混凝土热工计算： 依据《建筑施工手册》（第四版）、《大体积混凝土施工规范》（GB_50496-2009）进行取值计算。 砼强度为：C40 砼抗渗等级为：P6 砼供应商提供砼配合比为： 水：水泥：粉煤灰：外加剂：矿粉：卵石：中砂 155: 205 : 110 : 10.63 : 110 : 1141 : 727 一、温度控制计算 1、最大绝热温升计算 T MAX= W·Q/c·ρ=(m c+K1FA+K2SL+UEA)Q/Cρ 式中： T MAX——混凝土的最大绝热温升； W——每m3混凝土的凝胶材料用量； m c——每m3混凝土的水泥用量，取205Kg/m3； FA——每m3混凝土的粉煤灰用量，取110Kg/m3； SL——每m3混凝土的矿粉用量，取110Kg/m3； UEA——每m3混凝土的膨胀剂用量，取10.63Kg/m3； K1——粉煤灰折减系数，取0.3； K2——矿粉折减系数，取0.5； Q——每千克水泥28d 水化热，取375KJ/Kg； C——混凝土比热，取0.97[KJ/（Kg·K）]； ρ——混凝土密度，取2400（Kg/m3）；
T MAX=（205+0.3×110+0.5×110+10.63）×375/0.97×2400 T MAX=303.63×375/0.97×2400=48.91（℃） 2、各期龄时绝热温升计算 Th（t）=W·Q/c·ρ（1-e-mt）= T MAX（1-e-mt）； Th——混凝土的t期龄时绝热温升（℃）； е——为常数，取2.718； t——混凝土的龄期（d）； m——系数、随浇筑温度改变。根据商砼厂家提供浇注温度 为20℃，m值取0.362 Th（t）=48.91（1-e-mt） 计算结果如下表： 3、砼内部中心温度计算 T1（t）=T j+Thξ（t） 式中： T1（t）——t 龄期混凝土中心计算温度，是该计算期龄混凝土 温度最高值； T j——混凝土浇筑温度，根据商砼厂家提供浇注温度为20℃； ξ（t）——t 龄期降温系数，取值如下表
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=0.25 4、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℃
冬季混凝土施工热工计算 步骤仁 出机温度T,应由预拌混凝土公司计算并保证，现场技术组提出混凝土 到现场得出罐温度要求。 计算入模温度T 2： (1) 现场拌制混凝土采用装卸式运输工具时 T 2=T-AT y (2) 现场拌制混凝土采用泵送施工时： T 2=T-AT b (3) 采用商品混凝土泵送施工时： T 2=T-AT-AT b 其中,AT y . 分别为采用装卸式运输工具运输混凝土时得温度降低
与采用泵管输送混凝土时得温度降低，可按下列公式计算: ATy= ( a ti+O> 032n) X (L- Ta) 3.6 I)w 叫= =4u)x x AT. x x d h C r x p r x D7 0.04 + — L L L 式中： T 2——混凝土拌合物运输与输送到浇筑地点时温度(°C) △ Ty——采用装卸式运输工具运输混凝土时得温度降低CC) △Tb——采用泵管输送混凝土时得温度降低(°C) AT.——泵管内混凝土得温度与环境气温差(°C),当现场拌制混凝土 采用泵送工艺输送时:AL= T-「；当商品混凝土采用泵送工艺输送时：△ T F T- T- Ta T a ——室外环境气温(°C) t.——混凝土拌合物运输得时间(h) t2——混凝土在泵管內输送时间(h) n ——混凝土拌合物运转次数 Q ——混凝土得比热容[kj/(kg ?K)] p c ——混凝土得质量密度(kg/m 3) 一般取值2400 X b ——泵管外保温材料导热系数[W/ (ni ?k)] d b ---泵管外保温层厚度(m) D L ——混凝土泵管内径(m) D w ——混凝土泵管外围直径(包括外围保温材料)(m) CD ——透风系数，可按规程表A. 2. 2-2取值 a ——温度损失系数(h"1)；采用混凝土搅拌车时：a 二0、25；采用开敞式 大型自卸汽车时：a 二0、20；采用开敞式小型自卸汽车时：a 二0、30；采用封 闭式自卸汽车时：a=：o 、1;采用手推车或吊斗时：a 二0、50 步骤2:考虑模板与钢筋得吸热影响，计算成型温度T3 CdiuT 2 + Cfin(Tf + Csin^Ts C(nk + Cjnif + C.v/n.v Cc --- 混凝土比热容(kj/kg ?K)普通混凝土取值0、96 C f --- 模板比热容(kj/kg ?K)木模2、51,钢模0、48 C s ——钢筋比热容(kj/kg ?K)o 、48 me --- 每混凝土重量(kg) 2500 m f --- 每m 3混凝土相接触得模板重量(kg) T3=
