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1、第5章围护结构节能设计l围护结构节能墙体节能门窗节能屋顶节能墙体保温墙体隔热、储热地面KRSD传热系数传热系数K：稳定传热条件下，单位温度差推动下于单位时间内经单位传热面所传递的热量蓄热系数蓄热系数S：当某一足够厚度的单一材料层一侧受到谐波热作用时，通过表面的热流波幅与表面温度波幅的比值。可表征材料热稳定性的优劣。（在周期性热作用下，围护结构或房间抵抗温度波动的能力。）热惰性指标热惰性指标D，是表征围护结构对周期性温度波在其内部衰减快慢程度的一个无量纲指标，单层结构D=RS；多层结构D=RS。式中R为结构层的热阻，S为相应材料层的蓄热系数，D值愈大，周期性温度波在其内部的衰减愈快，围护结构的热
2、稳定性愈好。热阻热阻R：代表建筑材料阻止热量穿过的能力。保温保温隔热隔热稳定传热波动传热传热系数K值或传热阻R热惰性指标R*S多孔轻质多孔轻质材料R大多孔轻质多孔轻质材料R大；重质材料重质材料S大冬季阻止室内向室外传热夏天隔离太阳辐射热和室外高温的影响240mm砖墙外贴60mm厚ASA复合保温板作外保温（板中间苯板厚度为30mm），其热阻为1.37mK/W，热惰性指标为4.11，总衰减倍数可达到116.0，总延迟时间11.15小时，具有很好的隔热保温性能。三棉（岩棉、矿棉、玻璃棉）和苯板都是高效保温材料，重量轻、热导率小，但材料蓄热较小，是高热阻、低热惰性指标材料。生物电高压电夏热冬冷、白天热
3、晚上冷建筑保温保温严寒寒冷建筑隔热隔热夏热冬暖温和沙漠建筑冬季没采暖要求保温效果不明显夏季太阳辐射厉害，室内外温差小重隔热冬季采暖期长保温效果明显夏季凉爽，不重隔热窑洞冬季采暖保温效果明显晚上保温夏季隔热重隔热白天隔热重隔热外墙采用白色涂料，41mm厚的挤塑聚苯板外保温材料，15mm厚的钢筋混凝土材料重质内墙体的蓄热蓄冷功能加厚外保温材料，提高隔热性能。高效复合保温材料，轻重搭配，具有较高的热阻、热惰性指标，内墙不宜采用比较厚的重质材料蓄冷隔热小型混凝土空心砌块。墙体外侧配置轻质外保温材料，厚度最少在80mm以上。内侧墙体要采用重质钢筋混凝土材料，表面抹灰层要尽可能薄。墙体节能1蓄热体Ther
4、malMass蓄热体ThermalMassl蓄热体是指有能力长时间的存储热能的材料。有效地吸收白天热（减少冷负荷），并在夜间释放热量（降低热负荷）。TypesofThermalMasslTraditionaltypesofthermalmasslincludewater,rock,earth,brick,混凝土concrete,纤维水泥fibrouscement,钙质caliche,and瓷砖ceramictile.lPhasechangematerialsstoreenergywhilemaintainingconstanttemperatures,usingchemicalbondstos
5、tore&releaselatentheat.相变材料的储存能量，同时保持恒定的温度，利用化学键的存储和释放潜热。2.PASIVECOOLING:THERMALSTORAGESYSTEMAirmovedbyfansMetalplotsAlcalaGreshollowsteelcontainerfullofmeltinggelsPCGcapsuleENERGYANDTEMPERATURESTORAGE-DENSEMATERIALS:CERAMICFLOORING.(sensibleheat)-PHASECHANGINGGELS(PCGs)(latentheat)HistoricalApplica
6、tionslTheuseofthermalmassinshelterdatesbacktothedawnofhumans,anduntilrecentlyhasbeentheprevailingstrategyforbuildingclimatecontrolinhotregions.Egyptian mud-brick storage rooms (3200 years old).Canyon de Chelly, ArizonaToday, passive techniques such as thermal mass are ironically considered “alternat
7、ive” 另类methods to mechanical heating and cooling, yet the appropriate use of thermal mass offers an efficient integration of structure and thermal services.The lime-pozzolana (concrete) Roman PantheonThermalPropertiesofMaterialsMaterialDensity(kg/m3)Concrete600-2200Stone1900-2500Bricks1500-1900Earth
8、 1000-1500 (uncompressed)Earth1700-2200 (compressed)The basic properties that indicate the thermal behavior of materials are: density (p), specific heat (cm), and conductivity (k).The specific heat 比热比热for most masonry materials is similar (about 0.2-0.25Wh/kgC). Thus, the total heat storage capacit
9、y 蓄热能力蓄热能力 is a function of the total mass 质量 of masonry materials, regardless of its type (concrete, brick, stone, and earth).ThermalTimeConstant热时间常数One of the more important mathematical constructs to imagine the behavior of thermal mass is the Thermal Time Constant of an building envelope, defin
