độ dẫn nhiệt hàm số nhiệt độ hớng (vật liệu dị hớng) Do cần biết mối quan hệ thông số Hãy xem xét vật thể có chiều dày d đợc giới hạn hai mặt phẳng song song đẳng nhiệt, có nhiệt độ T1 T2 , mặt có diện tích A Các mép bên bao quanh mặt vật thể đợc giả thiết đoạn nhiệt thẳng góc với chúng Giả thiết vật thể đợc tạo vật liệu ổn định, đồng đẳng hớng (hoặc không đẳng hớng -dị hớng- với trục đối xứng vuông góc với mặt chính) Trong điều kiện nh hệ thức dới = đạo hàm từ định luật Fourier trạng thái ổn định đợc áp dụng hệ số dẫn nhiệt [ ], nhiệt trở suất r [r] không phụ thuộc nhiệt độ: d = d = r = A(T1 - T2) A(T1 T2) R= R d = (8) = rd 39 (9) TIÊU CHUẩN việt nam tcvn 289-299-300-2003 Nếu tất điều kiện đợc đáp ứng (ngoại trừ hệ số dẫn nhiệt [] hàm số tuyến tính nhiệt độ áp dụng hệ thức nhng hệ số dẫn nhiệt đợc tính nhiệt độ trung bình T1 + T2 Tm = Tơng tự, vật thể có chiều dài l đợc giới hạn hai mặt đẳng nhiệt, hình lăng trụ, đồng trục có nhiệt độ T T2 đờng kính D1 D2 tơng ứng, hai đầu vật thể mặt đoạn nhiệt phẳng vuông góc với hình lăng trụ, vật liệu ổn định, đồng đẳng hớng, hệ thức dới = đạo hàm từ định luật Fourier điều kiện ổn định đợc áp dụng độ dẫn nhiệt nhiệt trở suất r không phụ thuộc vào nhiệt độ : De D ln = ln Di = r De Di = (10) 2l(T1- T2 ) (T1 T2 ) /D R= R D = De ln D = r Di De ln (11) Di Trong D đờng kính bên bên đờng kính xác định khác Nếu tất điều kiện đợc đáp ứng ngoại trừ hệ số dẫn nhiệt hàm số tuyến tính nhiệt độ hệ thức đợc áp dụng nhng hệ số dẫn nhiệt đợc tính theo nhiệt độ trung bình qua biểu thức sau: T1 + T2 Tm = Với giới hạn trên, công thức (8), (10) thờng đợc sử dụng để xác định hệ số dẫn nhiệt môi trờng không suốt, đồng từ đại lợng đo đợc nhiệt độ trung bình Tm Tơng tự, công thức (8) (10) thờng đợc dùng để xác định đặc tính nhiệt môi trờng xốp từ đại lợng đo đợc mà chúng trình 40 TIÊU CHUẩN việt nam tcvn 289-299-300-2003 truyền nhiệt tổng hợp bao gồm ba phơng thức : xạ, dẫn nhiệt đối lu nhiệt Đặc tính nhiệt đo đợc đại diện cho tất phơng thức truyền nhiệt nêu đợc gọi độ dẫn nhiệt (đôi gọi độ dẫn nhiệt biểu kiến, tơng đơng hiệu quả) môi trờng xốp đồng không phụ thuộc vào kích thớc hình học mẫu đo, tính chất xạ nhiệt bề mặt giới hạn mẫu đo chênh lệch nhiệt độ (T1 - T2) Khi điều kiện không thoả mãn, nhiệt trở bề mặt phải đợc sử dụng để biểu thị đặc tính mẫu đo với kích thớc hình học, chênh lệch nhiệt độ (T -T2 ) với độ xạ nhiệt cho mặt bên mẫu đo - TCXDVN Tiêu chuẩn xây dựng việt nam TCXDVN 300: 2003 (ISO 9251 : 1987) cách nhiệt - Điều kiện truyền nhiệt đặc tính vật liệu- thuật ngữ Thermal insulation- HeAt transfer conditions and properties of materials- Vocabulary 41 TIÊU CHUẩN việt nam tcvn 289-299-300-2003 Hà Nội-2003 Lời nói đầu TCXDVN 300: 2003 (ISO 9251:1987)- Cách