冬雨季施工方案 一、工程概况 本工程岚县秀容御苑10#、11#楼位于岚县西村北侧，北临滨河 南路，东临秀容街。由山西伟厦广业房地产开发集团有限公司开发，山西国建工程设计有限公司设计，山西省第九地质工程勘察院勘察，山西五建集团有限公司承建。10#楼地下一层，地上三十层，地下一层为住宅用户的储藏间，地上一层二层为单户，三层以上为住宅。建 筑总高度96米，建筑层高：地下一层4.0m，地上一层4.8m，地上二层4.2m，地上三层以上为住宅层高3.0m，顶层坡屋顶。住宅平面有 三个单元组成，每单元1梯四户，共计336户，建筑总面积39529.48m2。其中商铺裙房结构为框架结构，主楼为钢筋混凝土剪力墙结构，基础采用钢筋混凝土灌注桩基础。11#楼地下一层，地上十层，地下一层为住宅用户的储藏间，地上一层以上为住宅。建筑总高度30.9米，建筑层高：地下一层3.3m，地上一层以上为住宅层高3.0m，。住宅平面有三个单元组成，每单元1梯三户，共计90户，建筑总面积9066.14m2， CFG桩复合地基筏板式基础。 二、冬施工程 当室外平均气温连续5d稳定低于5℃即进入冬期施工。（一）冬施包括施工内容 1、模板工程
2、钢筋工程 3、混凝土工程 4、地下室外墙防水工程 5、地下室周边回填土工程 （二）施工部署 1、组织措施 （1）建立以项目经理为组长的冬期施工领导小组。 （2）定期组织各工种施工人员对冬期施工方法进行学习交底。 2、准备工作 （1）本工程由专人（刘健龙）负责每日收集天气预报情况，及时向冬期施工领导小组成员汇报，及时掌握了解近期的天气变化以便采取必要的防护措施。 （2）提前将工地所需的保温材料（塑料布、岩棉、草袋等）热水炉、测温工具送到工地。 （3）落实责任制。各级施工技术管理人员、试验人员及施工人员应明确责任，并认真贯彻落实冬期施工措施。做好技术交底。在每个分项施工前，由项目技术负责人向施工班组作出书面交底，内容应包括冬期施工技术措施及外加剂的使用知识，并监督实施。 （4）建立冬季施工测温制度，测温派专人（李文飞）负责，发现异常及时反映并采取措施。项目技术负责人应绘制测温孔平面图，
冬季施工混凝土热工计算 一、混凝土拌合物的理论温度计算 To=[0.9(Mce*Tce+Mcm*Tcm+Mg*Tg)+4.2*Tw(Mw-Wcm*Mcm-Wg*Mg)－C1(Wcm*Mcm*Tcm+Wg*Mg*Tg)－C2(Wcm*Mcm+Wg*Mg)]÷[4.2*Mw+0.9(Mce+Mcm+Mg)] ——（公式1） To—混凝土拌合物温度(℃) Mw、Mce、MCm、Mg—水、水泥、砂、石的用量（kg） Tw、Tce、Tcm、Tg—水、水泥、砂、石的温度（℃) Wcm、Wg—砂、石的含水率 C1、C2—水的比热容[kj/（kg.k）]及冰的溶解[kj/（kg.k）] 当骨料温度>0℃时,C1=4.2,C2=0 ≤0℃时, C1=2.1, C2=335 墙体混凝土配合比为: 水泥：砂：石：水(每立方量)=419：618：1100：190 砂含水量为5%，石含水量为0% 热水温度为80℃，水泥温度为5℃，砂温度为3℃，石温度为3℃。 根据公式1 To=[0.9(419×5＋618×3＋1100×3)＋4.2×80(190－0.05×618)－4.20.05×618×3－2.1×0.05×618－335×0.05×618]÷ [4.2×190＋0.9(419＋618＋1100)]=18.06 ℃ 二、混凝土拌合物的出机温度计算： T1= To－0.16(To-Tp) ——(公式2)
T1—混凝土拌合物出机温度（℃) Tp—搅拌机棚内温度（℃) 根据公式2 T1=18.06－0.16(18.06－6)=16.13℃ 三、混凝土拌合物经运输到浇筑时的温度计算 T2= T1－(a×t i＋0.032n)×（T1＋Th）——(公式3) T2—混凝土拌合物经运输到浇筑时温度（℃) t i—混凝土拌合物自运输到浇筑时的时间（h） n—混凝土拌合物转运次数 Th—混凝土拌合物运输时的环境温度（℃) a—温度损失系数（h-1） 当混凝土用搅拌车运输时：a=0.25 根据公式3 T2=16.13－(0.25×0.6＋0.032×2)(16.13＋5)=11.6℃ 四、考虑模板和钢筋的吸热影响，混凝土浇筑成型时的温度 计算： T3=（C1×M1×T1－C2×M2×T2－C3×M3×T3）/（C1×M1＋C2×M2＋C3×M3）——（公式4） T3—混凝土浇筑成型时的温度（℃） C1、C2、C3—混凝土、模板、钢材的比热容[kj/（kg.k）] 混凝土的比热容取1 kj/（kg.k） 钢材的比热容取0.48 kj/（kg.k）
混凝土入模温度计算 依据国家行业标准JGJ104-97标准中的有关规定，混凝土的热工计算如下进行： 一、混凝土配合比及其它有关数据 底板C40P16配比： 材料名 称 项目水泥水砂石 掺 合料 膨 胀剂 泵 送剂 品种及规格P.O42.5 中 砂 碎 石 粉 煤灰 UE A EP 液 产地 秦皇岛 浅野 密 云 三 河 三 河 天 津 本 站 用量（kg/m3）330180750 103 130 4014.0 其它有关数据如下：水温20℃、水泥温度65℃、砂子温度25℃、石子温度25℃、砂子含水率6.0%、石子含水率0%、搅拌机棚内温度28℃、环境温度30℃、采用混凝土罐车（搅拌车）运输、从混凝土出站到工地所需时间约为1.0h。 