10、ed as the product of the heat capacity (Q) and the resistance (R) to heat transmission. The TTC is representative of the effective thermal capacity of a building.有很多学者提出了用于衡量围护结构隔热性能的评价指标。如韦延年提出的热阻抗隔热指数和热稳定隔热指数指标；吉沃尼等学者根据电路类比方法提出了热时间常数TTC(ThermalTimeConstant)指标；以及民用建筑热工设计规范GB5017693中采用的内表面最高温度限值指标等等
11、。这些指标在一定程度上可以反映建筑围护结构的隔热性能，但也存在很大的局限。ExampleTTCCalculationsWall 2: interior insulationWall 1: exterior insulationoutsideinsideoutsideinsideThermalmassThermalmassTTC = 43.8TTC = 7.8Source: GivoniinsulationinsulationDiurnalHeatCapacity热容量日变化The DHC is a measure of the buildings capacity to absorb sola
12、r energy coming into the interior of the space, and to release the heat to the interior during the night hours. The DHC is of particular importance for buildings with direct solar gain. DHCper area=F1sP=period (24hr.)Note that the DHC for a material increases initially with thickness, then falls off
13、 at around 5”. This behavior reflects the fact that after a certain thickness, some of the heat transferred to the surface will be contained in the mass rather than returned to the room during a 24 hour period.The DHC of a material is a function of building materials density, specific heat, conducti
14、vity, and thickness. The total DHC of a building is calculated by summing the DHC values of each surface exposed to the interior air.TTCandDHCExamplesBuilding which is externally insulated with internal exposed mass.Here, both TTC and DHC are high. When the building is ventilated at night and closed
15、 during the day, it can absorb the heat in the mass with relatively small indoor temperature rise. Best for hot-dry regions. Building with high mass insulated externally and internally.Here, the building has a high TTC, but a negligible DHC, as the interior insulation separates the mass from the int
16、erior. When the building is closed and the solar gain is minimized, the mass will dampen the temperature swing, but if the building is ventilated, the effect of the mass will be negated. With solar gain, the inside temperature will rise quickly, as the insulation prevents absorption of the energy by
17、 the mass.Building with core insulation inside two layers of mass.Here the TTC is a function of mostly the interior mass and the amount of insulation, and the DHC is a function on the interior mass. The external mass influences heat loss and gain by affecting the delta T across the insulation.Buildi
18、ng with mass insulated internally.Here, both the TTC is and DHC are low. The mass will store energy and release energy mostly to the exterior, and the thermal response is similar to a low mass building.StrategiesSlow rate of indoor heating in summer (minimize solar gain).Fast rate of indoor cooling
19、and ventilation in summer evenings.Higher indoor temperatures during the day in winter.Slow release of stored heat during winter night.墙体节能3外墙外保温外墙外保温WhatisExternalWallInsulation?A method of upgrading the thermal performance andexternalappearanceofexistingpropertiesInsulatedandrenderedpropertiesaret
