热量之比Q1Q2的变化趋势越平缓。因此可得保温层厚度与隔热效率的关系列表如下:
表2厚度(cm)隔热效率00保温层厚度与隔热效率的关系表564%1078%1584%2088%2590%
考虑到建筑物的承重能力等多种因素,保温层的厚度不宜过大,故可取保温层厚度在10cm~15cm之间,此时的隔热效率为78%~84%。512保温费用问题为了确定保温层的厚度使室内保持有较好的舒适温度(16度24度),又不造成资源的浪费,就是要减小热流量和节省材料W1和室内调温的费用W2。我们设耗费材料的费用为W1,显然W1使关于保温层厚度d3的函数。由市场上销售的珍珠岩保温层以单位体积来计算,因此W1的函数表达式可以表示为:
W1md3
(8)
m为市场上珍珠岩的单位体积的平均售价。保温层的厚度对房顶的热流密度产生很大影响,因此在夏季和冬季对室内的温度也产生很大的影响,为了保持室内的温度对人体比较适宜,那么必须在夏季采用降温措施,而在冬季采用升温的措施。而夏季一般采用空调调节室内气温,而冬季以煤的燃烧来获取热量。因此费用转化为夏季空调调节时产生的费用W21和冬季燃煤产生的热量的费用W22。
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f夏季调温费用跟屋顶的热流密度是成正比的,屋顶热流密度越大空调的调温功率越大,因此调温费用越高。我们假设夏季屋顶表面温度的平均值为30度左右,室内温度保持在24度左右。在这两个温度差条件下,屋顶的平均热流密度
Q130247dii1ki
(9)
因此,每年夏季空调的调温费用为
W21L1
Q1t
(10)
其中L1为每度电的电价,通常为052元度,为空调制冷对屋顶的热流量的贡献效率,不妨设定为80%,t为夏季的时间长度。冬季的供暖费用同样也跟屋顶的热流密度是成正比的,屋顶热流密度越大供暖的热量会消耗更过,供暖费用越高。同样我们假设冬季的室外平均温度为零下12度左右,室内平均温度为16度左右。同理得冬季珍珠岩保温层的平均热流密度
Q21612,7dii1ki
(11)
因此冬季供暖的费用为
W22L2
Q2tq
(12)
其中L1为单位千克的煤的价格,为1元千克,q为单位千克煤产生的热量供给屋顶传热的热量,t为冬季的时间长度。每年调温的总费用为
W2W21W22
(13)
对于珍珠岩保温层而言有20年左右的使用寿命,所以调温费用该为20年内的调温费用的总和。综上所述,建立屋顶及其后续调温总费用为
WW120W2
(14)
513多目标规化确定保温层厚度决策要求既要保持室内有较好的舒适温度又要不造成浪费,也就是说r