二、混凝土拌合温度的计算 ) (9.0 2.4 ) ( ) ( ) ( 2.4 ) ( 92 .0 2 1 g sa ce w g g sa sa g g g sa sa sa g g sa sa w w g g sa sa ce ce m m m m m m c T m T m c m m m T T m T m T m T + + + + - + + - - + + + = ω ω ω ω ω ω 式中 T0——混凝土拌合物温度（℃）；m w——水用量（kg）；m ce——水泥用量（kg）； m sa——砂子用量（kg）； m g——石子用量（kg）； T w——水的温度（℃）； T ce——水泥的温度（℃）； T sa——砂子的温度（℃）； T g——石子的温度（℃）； ωsa——砂子的含水率（%）；ωg——石子的含水率（%）； c1——水的比热容（kJ/kg·K）； c2——冰的溶解热（kJ/kg）。 当骨料温度大于0℃时，c1=4.2，c2=0；
【最新整理，下载后即可编辑】 冬季混凝土施工热工计算 步骤1： 出机温度T 1应由预拌混凝土公司计算并保证，现场技术组提出混凝土到现场的出罐温度要求。 计算入模温度T 2： （1）现场拌制混凝土采用装卸式运输工具时 T 2=T 1-△T y （2）现场拌制混凝土采用泵送施工时： T 2=T 1-△T b
（3）采用商品混凝土泵送施工时： T 2=T 1-△T y -△T b 其中，△T y 、△T b 分别为采用装卸式运输工具运输混凝土时的温度降低和采用泵管输送混凝土时的温度降低，可按下列公式计算： △Ty=（αt 1+0.032n ）×(T 1- Ta) 式中： T 2——混凝土拌合物运输与输送到浇筑地点时温度（℃） △T y ——采用装卸式运输工具运输混凝土时的温度降低（℃） △T b ——采用泵管输送混凝土时的温度降低（℃） △T 1——泵管内混凝土的温度与环境气温差（℃），当现场拌制混凝土采用泵送工艺输送时：△T 1= T 1- T a ；当商品混凝土采用泵送工艺输送时：△T 1= T 1- T y - T a T a ——室外环境气温（℃） t 1——混凝土拌合物运输的时间（h ） t 2——混凝土在泵管内输送时间（h ） n ——混凝土拌合物运转次数 C c ——混凝土的比热容[kj/(kg ·K)] ρc ——混凝土的质量密度（kg/m 3） 一般取值2400 λb ——泵管外保温材料导热系数[W/（m ·k ）] d b ——泵管外保温层厚度（m ） D L ——混凝土泵管内径（m ） D w ——混凝土泵管外围直径（包括外围保温材料）（m ） ω——透风系数，可按规程表A.2.2-2取值 α——温度损失系数（h -1）；采用混凝土搅拌车时：α=0.25；采用开敞式大型自卸汽车时：α=0.20；采用开敞式小型自卸汽车时：α=0.30；采用封闭式自卸汽车时：α=0.1；采用手推车或吊斗时：α=0.50 步骤2：考虑模板和钢筋的吸热影响，计算成型温度T3 T3=s s f f c c s s s f f f c c m C m C m C T m C T m C T m C ++++2 C c ——混凝土比热容（kj/kg ·K ）普通混凝土取值0.96 C f ——模板比热容（kj/kg ·K ）木模2.51，钢模0.48
围护结构热工性能的权衡计算 ―――软件说明 当进行围护结构热工性能权衡计算时，需要应用动态计算软件。由中国建筑科学研究院建筑物理研究所开发的建筑能耗动态模拟分析计算软件，适用于办公建筑及其它各类公共建筑的建筑节能设计达标评审。其计算内核为美国劳伦斯伯克力国家实验室（Lawrence Berkeley National Laboratory）开发的DOE-2程序，可以对建筑物的采暖空调负荷、采暖空调设备的能耗等进行全年8760小时的逐时能耗模拟。 在标准宣贯和使用过程中，大量采取能耗分析软件的主要原因在于：标准对性能化设计方法的要求以及权衡判断（Trade-off）节能指标法的引入。 首先，在标准中设置了两种指标来控制节能设计，第一种指标称为规定性指标，第二种指标称为性能性指标。规定性指标规定建筑的围护结构传热系数、窗墙比、体形系数等参数限值，当所设计的建筑能够符合这些规定时，该建筑就可判定为符合《标准》要求的节能建筑。规定性指标的优点是使用简单，无需复杂的计算。但是规定性指标也在一定程度上限制了建筑设计人员的创造性。性能性指标的优点在于突破建筑设计的刚性限制，节能目标可以通过调整围护结构的热工性能等措施来达到。也就是说性能性指标不规定建筑围护结构的各种参数，但是必须对所设计的整栋建筑在标准规定的一系列条件下进行动态模拟，单位面积采暖空调和照明的年能耗量不得超过参照建筑的限值。因此使用性能性指标来审核时需要经过复杂的计算，这种计算只能用专门的计算软件来实现。 同时，从实际使用情况来看，近年来公共建筑的窗墙面积比有越来越大的趋势，建筑立面更加通透美观，建筑形态也更为丰富。因此，传统建筑设计中对窗墙面积比的规定很可能不能满足本条文规定的要求。须采用标准第4.3节的权衡判断（Trade-off）来判定其是否满足节能要求。 图B-1 公建标准权衡判断（Trade-off）评价流程