20、ransformedintowarm,energyefficientandattractivehomes/buildingsBeforeAfterExternalWallSolutions5.1外墙外保温技术外围护墙体节能外保温体系组成：1保温隔热层保温隔热层。采用导热系数小的高效保温材料，其导热系数一般小于0.05W/（mk)。2保温隔热材料的固定系统保温隔热材料的固定系统。有的将保温板粘结或钉固在基底上，有的为两者结合，以粘结为主，或以钉固为主。超轻保温浆料可直接涂抹在外墙表面上。3面层面层。薄面层一般为聚合物水泥胶浆抹面，厚面层则仍采用普通水泥砂浆抹面。有的则在龙骨上吊挂薄板覆面。4零配
21、件与辅助材料零配件与辅助材料。在接缝处、边角处，还要使用一些零配件与辅助材料，如墙角、端头、角部使用的边角配件和螺栓、销钉等，以及密封膏如丁基橡胶、硅胶等，根据各体系的不同做法选用。Compriseofaninsulationlayerfixedtotheexistingwall,withaprotectiverenderordecorativefinish.Drycladding干挂干挂offersawiderangeoffinishessuchastimberpanels,stoneorclaytiles,brickslipsoraluminiumpanels.ExternalWallEx
22、ternalWallInsulationKeyComponentsExternalWallSolutionsBeadsandclosuresInsulationFixingsReinforcementlayerBaserendercoatFinishcoatInsulationProperties:EPSMineralWoolPhenolicCorkPIRThermalConductivityw/m2k0.0370.0360.0200.0380.028FirePerformance EmissionsProduction RecyclabilityxxxImpactResistanceCost
23、 Key:=Excellent,=Good, =Adequate,X=PoorChoiceofInsulationComparativePerformanceExternalWallSolutionsFinishesavailableExternalWallSolutionsMineralrenderscrapedtextureDrydashusing6-8mmcolouredaggregateSprayroughcastBrickslipsorbrick-effectrenderLightsyntheticaggregateusinganacrylicbinder外墙外保温的优越性：1、外保
24、温可以避免产生热桥；2、外保温有利于保障室内的热稳定性：outsideinsideoutsideinsideThermalmassThermalmassTTC = 43.8TTC = 7.8insulationinsulation3、外保温有利于提高建筑结构的耐久性：4、外保温可以减少墙体内部冷凝现象：5、有利于既有建筑节能改造：6.一旦安装较少维护NointernallivingspaceislostExternalRenderSystemInternalFlexibleLining聚苯板EPS板薄抹灰外墙保温系统：1EPS板薄抹灰系统是国内外使用最普遍、技术上最成熟的外保温系统。该系统EP
25、S板导热系数小，约在0.0380.041W/(mK)之间，并且EPS板厚度一般不受限制，可满足严寒地区节能设计标准要求，尤适用于寒冷地区和严寒地区。2高层建筑可有多种防火构造措施，这是欧洲采用的一种做法，在国内使用需经抗裂试验验证，确保系统面层不会开裂。3采取适当措施后可贴面砖。薄抹灰外墙保温系统的性能指标：胶粉EPS颗粒保温浆料外墙外保温系统：以聚苯乙烯颗粒为保温材料，加入聚合物水泥胶浆搅拌而成，直接抹在墙体表面为保温层，以耐碱玻纤布为增强层，抗裂层，以防水抗裂砂浆为保护层。外饰面为涂料或其它装饰材料而形成的，对建筑物起到冬季保温，夏季隔热和装饰、保护的效果。胶粉EPS颗粒保温浆料外墙外保温
26、系统的优点：1容量小，导热系数较低，保温性能好；2软化系数高，耐水性能好；3静剪切力强，触变性好；4材质稳定，厚度易控制，整体性好整体性好；5干缩率低，干燥快。EPS板现浇混凝土外墙外保温系统（模板）挤塑型聚苯板XPS板外保温隔热材料：1、优良的保温隔热性；2、卓越的高强度抗压性；3、优质的憎水、防潮性；4、质地轻、使用方便；5、稳定性、防腐性好；6、产品环保性能。挤塑聚苯板倒置式屋面挤塑聚苯板倒置式屋面墙体节能4外墙内保温外墙内保温5.2外墙内保温技术ExternalRenderSystemInternalFlexibleLiningInternalDryLining(DirectFix)I
27、nternalDryLining(OnStraps)InternalDryLining(FilledStuds)InternalWallSolutionsRigidboardsWhatarethesolutions?干作业InternalWallSolutionsFlexiblethermalliningRigidboardCaseStudyFlexiblethermalliningThesolutionSempatap is thermal insulation on roll which is appliedlike wallpaper and at only 10mm thick doe
28、s not causesignificantdisruptionduringinstallation.InternalWallSolutionsCaseStudyRigidboardsInternalWallSolutionsCaseStudyFlexiblethermalliningInternalWallSolutions内保温复合墙体的优点：1)对饰面和保温材料的防水、耐候性等技术指标的要求不高，取材方便；2)内保温材料被楼板所分隔，仅在一个层高范围内施工，施工方便，不需搭设脚手架。缺点：由于材料、构造、施工等原因，许多内保温复合墙体饰面层容易出现开裂；不便于用户二次装修和吊挂饰物；占用