nhiệt- Điều kiện truyền nhiệt đặc tính vật liệu- Thuật ngữ chấp nhận từ ISO (ISO 9251:1987)- Cách nhiệtĐiều kiện truyền nhiệt đặc tính vật liệu- Thuật ngữ TCXDVN 300: 2003 (ISO 9251:1987)- Cách nhiệt- Điều kiện truyền nhiệt đặc tính vật liệu- Thuật ngữ Viện Nghiên cứu Kiến trúc biên soạn, Vụ khoa học Công nghệ- Bộ Xây dựng đề nghị đợc Bộ Xây dựng ban hành 42 TIÊU CHUẩN việt nam tcvn 289-299-300-2003 Phần giới thiệu Tiêu chuẩn số tiêu chuẩn thuật ngữ dùng cho cách nhiệt Các tiêu chuẩn bao gồm : - TCXDVN 299: 2003 (ISO 7345-1987)- Cách nhiệt- Các đại lợng vật lý định nghĩa - ISO 9346- Cách nhiệt- Truyền nhiệt- Các đại lợng vật lý định nghĩa - ISO 9229- Cách nhiệt- Vật liệu sản phẩm cách nhiệtThuật ngữ 1) - ISO 9288- Cách nhiệt-Truyền nhiệt xạ-Các đại lợng vật lý định nghĩa 1) Trong giai đoạn soạn thảo cách nhiệt - Điều kiện truyền nhiệt đặc tính vật liệuthuật ngữ Thermal insulation- HeAt transfer conditions and properties of materialsVocabulary Phạm vi đối tợng áp dụng Tiêu chuẩn định nghĩa thuật ngữ đợc sử dụng lĩnh vực cách nhiệt nhằm mô tả điều kiện truyền nhiệt đặc tính vật liệu Các điều kiện truyền nhiệt 2.1.Trạng thái ổn định : Là điều kiện truyền nhiệt tất thông số liên quan không đổi theo thời gian 2.2 Trạng thái không ổn định : Là điều kiện truyền nhiệt thông số liên quan biến đổi theo thời gian 43 TIÊU CHUẩN việt nam tcvn 289-299-300-2003 2.3 Trạng thái chu kỳ : Là trạng thái không ổn định điều kiện giá trị thông số liên quan lặp lại sau khoảng thời gian mà không phụ thuộc vào điều kiện ban đầu 2.4 Trạng thái chuyển tiếp : Là trạng thái không ổn định giá trị thông số liên quan đợc biến đổi tiệm cận từ trạng thái ban đầu, đến trạng thái ổn định trạng thái chu kỳ 2.5 Truyền nhiệt : Là truyền lợng nhờ dẫn truyền nhiệt, đối lu nhiệt xạ nhiệt, tổng hợp tất phơng thức Đặc tính vật liệu 3.1 Độ xốp, : Tổng thể tích khoảng rỗng vật liệu xốp chia cho tổng thể tích vật liệu Ghi : Độ xốp vật liệu đợc xác định công thức sau : - g = s - g Trong : : Khối lợng riêng biểu kiến vật liệu ; s: Khối lợng phần đặc vật liệu ; g: Khối lợng riêng không khí khỏang rỗng vật liệu Khối lợng riêng biểu kiến vật liệu đợc xác định phơng pháp thực nghiệm 3.2 Độ xốp cục bộ, p : Độ xốp điểm P nằm phần vật liệu có khối tích nhỏ so với thể tích tổng thể nhng đủ lớn để tính đợc giá trị trung bình có nghĩa 3.3 Môi trờng xốp: Môi trờng không đồng có khoảng rỗng phần đặc phân bố cách đặn Có thể phân chia loại môi trờng xốp theo cấu trúc hình học nh quy định điều từ 3.3.1 đến 3.3.4 3.3.1 Môi truờng xốp dạng sợi: Môi trờng đợc tạo phần tử khí liên tục nằm phần tử vật chất đặc có chiều dài kích thớc chiếm u 3.3.2 Môi trờng hạt xốp : Môi trờng đợc tạo phần tử khí liên tục nằm phần tử vật chất đặc có hình dạng không theo