冬季施工热工计算 为保证冬季施工的正常进行，确保混凝土入模温度满足要求（≥10℃），采取冬季施工措施，主要措施以加热拌合用水为主，辅以骨料、外加剂的保温。混凝土冬季施工热工计算依据《建筑工程冬期施工规程JGJT 104-2011》（1）混凝土拌合物的理论温度： T0=[0.92（WcTc+WsTs+WgTg）+4.2Tw（Wg-PsWs-PgWg）+C1（PsWsTs+PgWgTg）-C2（PsWs+PgWg）]÷[4.2Ww+0.92（Wc+Ws+Wg）] T0—混凝土拌合物温度（℃）； Ww、Wc、Wc、Wg—水、水泥、砂、石的用量（kg）； 取Ww=162kg、Wc=405kg、Ws=778kg、Wg=1031kg; Tw、Tc、Ts、Tg—水、水泥、砂、石的温度（℃）; 取Tc=Ts=Tg=-10℃; Ps、Pg—砂、石的含水率（%）; 实测Ps=3%、Pg=0.2%。 C1、C2—水的比热容(KJ/kg.K)及溶解热(KJ/kg) 由于骨料温度≤0℃,C1=2.1,C2=335。 （2）混凝土拌合物的出机温度： T1=T0－0.16（T0－TP） 式中T1——混凝土拌合物的出机温度(℃) T0——混凝土拌合物的理论温度(℃) TP——搅拌机棚内温度(℃)，取10℃ （3）混凝土拌合物经运输到浇注时的温度： T2=T1－(at+0.032n)(T1－Tm)
式中T2——混凝土拌合物经运输到浇注时的温度(℃) T1——混凝土拌合物的出机温度(℃) a ——温度损失系数，当采用罐车时采用a=0.25 t ——混凝土拌合物自运输到浇注时的时间(h)0.5h Tm ——外界温度(℃)，取值-10℃ n ——混凝土的倒运次数，取1 （4）考虑模具的吸收影响，混凝土浇注成型时的温度： s s f f c c s s s f f f c c m C m C m C T m C T m C T m C T ++++=23 式中T3——模具的吸收影响，混凝土浇注成型时的温度(℃) mc 、ms ——每立方米混凝土重量、与每立方米混凝土相接处的模板、钢筋重量 (kg) Cc 、Cs ——混凝土、模具的比热容[kJ/(kg*k)] 混凝土取1 kJ/(kg*k)钢材取0.48 kJ/(kg*k) Tn ——模具的温度未预热时可采用当时环境温度(℃) T s ——钢筋的温度，未预热取环境温度(℃) （5）水泥：掺合料：碎石:砂：水：外加剂=304:53:1125:750:168:8.9。搅拌站每盘方量为1m3，因此所用原材质量：水泥304kg ，掺合料53kg ，碎石1125kg ，砂750 kg ，水168kg 。砂石的含水率分别取4.1%、0 .3%。材料温度：水泥为15℃，砂、石取最低温度0℃，水温度待定。搅拌楼内温度为10℃，混凝土用罐车运输，运输时间定为30分钟，外界气温假定为-10℃。混凝土每立方米重量2400kg ，预热到10℃。 （6）计算
大体积混凝土热工计算 1、主墩承台热工计算 主墩承台的混凝土浇筑时正值夏季高温天气（7月～8月）, 东莞市累年各月平均气温、平均最高气温见下表： 4.1、砼的拌和温度 砼搅拌后的出机温度，按照下式计算： C W T C W T c ??∑=?∑i 式中：T c --- 砼的拌和温度（℃）； W --- 各种材料的重量（kg ）； C ---- 各种材料的比热（kJ/kg ?K); T i --- 各种材料的初始温度（℃） 混凝土拌和温度计算表
2、上表温度栏中水泥、粉煤灰、减水剂均为太阳直晒温度，拌合水、砂、碎石为采用降温措施后的温度。 由此可得出采取降温措施的混凝土拌和温度： 26.2491 .260268291.54 ==∑∑= WC WC T T i c ℃ 4.2、砼的浇筑温度 砼搅拌后的浇筑温度，按照下式计算： ） （）n 321c q c j -(A A A A T T T T +???+++?+= 式中：T j --- 砼的浇筑温度（℃）； T c --- 砼的拌和温度（℃）； T q ---- 砼运输和浇筑时的室外气温，取28℃; A 1～A n --- 温度损失系数 砼装、卸和转运，每次A=0.032； 砼运输时，A=θτ ，τ为运输时间（min ）； 砼浇筑过程中A=0.003τ，τ为浇捣时间（min ）。 砼出机拌和温度按照计算取值，为26.24℃； 砼运输和浇筑时的室外气温按照平均温度取值28℃； 砼运输罐车运输时间为45min ，砼泵车下料时间约12min ，砼分层厚度为30cm ，每层砼（57.4m 3）从振捣至浇筑完毕预计约2小时。整个承台（分三次浇筑）每次浇筑完毕预计最大用时12小时。 温度损失系数值： 装料：A 1=0.032 运输：A 2=0.0042×45=0.189 砼罐车卸料：A 3=0.032 砼泵车下料：A 4=0.0042×12=0.05 浇捣：A 5=0.003×2×60=0.36 ∑==5 1i i A 0.663 故：） （）n 321c q c j -(A A A A T T T T +???+++?+= = 26.24+（28.0－26.24）×0.663 = 27.41 ℃ 如不计入浇捣影响A 5，则：∑==4 1i i A 0.303 此时：） （）n 321c q c j -(A A A A T T T T +???+++?+= = 26.24+（28.0－26.24）×0.303= 26.77 ℃ 4.3、砼的绝热温升 ）（）（τ τ-m h e -1?=T T