29、室内使用空间；由于圈梁、楼板、构造柱等会形成热桥，热损失较大；对既有建筑进行节能改造时，对居民的日常生活干扰较大。GRC内保温板：GRC内保温板集围护、保温和装饰于一体，外围护层是6mm的喷射GRC，保温层选用50mm厚聚苯板。GRC是玻璃纤维增强水泥的简称。它是以水泥砂浆作基材,玻璃纤维为增强材料,并加少量化学掺加剂混合而成,采用压缩空气喷射成型的一种无机复合材料。单一材料外墙：单一材料外墙：1）加气混凝土砌块）加气混凝土砌块。该墙体轻质高强，热工性能好。该墙体轻质高强，热工性能好。2）混凝土空心砌块）混凝土空心砌块，外墙采用混凝土空心砌块作为承重材，外墙采用混凝土空心砌块作为承重材料，孔内
30、填充保温材料，外墙内粉刷保温砂浆作保温处理。料，孔内填充保温材料，外墙内粉刷保温砂浆作保温处理。3）粘土多孔砖）粘土多孔砖，多层住宅一般采用砖混结构，以粘土多孔，多层住宅一般采用砖混结构，以粘土多孔砖为墙体。砖为墙体。4）框架填充外墙）框架填充外墙。主要用于高层建筑。可以用水泥炉渣轻。主要用于高层建筑。可以用水泥炉渣轻质砌块、加气混凝土砌块、大孔空心砖、各种轻质条板等。质砌块、加气混凝土砌块、大孔空心砖、各种轻质条板等。墙体节能5保温材料的构造1.1AIRBARRIERANDTHERMALALIGNMENT空气阻隔和热对齐Inorderforinsulationtobeaneffectivet
31、hermalbarrier,itshouldbeinstalledwithoutanygaps,voids,compression,orwindintrusion.Gapsandvoidsallowairtoflowthroughtheinsulation,decreasingitseffectiveness(Figure1.1.4).CompressionreducestheeffectiveR-valueoftheinsulation.Figure1.1.3-Theairbarriershouldbecontiguousandcontinuousovertheentirebuildinge
32、nvelope.Insulationshouldbeperfectlyalignedwiththeairbarrier.ImagecourtesyofSouthfaceEnergyInstituteFigure1.1.4-Gaps(left)andvoids(right)allowairtoflowthroughinsulation.Thefollowingimagesdepictmisalignmentbetweentheairbarrierandinsulationthatunderminetheperformanceofthethermalenclosure.Generally,theT
33、hermalBypassInspectionChecklistrequiresasealedair-barrieronallsixsidesofinsulation(top,bottom,back,front,left,andright),however,thereareafewexceptionsasnotedthroughoutthechecklist.InClimateZones1thru3,thereisageneralexemptionfortheinternalairbarrierclosesttoconditionedspacebecausethepredominantdirec
34、tionofair-flowinhotclimatesisfromtheoutsidetotheinsideofthehouse.InClimateZones4thru6,themostcriticalair-flowisfrominsidethehometotheoutsideduringcoldweather,thereforetheinternalairbarrierisrequired.Figure1.1.5showsacommoninsulationinstallationpracticecalledinsetstaplingwheretabsoffacedbattsarestapl
35、edtotheinsideedgesofwallframing.However,thispracticecommonlyresultsinlargegapsbetweentheinsulationandinteriorfinishthatwillallowconvectiveairflowaroundtheinsulation.Thisalsofacilitatesairleakageatanygapsorholesintheframing.Incontrast,staplingtheinsulationtothefaceofthestudswouldhaveallowedthebattsto
36、filltheframingspaceandbealignedwiththeinteriorfinish.Notealsohowtheinsulationisalsocompressedaroundpipingandwiring,resultinginareducedR-value.1.1AIRBARRIERANDTHERMALALIGNMENTFigure1.1.6-InsulationinstalledwithgapsandvoidsFigure1.1.5MisalignmentofinsulationduetocompressionSimilarly,inFigure1.1.6,thel
37、argegapbetweentheinsulationandwheretheinteriorceilingfinishwillbeinstalledwillallowconvectiveairflowaroundandthroughtheinsulation.Anexceptiontothesix-sideairbarrierrequirementdiscussedearlierisatbandjoists.However,insideairbarriersatbandjoistsarehighlyencouragedforClimateZones4andhigherandinanyhomes
38、withopenwebtruss-joistfloorsbecauseasthehomesarebeingheated,drivingforceswillcauseheatedairbetweenthefloorstoflowthroughthebandjoisttothecoldexteriorframing.Thiscanleadtohigherutilitybills,discomfort,andpotentialmoistureproblems.Figure1.5.1depictstwobestpracticesforensuringthealignmentofanairbarrier