quy luật không kích thớc chúng chiếm u 3.3.3 Môi trờng xốp dạng tế bào : Môi trờng đợc tạo phần đặc liên tục ngăn lỗ rỗng chứa khí dạng gần giống hình cầu 44 TIÊU CHUẩN việt nam tcvn 289-299-300-2003 3.3.4 Môi trờng xốp kiểu mạng : Môi trờng đợc tạo phần đặc liên tục bao gồm lỗ rỗng có tiếp xúc bên tạo nên phần tử khí liên tục 3.4 Môi trờng có độ xốp đồng : Môi trờng mà độ xốp cục không phụ thuộc vào vị trí điểm tính toán 3.5 Môi trờng đồng : Môi trờng đặc tính liên quan phụ thuộc vào vị trí môi trờng đó, mà phụ thuộc vào thông số nh thời gian, phơng hớng nhiệt độ 3.6 Môi trờng không đồng : Môi trờng đặc tính liên quan phụ thuộc vào vị trí môi trờng có mặt phần tử vật chất không giống 3.7 Khối lợng riêng : Bằng khối lợng chia cho thể tích Ghi : Đối với vật liệu xốpvà vật liệu dạng hạt khối lợng riêng phần đặc, khối lợng riêng toàn khối xác định đợc Theo ISO 31, khối lợng riêng đợc ký hiệu , đơn vị đo kilôgam mét khối (kg/m3) 3.8 Môi trờng đẳng hớng : Môi trờng đặc tính liên quan không phụ thuộc vào phơng hớng mà hàm số theo vị trí môi trờng hàm số biến thiên theo thời gian, nhiệt độ 3.9 Môi trờng không đẳng hớng : Môi trờng đặc tính liên quan hàm số phơng hớng 3.10 Môi trờng ổn định : Môi trờng đặc tính có liên quan không phụ thuộc vào thời gian, mà hàm số biến thiên theo tọa độ, phơng hớng, nhiệt độ v.v - 45 TIÊU CHUẩN việt nam tcvn 289-299-300-2003 46 [...]... Tổng nhiệt trở của các cấu kiện xây dựng bao gồm các lớp cách nhiệt đồng nhất Tổng nhiệt trở RT của một cấu kiện xây dựng phẳng gồm các lớp cách nhiệt đồng nhất vuông góc với dòng nhiệt đợc tính theo công thức sau : RT = Rsi + R1 + R2 + Rn + Rse (3) Trong đó : Rsi - Nhiệt trở của bề mặt bên trong R1, R2 Rn- - Nhiệt trở thiết kế của mỗi lớp Rse - Nhiệt trở của bề mặt bên ngoài Trong trờng hợp tính toán. .. tính toán nhiệt trở của các cấu kiện bên trong công trình (các vách ngăn v.v ) hay một cấu kiện giữa môi trờng bên trong và khoảng không gian không chịu nhiệt, Rsi đợc áp dụng cho cả 2 phía Ghi chú: Nhiệt trở bề mặt nên bỏ qua trong côngthức (3) khi yêu cầu tính nhiệt trở của cấu kiện từ bề mặt này sang bề mặt kia 6.2 Tổng nhiệt trở của cấu kiện xây dựng bao gồm các lớp cách nhiệt đồng nhất và không... hoặc Phần 2 Phơng pháp tính toán cầu nối nhiệt tuyến tính 2 Quy trình tính toán đợc quy định trong mục 6.2 không phù hợp để tính toán nhiệt độ bề mặt nhằm đánh giá nguy cơ ngng tụ ẩm 6.2.1 Tổng nhiệt trợ của một cấu kiện 11 TIÊU CHUẩN việt nam tcvn 289- 299- 300- 2003 Tổng nhiệt trở của một cấu kiện (RT) bao gồm các lớp cách nhiệt đồng nhất và không đồng nhất song song với bề mặt đợc tính bằng trung bình... này là một trong các tiêu chuẩn về thuật ngữ liên quan đến cách nhiệt, bao gồm: - TCXDVN 300: 2003 (ISO 9251-1987) Cách