CFD（计算流体动力学） CFD，软件(Computational Fluid Dynamics），即计算流体动力学, 简称CFD。CFD是近代流体力学，数值数学和计算机科学结合的产物，是一门具有强大生命力的边缘科学。它以电子计算机为工具，应用各种离散化的数学方法，对流体力学的各类问题进行数值实验、计算机模拟和分析研究，以解决各种实际问题。1软件总体介绍 计算流体力学和相关的计算传热学，计算燃烧学的原理是用数值方法求解非线性联立的质量、能量、组分、动量和自定义的标量的微分方程组，求解结果能预报流动、传热、传质、燃烧等过程的细节，并成为过程装置优化和放大定量设计的有力工具。计算流体力学的基本特征是数值模拟和计算机实验，它从基本物理定理出发，在很大程度上替代了耗资巨大的流体动力学实验设备，在科学研究和工程技术中产生巨大的影响。是目前国际上一个强有力的研究领域, 是进行传热、传质、动量传递及燃烧、多相流和化学反应研究的核心和重要技术, 广泛应用于航天设计、汽车设计、生物医学工业、化工处理工业、涡轮机设计、半导体设计、HAVC&R 等诸多工程领域,板翅式换热器设计是CFD 技术应用的重要领域之一。 CFD 在最近20 年中得到飞速的发展, 除了计算机硬件工业的发展给它提供了坚实的物质基础外, 还主要因为无论分析的方法或实验的方法都有较大的限制, 例如由于问题的复杂性, 既无法作分析解, 也因费用昂贵而无力进行实验确定, 而CFD 的方法正具有成本低和能模拟较复杂或较理想的过程等优点。经过一定考核的CFD软件可以拓宽实验研究的范围, 减少成本昂贵的实验工作量。在给定的参数下用计算机对现象进行一次数值模拟相当于进行一次数值实验,
7.5 混凝土的配制和养护热工计算 7.5.1 C50混凝土热工计算 C50砼每立方米材料用量(理论配合比)水泥(42.5)：水：砂：石 357:148：677:1153 假定砂含水率为3%，石子含水率为0.5%，则施工配合比为水泥(42.5)：水：砂：石357:122：697：1159 水按加热到80oC，水泥罐中水泥温度按0oC、砂石料场为不受冻按1oC计算。 1)、其他参数 搅拌棚内温度: Ti= 0oC 砼从运输至浇筑成型共历时: ti= 0.3h 运输时环境温度: Ta= -5oC 钢筋的比热: C= 0.4 KJ/kg·K 水的比热: Cw= 4.2 KJ/kg·K 砼容重: γc= 2337g/m3（未计算掺合料及外加剂）与每立方米砼接触的钢筋重为: mg’= 837.4kg/m3 与每立方米砼接触的模板重为: mg”= 375kg/m3 钢筋、模板温度: Tg’= -5oC 42.5普通硅酸盐水泥最终水化热: Q= 461 J/kg (《路桥施工计算手册表9-85》) 水泥水化速度系数: vc= 0.013h-1= 0.312d-1 2)、混凝土热工计算 a、混凝土导热系数 (水泥、砂、石、水的导热系数λ，比热C见《路桥施工计算手册表9-81》)，C40砼各材料所占比重为水泥Pc=15.3%，水Pw=5.2%，砂子Ps=29.9%，碎石Pg=49.6%。 λ=1/P(Pcλc+Pwλw +Psλs+Pgλg) =1/100×(15.3×2.218+5.2×0.6+29.9×3.082+49.6×2.908） =2.734 (W/m·K) b、混凝土的比热 C=1/P(PcCc+PwCw +PsCs+PgCg)
表面式冷却器的热工计算 总传热系数与总传热热阻 如前所述，间壁式换热器的类型很多，从其热工计算的方法和步骤来看，实质上大同小异。下面即以本专业领域使用较广的、显热交换和潜热交换可以同时发生的表面式冷却器为例，详细说明其具体的计算方法。别的诸如加热器、冷凝器、散热器等间壁式换热器的热工计算方法，本节给予概略介绍。 对于换热器的分析与计算来说，决定总传热系数是最基本但也是最不容易的。回忆传热学的内容，对于第三类边界条件下的传热问题，总传热系数可以用一个类似于牛顿冷却定律的表达式来定义，即 （6-4） 式中的Δt是总温差；总传热系数与总热阻成反比，即： （6-5） 式中 R t为换热面积为A时的总传热热阻，℃/W。 如果两种流体被一管壁所隔开，由传热学知，其单位管长的总热阻为 （6-6）单位管长的内外表面积分别为πd i和πd0，此时传热系数具有如下形式： 对外表面 （6-7） 对内表面 （6-7） 其中K0A0=K i A i 应该注意，公式(6-6)至(6-8)仅适用于清洁表面。通常的换热器在运行时，由于流体的杂质、生锈或是流体与壁面材料之间的其他反应，换热表面常常会被污染。表面上沉积的膜或是垢层会大大增加流体之间的传热阻力。这种影响可以引进一个附加热阻来处理，这个热阻就称为污垢热阻R f。其数值取决于运行温度、流体的速度以及换热器工作时间的长短等。 对于平壁，考虑其两侧的污垢热阻后，总热阻为 （6-9） 把管子内、外表面的污垢热阻包括进去之后，对于外表面，总传热系数可表示为
