建筑保温与节能设计

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1、建筑热环 境与建筑节能课程的目的和任务本课课程的目的是探讨讨外部热环热环 境的特性、室内热环内热环 境的形成原因与与特 性，以及人对环对环 境的要求，是一门门反映人建筑自然环环境三者之间关间关 系的科学学。通过学习这门过学习这门 科学学，我们们要完成这样这样 的任务务：了解人和生 产过产过 程需要什么样么样 的室内内、外热环热环 境；了解室内内、外热环热环 境形成特征 和影响响因素；掌握改变变或控制这这些室内内、外热环热环 境的基本原理与与方法 。 通过过本课课程学习学习 使学学生了解围护结构传热围护结构传热 基础础知识识，以及如何合理地 解决决房屋的保温温、防热热、防潮及节节能设计设计 等问

2、题问题 ，理解并并掌握建筑热热 工、建筑节节能及室内热环内热环 境设计设计 所必需的技术术基础础知识识。第三部分 建筑热环境设计 本讲主要内容 建筑保温设计温设计 : 建筑保温综温综 合处处理原则则，外墙墙和屋顶顶的保温设计温设计 ，外窗、外门门和地面 保温设计温设计 ，特殊部位保温设计温设计 ，被动动式太阳阳能利用设计设计 初步 建筑隔热设计热设计 : 建筑防热综热综 合途径径，建筑防热热控制指标标，屋顶顶和外墙墙的隔热设计热设计 ，自 然通风风，窗口遮阳阳 建筑隔热设计热设计 ,建筑日照设计设计 ,日照基本原理,棒影图图的应应用. 本讲总结讲总结 推荐课课外阅读书阅读书 目、资资料回顾 第

3、一部分 基础知识 第一章 绪论绪论建筑热环热环 境分类类 建筑热热工学学的任务务 建筑热热工学学基本内内容第二章 建筑热热工学学基础础知识识 建筑中的几中传热现传热现 象 建筑围护结构传热围护结构传热 基本方式 湿湿空气气的物理性质质 室内热环内热环 境及其评评价 室外热环热环 境因素 回顾 第二部分 建筑传热 、传湿 原理 第三章 建筑围护结构围护结构 的传热传热 原理及计计算 稳稳定传热传热一维稳维稳 定传热传热 特征 平壁内内的导热过导热过 程 平壁的稳稳定传热过传热过 程 封闭闭空气间层气间层 的热热阻 平壁内内部温温度的计计算 周期性不稳稳定传热传热 谐谐波热热作用 谐谐波热热作用下

4、的传热传热 特征 谐谐波热热作用下材料和围护结围护结 构构的热热特性指标标 谐谐波热热作用下平壁的传热计传热计 算 温温度波在平壁内内的衰减减和延迟迟 计计算回顾 第二部分 建筑传热 、传湿 原理 第五章 外围护结构围护结构 的湿状况湿状况材料的吸湿湿 外围护结构围护结构 中的水分转转移 围护结构围护结构 的蒸汽渗透 内内部冷凝的检验检验 防止和控制冷凝的措施 防止和控制表面冷凝 防止和控制内内部冷凝建筑热环境 在建筑学教学计划学教学计划 中的定位分析参考资料建筑保温设计建筑保温设计综 合处理的基本原则 外墙和屋顶的保温设计 外窗、外门和地面的保温设计 特殊部位保温设计 被动式利用太阳能设计

5、初步保温设计综 合处理的基本原则 充分利用可再生能源 防止冷风的不利影响 选择 合理的建筑体形与平面形式 使房间具有良好的热特性与合理的供热系统外墙和屋顶的保温设计外墙和屋顶是建筑外围护结构 的主体部分，对其保温能力的要求， 取决于房间的使用性质及技术经济条 件。一般从下面几个方面来考 虑： 保证内表面不结露，即内表面温度不得低于室内空气的露点温度； 对于大量的民用建筑，不仅要保证内表面不结露，还需满足一定的热舒 适条件，限制内表面温度，以免产生过强的冷辐射效应； 从节能要求考虑，热损失应尽可能的小； 应具有一定的热稳定性。 最小传热 阻按我国现国现 行设计规设计规 范，保温设计温设计 是取阴

6、阴寒天气气作为设计计为设计计 算基准 条条件。以下是我国国国国 家标标准民用建筑热热工设计规设计规 范中规规定的 设计设计 方法-最小热热阻法。以上参数 的确定原则和选用方法为： 冬季室内计内计 算温温度titi值值因房间间使用性质质不同而有不同的规规定值值。对于一般居住建筑取18；对于高级居住建筑、医疗和福利建筑、托幼 建筑等，取20 。冬季室外计计算温温度tete值的选取较为复杂 一些，它的取值大小与所设计的外墙或屋顶的热 惰性指标值大小有关。一般说来，热惰性指标值大， te取值较高，相反 亦然。我国规国规 范对对te的选选取作了具体规规定，见见表3-1 室内内空气与气与 外墙墙（或屋顶顶