nhiệt - Các điều kiện truyền nhiệt và các đặc tính của vật liệu - Thuật ngữ - ISO 9346 Cách nhiệt- Truyền nhiệt khối- Các đại lợng vật lý và định nghĩa - ISO 9288 Cách nhiệt- Truyền nhiệt bằng bức xạ - Các đại lợng vật lý và định nghĩa Cách nhiệt - các đại lợng vật lý và định nghĩa Thermal... giữa các rui xà, đầu cột, các mối nối hoặc các cấu kiện xây dựng tơng tự, những bộ phận khác nh lớp liên tục phải trùm lên lớp thứ nhất e) Một tầng đơn của lớp cách nhiệt trong công trình, nơi mà nhiệt trở của công trình (ngoại trừ nhiệt trở của lớp cách nhiệt) ít hơn 50% tổng nhiệt trở (ví dụ R 1 0,5 RT) Hiệu chỉnh mức độ 1 f) Lớp cách nhiệt hoàn toàn nằm giữa các rui xà, các mối nối, đầu cột, hay các. .. nam tcvn 289- 299- 300- 2003 ha+ 1/2Ehro ( 1+ 1+ d2/b2- d/b) Trong đó : Rg : Nhiệt trở của khoảng không khí d : Chiều dày của khoảng không khí b : Chiều rộng của khoảng không khí E, ha và hro đợc tính nh trong B.25) Ghi chú : Đẳng thức (B.4) thích hợp cho tính toán dòng nhiệt đi qua các cấu kiện của công trình với mọi chiều dày của tầng không khí và để tính toán sự phân bổ nhiệt độ trong các cấu kiện. .. hạn trên và dới của nhiệt trở: RT + RT RT = (4) 2 Trong đó : RT : Giới hạn trên của của tổng nhiệt trở, đợc tính theo mục 6.2.2 RT : Giới hạn dới của tổng nhiệt trở đợc tính theo mục 6.2.3 Việc tính các giới hạn trên và dới đợc tiến hành bằng cách chia các cấu kiện thành các mặt cắt và các lớp nh trong hình 1, nh vậy cấu kiện đợc chia thành các phần mj, mà bản thân các phần đó có lớp cách nhiệt. .. một phơng pháp tính toán đơn giản để tính nhiệt trở của các cấu kiện xây dựng có lớp cách nhiệt đồng nhất và không đồng nhất, trừ những trờng hợp mà lớp cách nhiệt có cầu nối bằng kim loại Ghi chú: 1 Để có đợc kết quả tính toán chính xác hơn nên áp dụng phơng pháp số học quy định trong ISO 10211- Cầu nối nhiệt trong công trình xây dựng-Dòng nhiệt và nhiệt độ bề mặt- Phần 1 Các phơng pháp tính toán chung... lớp hình nêm, sử dụng công thức : d1 R1 = 1 4 Tính độ truyền nhiệt của mỗi phần riêng biệt (U 1) dựa trên đẳng thức tơng ứng C.2 5 Tính độ truyền nhiệt của tất cả các bề mặt A dùng công thức : Ui Ai U= Nếu tổng Ai nhiệt trở của cấu kiện có các lớp nhỏ dần lúc đó : R T =1/U Phụ lục D (bắt buộc áp dụng ) D.1 Quy định chung hiệu chỉnh độ truyền nhiệt Độ truyền nhiệt tính toán theo các quy định trong... R0 C.3 Quy trình tính toán: Việc tính toán đợc tiến hành nh sau : 1 Tính Ro nh tổng nhiệt trở của cấu kiện trừ lớp hình nêm, dùng công thức (3) nếu tất cả các lớp cách nhiệt đồng nhất hay dùng đẳng thức ở mục 6.2 nếu các lớp cách nhiệt không đồng nhất 21 TIÊU CHUẩN việt nam tcvn 289- 299- 300- 2003 2 Chia nhỏ bề mặt có các lớp hình nêm thành các phần riêng biệt nếu cần thiết (xem hình C.2) 3 Tính R1 cho