（6-10） 对于内表面则为 （6-11）知道了h0、R f，0、h i和R f，i以后，就可以确定总传热系数，其中的对流换热系数可以由以前传热学中给出的有关传热关系式求得。应注意，公式(6-9)～(6-11)中壁面的传导热阻项是可以忽略的，这是因为通常采用的都是材料的导热系数很高的薄壁。此外，经常出现某一项对流换热热阻比其它项大得多的情况，这时它对总传热系数起支配作用。附录6-2给出了总传热系数的有代表性的数值。 总传热热阻中的对流换热热阻和污垢热阻可以通过实验的方法求得。以管壳式换热器为例，传热系数可写成 （1） 式中R w，R f分别表示管壁与污垢的热阻。以管内流体的流动处于旺盛紊流区为例，对流换热系数h i与流速u的0.8次方成正比，即 （2） 其中C i为比例系数。 于是式（1）成为 （3） 在实验时，保持h0不变(只要使壳侧流体的流量和平均温度基本不变即可)，R w是不变的，R f在实验中一般变化不大，这样式(3)就可表示成 （4） 式（4）是一个y=b+mX型的直线方程，将不同管内流速时测得的传热系数画在坐标图上，求出通过这些实验点的直线的斜率m，则 （5） 这样根据式（5），管程侧流体的换热系数就可按式（2）求得。 又因为 （6） 如已知R w和R f，则壳侧换热系数h0可由图6-35中直线的截距求得。也可保持管程h i不变，改变
冬季混凝土施工热工计算 步骤1： 出机温度T1应由预拌混凝土公司计算并保证，现场技术组提出混凝土到现场的出罐温度要求。 计算入模温度T2： （1）现场拌制混凝土采用装卸式运输工具时 T2=T1-△T y （2）现场拌制混凝土采用泵送施工时： T2=T1-△T b （3）采用商品混凝土泵送施工时：
T 2=T 1-△T y -△T b 其中，△T y 、△T b 分别为采用装卸式运输工具运输混凝土时的温度降低和采用泵管输送混凝土时的温度降低，可按下列公式计算： △T y=（αt 1+0.032n ）×(T 1- T a) 式中： T 2——混凝土拌合物运输与输送到浇筑地点时温度（℃） △T y ——采用装卸式运输工具运输混凝土时的温度降低（℃） △T b ——采用泵管输送混凝土时的温度降低（℃） △T 1——泵管内混凝土的温度与环境气温差（℃），当现场拌制混凝土采用泵送工艺输送时：△T 1= T 1- T a ；当商品混凝土采用泵送工艺输送时：△T 1= T 1- T y - T a T a ——室外环境气温（℃） t 1——混凝土拌合物运输的时间（h ） t 2——混凝土在泵管内输送时间（h ） n ——混凝土拌合物运转次数 C c ——混凝土的比热容[kj/(kg ·K)] ρc ——混凝土的质量密度（kg/m 3） 一般取值2400 λb ——泵管外保温材料导热系数[W/（m ·k ）] d b ——泵管外保温层厚度（m ） D L ——混凝土泵管内径（m ） D w ——混凝土泵管外围直径（包括外围保温材料）（m ） ω——透风系数，可按规程表A.2.2-2取值 α——温度损失系数（h -1）；采用混凝土搅拌车时：α=0.25；采用开敞式大型自卸汽车时：α=0.20；采用开敞式小型自卸汽车时：α=0.30；采用封闭式自卸汽车时：α=0.1；采用手推车或吊斗时：α=0.50 步骤2：考虑模板和钢筋的吸热影响，计算成型温度T3 T3=s s f f c c s s s f f f c c m C m C m C T m C T m C T m C ++++2 C c ——混凝土比热容（kj/kg ·K ）普通混凝土取值0.96 C f ——模板比热容（kj/kg ·K ）木模2.51，钢模0.48 C s ——钢筋比热容（kj/kg ·K ）0.48
混凝土的热工计算 混凝土成型完成时的温度： （T3：混凝土成型完成时的温度；C c：混凝土比热容；C f:模板比热容；C s:钢筋比热容；m c:每立方米混凝土的重量；m f:每立方米混凝土相接触的模板重量；m s:每立方米混凝土相接触的钢筋重量；T f: 模板的温度；Ts:钢筋的温度；T2:混凝土拌和物入模温度。） 垫层混凝土成型完成时的温度： C c m c T2+C f m f T f+C s m s T s T3= ———————————— C c m c+C f m f+C s m s 0.9×2400×10.0－0.84×1600×5 = ——————————————— 0.9×2400+0.84×1600 =4.2℃ 顶板混凝土成型完成时的温度： C c m c T2+C f m f T f+C s m s T s T3= ———————————— C c m c+C f m f+Csm s 0.9×2400×10.0－｛1.05×2400×（1562/1672）+0.48×3200× （110/1672）｝×5－0.48×50×5 = —————————————————————————— 0.9×2400+｛1.05×2400×（1562/1672）+0.48×3200×（110/1672）｝ +0.48×50 =2.1℃ 混凝土蓄热养护过程中的温度 （K:结构围护的传热系数；d i:第i层围护层厚度；k i: 第i层围护层的传热系数） 3.6 K= —————— 0.04+∑d i/k i 3.6 = ——————— 0.04+0.03/0.14 =14.2 （kJ/㎡·h·k） （θ：综合参数；ω：透风系数；M：结构表面系数；V ce：水泥水化速度系数；ρc：混凝土的质量密度。）