7、）内内表面之间间的允许温许温 t允 许温许温 差t，根据房间间性质质及结构结构 ，按表3-2取值值。 温温差修正系数数n内内表面换热换热 阻Ri，按第二章表2-2取值值。按上述步骤骤，在取得各参数值参数值 后，便可求得Ro.min 。应当应当 注意，求得这个这个 最小传热组传热组 ，并并不意味着外围护结构围护结构 的实实 有热热阻一定要刚刚好等于最小传热传热 阻，它它只是起码码的标标准。实际热实际热 阻应应高于或等于它它，但不得低于它它。Ro Ro.min此外，在实际设计当实际设计当 中，当当居住建筑、医医院、幼儿园儿园 、办办公楼楼、学学 校和门诊门诊 部等建筑物的外墙为轻质墙为轻质 材料时

8、时，外墙墙的最小传热传热 阻应应在前 述计计算求得Ro.min的基础础上进进行附加，其附加值应值应 按表3-4的规规定采用。 绝热 材料所谓绝热谓绝热 材料是指那些绝热绝热 性能比较较高，也就是导热导热 系数数比 较较小的材料。通常把导热导热 系数数0.25，并并能用于绝热绝热 工程的称为绝热称为绝热 材 料把用于控制室内热内热 量外流的叫保温温材料。防止热热量进进入室内内的叫隔热热材料。影响响材料导热导热 系数数的因素：1.密度；2.湿湿度；3.温温度绝热绝热 材料的选择选择 （按热热物理性能、强度、耐久性、耐火性及耐侵蚀蚀性等 ，满满足要求）三、选择 保温构 造方案（一）保温构造的种类 1

9、.单设保温层（见图3-6） 2.封闭空气间层 保温 （一般空气间层 厚4-5cm） 3.保温与承重相结合（见图3-7） 4.混合型构造（见图3-8）选择保温构造方案 保温构 造的种类 单设 保温层 （见图 3-6） （一般空气间层 厚4-5cm) D保温与 承重相结合（见图 3-7） d混合型构造（见图 3-8）单设保温层复 合结构的形式及持点 内保温和外保温 外保温的优点主要有： 保护墙或屋顶，降低温度应 力起伏，提高结构的耐久性; 有利于房间热稳 定性； 防止内部产生水蒸汽凝结； 消除热桥； 有利于旧房节能改造； 节约使用空间.防水层不设在保温层上 边，而是倒过来设 在保 温层底下,这种方

10、法，在 国外叫作“Upsidedown“ 构造方法;简称USD构法 。外窗、外门和地面的保温设计对一栋建筑物来说 ，外窗户、外门和地面在外围护结构总 面积中占有相当的比例，一般 在30-60%之间。从冬季失热量来看，外窗、外门及地面的失热量要大于外墙和屋顶的失 热丘，表3-5是西安建筑科技大学一栋住宅楼外围护结构 各部分耗热量分布。窗户的保温设计 控制窗墙面积比（表3-6）按我国设计规 范，窗墙面积比=窗户洞口面积/外墙面积（开间*层 高） 提高气密性，减少冷风渗透我国的有关标准规定，在窗两侧空气压差为10Pa的条件.单位时间 内每米缝长的空气渗透量q1的允许标准如下：在低层和多层建筑中应不大

11、于4.0m3/（m.h）在中、高层建筑中应不大于2.5m3/（m.h）窗缝缝的处处理 提高窗户的保温能力 改善窗框保温性能 改善窗玻璃部分的保温能力 合理选择窗户类型 外门保温设计这这里的外门门包括户门户门 （不采暖楼楼梯间间）、单单元门门（采暖楼楼梯间间） 阳阳台门门下部以及与与室外空气气直接接触触的其他各式各样样的门门。门门的热热阻一般比窗户户的热热阻大，而比外墙墙和屋顶顶的热热阻小，因而也 是建筑外围护结构围护结构 保温温的薄弱环节环节 ，见见表3-8地板的保温设计 人体足部与地板直接接 触传热 地板面层材料的密 度、比热容和导热系数值 的大小是决定地面的热工 指标吸热指数的重要参数。

12、B是与传热 阻R不同的另一 个热工指标。B越大，则从人脚吸取的热量越多越快。 根据B值，我国将地面划分为三类（表3-9）。试验研试验研 究证证明，地面对对人体热热舒适及健康影响响最大的是厚度约约3-4mm的 面层层材料。沿底层层外墙墙周边边局部的保温温 处处理我国规国规 范规规定，对对于严严寒地 区区采暖建筑的底层层地面，当当 建筑物周边边无采暖管沟时沟时 ， 在外墙内侧墙内侧 0.51.0m范围围 内应铺设内应铺设 保温层温层 ，其热热阻不 应应小于外墙墙的热热阻。特殊部位保温设计围护结构 交角处的保温设计围护结构围护结构 的交角，包括外墙转墙转 角、内内外墙墙交角、楼楼板或屋顶与顶与 外墙墙的交角等。第五节 被动式利用太阳能设计初步太阳能建筑 主动式 运行中需要机械动力 被动式 不需要机械动力 直接受益式 间接受益式 集热墙 水墙 附加日光间第五节 被动式利用太阳能设计初步英国伦国伦 敦连连排住宅原型第五节 被动式利用太阳能设计初步第五节 被动式利用太阳能设计初步第五节 被动式利用太阳能设计初步