建筑幕墙门窗节能设计亟需加强 一幕墙门窗节能背景与形势 目前，建筑节能工作已经成为我国可持续发展战略的重要组成部分，建筑门窗、幕墙作为围护结构节能的薄弱环节，成为建筑节能中最受关注的重点。近年来新制定的建筑节能设计、施工质量验收规范及相关检测标准均对幕墙、门窗的传热系数、遮阳系数、可见透射比等性能提出了具体的要求。 我国已形成幕墙门窗年生产总量约20亿平方米，公共建筑应用面积4亿至5亿平方米的规模，相当于所有发达国家的总和。全国从事门窗、幕墙制造及门窗配套件加工的企业已达数万家，是名副其实的建筑门窗生产和使用大国。据统计围护结构的制冷、采暖能耗中超过50%由幕墙门窗散失，能耗巨大，建筑幕墙门窗的节能势在必行。 为了适应当前的建筑节能发展，我国幕墙门窗行业制定或修订了大量的幕墙门窗节能标准，如《建筑门窗玻璃幕墙热工性能计算规程》（JGJ/T 151-2008）、《铝合金门窗》（GB/T 8478-2008）等，为幕墙门窗节能设计与计算提供了技术依据。目前，针对幕墙门窗节能，已经开展了一些工作：（1）推出新版《建筑外窗产品生产许可证实施细则》，增加了节能型外窗生产许可证的产品品种及审查项目，且已于2008年12月20日起实施。 （2）建筑门窗节能性能标识工作开展实施，目前全国已有29家企业，170多种外窗产品获得节能标识证书。 （3）多个地区设定外窗产品节能性能市场销售准入制度，加强对外窗产品节能性能的监控，鼓励采用高性能外窗产品。如北京市的外窗产品传热系数必须小于2.8 W/(m2.K)，天津市的外窗产品传热系数必须小于2.7W/(m2.K)。 （4）各省市为规范幕墙门窗节能设计，加强幕墙门窗节能性能质量的控制，陆续开始建立建筑外窗、幕墙节能专项设计与审查制度，在幕墙门窗深化设计阶段要求按《建筑门窗玻璃幕墙热工性能计算规程》（JGJ/T 151-2008）进行专项节能设计和模拟计算。
PBECA节能软件热工设计规范 更新使用说明 ——产品设计研发部 《民用建筑热工设计规范》GB50176-2016于2017年4月1日开始执行，其中，第4.2.11、6.1.1、6.2.1、7.1.2 条为强制性条文，必须严格执行。原《民用建筑热工设计规范》GB50176-93 同时废止。目前节能软件PBECA针对于新热工规范，也同时做了更新，提供给广大设计师使用，并且按照最新计算法方法，判定计算是否满足要求。 本次主要更新的内容包含： 1）结露计算分析：包含外墙热桥二维结露计算、以及地面、地下室外墙及外窗部分的一维结露计算分析； 2）内表面最高温度计算：本次新热工规范内表面最高温度计算方法做了较大改动，采用一维非稳态计算，分析出空调房间及非空调房间逐时温度变化趋势，并进 行判定； 3）防潮计算：根据新热工规范的计算方法，分析主要围护结构的保温材料因内部冷凝而增加的重量湿度允许增量； 4）外墙平均传热系数计算：更新外墙K值计算方法采用二维传热，同时一维加权平均计算方法也同时保留，设计师可以根据当地施工图审查要求选择对应的计 算方法，以满足施工图审查的需要； 5）围护结构材料数据更新：按照新版民用热工规范，更新了不同气候地区的围护结构材料数据库； 6）新热工规范气象数据参数及其他计算参数更新等。 一、结露计算分析 1.1 外墙热桥二维结露分析 软件操作步骤：围护节能——二维节点
软件根据《民用建筑热工设计规范》GB50176-2016和绿色建筑标准要求，增加二维结露计算模块，用户可以在软件中选择保温的不同结构构造，分析冬季室内热桥部位的内表面温度，判定其节点是否会产生结露。 目前软件按照《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》《黑龙江居住建筑节能设计标准》、《山东省居住建筑节能设计标准》《外墙内保温建筑构造》等构造图集，在软件当中内置了70余种节点构造供用户选择，包含外保温、内保温、夹心保温等构造做法，准确分析节点的温度场分布和线传热系数计算。 其中，夏热冬暖地区、夏热冬冷B区和温和B区是不需要进行抗结露验算的。
冬施混凝土保温养护热工计算 一、混凝土保温养护方案 本标段工程在2015～2016年度冬期施工的工程主要都是地下结构部分，混凝土采用鲁冠搅拌站的冬季施工配比商品砼，用混凝土罐车运送到施工现场的过程中，对罐车覆盖保温，减少热量损失。混凝土浇注完成后采用蓄热法养护，用塑料薄膜+棉被+彩条布进行覆盖。 二、热工计算 1. 计算依据 (1) 《建筑工程冬期施工规程》.JGJ104-97 (2) 《混凝土结构工程施工质量验收规范》.GB50204-2002 2. 热工计算 C40冬施配合比砼。其配比：水泥305kg，水151kg，砂798kg，碎石976kg，粉煤灰用量85kg，矿粉60 kg，防冻剂9kg，膨胀剂9kg，水灰比0.42，砂率39%。采用高效防冻剂，受冻温度-15℃。 (1) 混凝土拌和物经运输到浇筑时温度T2 本工程所有混凝土均采用商品混凝土，根据生产厂商提供的数据混凝土拌和物出机温度都不低于15℃，计算时按最不利情况考虑取T1=15℃。 T2=T1?(αt1+0.032n)(T1?T a) =15-(0.25×0.5+0.032×1)(15-0) =12.65℃ 式中T2——混凝土拌合物运输到浇筑时温度（℃）； t1——混凝土拌合物自运输到浇筑时的时间（h）；取30分钟
n——混凝土拌合物动转次数；（动转1次）。 T a——混凝土拌合物运输时环境温度（取0℃）； α——温度损失系数（h-1），取0.25 当用混凝土搅拌车输送时，α=0.25；（本工程采用运输方式） 当用开敞式大型自卸汽车时，α=0.20； 当用开敞式小型自卸汽车时，α=0.30； 当用封闭式自卸汽车时，α=0.1； 当用手推车时，α=0.50。 根据以上计算数据可以得出混凝土入模温度为12.65℃，满足设计及施工规范要求。 (2) 混凝土浇筑成型完成时温度T3 T3=C c m c T2+C f m f T f+C s m s T s C c m c+C f m f+C s m s =0.96×2500×12.65+2.1×50×0+0.46×4.65×0 0.96×2500+2.1×50+0.46×4.65 =12.11℃ 式中T3——考虑模板和钢筋吸热影响，混凝土成型完成时的温度（°C）； C c——混凝土的比热容（0.96kJ/kg.K）； C f——模板的比热容（2.1kJ/kg.K）； C s——钢筋的比热容（0.46kJ/kg.K）； m c——每m3混凝土的重量（2500kg）； m f——每m3混凝土相接触的模板重量（50kg）； m s——每m3混凝土相接触的钢筋重量（4.65kg）； T f——模板的温度，未预热时可采用当时的环境温度（取0℃）；
混凝土的热工计算 混凝土热工计算 （1）混凝土拌合物的温度按下式计算： 《混凝土结构工程施工及验收规范》（gb50204-92） 式中：T0——混凝土拌合温度 w s、w g——砂、石的含水率(%) m s、m g、m c、m w——砂、石、水泥、水的质量(kg) T s、T g、T c、T w——砂、石、水泥、水的温度(℃) a——水泥及骨料的比热，取值为0.92 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 当骨料温度≤0℃时，c1=2.1,c2=335 （2）混凝土拌合物的出机温度 按下式计算： T1=T0-0.16(T0-T p) 式中：T1——混凝土拌合物的出机温度（℃）； T p——搅拌机棚内温度（℃）。 （3）混凝土拌合物经运输至浇筑成型完成时的温度按下式计算： T2=T1-(at+0.032n)*(T1-T m) 式中: T2——混凝土拌合物经运输至成型完成时的温度（℃）；t——混凝土自动运输至浇筑成型完成的时间（h）； n——混凝土运转次数； T m——运输时的环境气温（℃）；外界温度取值-10℃ a——温度损失系数当用混凝土搅拌输送车时，a=0.25；
计算示例：（环境温度为零下10℃时各种数据取值） m c——500kg T c——-10℃c1——取2.1 m w——161.5kg T w——60℃c2——335 m s——693kg T s——6℃w s——3% m g——1040kg T g——6℃w g——0.2% T p——10℃T m——-10℃t——0.5h 混凝土拌合物温度： T0=[0.92*(500*（-10） +693*6+1040*6)+4.2*60*(161.5-693*0.03-1040*0.002) +2.1*(0.03*693*6+0.002*1040*6)-335*（0.03*693+0.002*1040）]÷ [4.2*161.5+0.92*(500+693+1040)]=11.9℃ 出机温度： T1=11.9-0.16*(11.9-10)=11.6℃ 入模温度： T2=11.6-(0.5*0.25+0.032*1)*(11.6+10)=8.2℃ 从上面的验证可以看出混凝土的入模温度在采取了上述措施后时可以达到冬期施工要求的。随着环境温度的变化，胶凝材料，搅拌机棚温度会改变（胶凝材料温度与环境温度相同，搅拌机棚温度比环境温度高20℃），砂、石、水的温度是可控的（砂、石温度始终为6℃），外加剂量很小，计算时忽略不计。 混凝土组成材料水、砂子、石子单独加热的耗热量，可按下式计算： Q=сρV（T2-T1）K1/K2 式中：Q—（耗热量KJ/h）； с—材料的比热（KJ/Kg*K），对水为4.2；对砂为0.84；对石子为0.92； ρ—材料的密度（Kg/m3），对水取1000；对砂取1500-1600；对石子取2200； V—每小时用料量（m3/h）； T1—加热前材料温度（℃）； T2—加热后材料温度（℃）； K1—不均衡系数，一般取K1=1.2-1.5；