39、andthermalbarrieratbandjoists.Inthedetailattheleft,sprayfoamisusedtofilltheentirejoistareaandactsasathermalbarrierandanairbarrier.Atright,asmallstructuralinsulatedpanel(SIP)isinstalled,alsoactingasbothathermalandairbarrier.Figure1.5.1-Optionsforinsulation/airbarrieralignmentatbandjoists喷涂泡沫SIPPanel1
40、.5AIRBARRIERATALLBANDJOISTS带搁栅的空气阻隔Whilethealignmentofairandthermalbarriersisimportantthroughoutthehome,onespecificdetailmeritsfurthermention.Incoldclimates,exposedconcreteslabedgesareacommonsourceofdiscomfortandhighutilitybills.Properlyinsulatingtheslabedgecandramaticallyimprovehomeperformance.Figu
41、re1.4.1-Optionsforslabinsulation1.4SLAB-EDGEINSULATION板边绝缘Therearetwobasicwaystoinsulateaslab.First,rigidinsulationcanbeinstalleddirectlyagainsttheexterioroftheslab,asshowninthedetailatleftinFigure1.4.1.Notethatinareaswithhightermitepopulations,buildersshouldbecarefultoavoidinstallingfoaminsulationi
42、ncontactwiththeground.Asecondoptionisa“floatingslab,”whichcanbeconstructedusinginteriorinsulation,asshowninthedetailatright.Inbothcases,insulationshouldbecontinuouslyalignedwiththeairbarrier.DiagramscourtesyoftheUSDepartmentofEnergy2.5SKYLIGHTSHAFTWALLS天窗侧边保温Skylightshaftsprotrudingthroughtheceiling
43、andanunconditionedspaceneedtobeinsulatedsincetheshaftswallsareeffectivelyattickneewallsadjoininganunconditionedspace.Skylightshaftwallsshallbeinsulatedtothesamelevelasattickneewallsandshallincludeasealedair-barrieralignedwiththeinsulationonbothinteriorandexteriorsidesofthewalls(seeFigure2.5.1).Clima
44、teZones1thru3areexemptfromthesealedinteriorair-barrier,butthisisunlikelytobeanissuesinceskylightshaftsarealmostalwaysfinished.SkylightSkylightAir BarrierAir BarrierAir BarrierAir BarrierAtticAtticInsulationInsulationLighttubessuchastheonepicturedinFigure2.5.2shouldalsobecoveredwithinsulationandanair
45、-barrier.Infact,thelighttubedepictedincludesapproximately30squarefeetofexposedsurfaceareatotheunconditionedattic.OneacceptablemethodforinsulatingthelighttubeistouseR-8ductinsulationwiththeplasticliningfunctioningastheexteriorair-barrier.Additionally,thepenetrationofthelighttubethroughtheceilingshall
46、besealedbetweenconditionedandunconditionedspace.SeeSection4.1and4.2ofthisdocument.Figure2.5.1ArchitecturaldetailforinsulationandairbarrieratskylightshaftFigure2.5.2Exampleofanun-insulatedlighttube4.3FLUESHAFT贯穿的管道的保温Fluepenetrationsintoatticsaremorecomplicatedbecausetheyalsoneedcodemandatedcombustio
47、nsafetyclearanceswithcombustibleframingmaterials.InFigure4.3.1below,insulationisusedtofillthespacebetweentheflueandthestuds.However,thisisapoordetailbecausebattinsulationisnotaneffectiveairbarrieranddoesnotmeetcombustionsafetyclearances.Figure4.3.1-InsulationimproperlyusedasanairbarrierImagecourtesy
48、ofEnergyLogicBattinsulationFigure4.3.2showshowafluecanbeproperlysealedinalargeopening.Inthiscase,anOSBpanelwascuttofilltheairspacearoundtheflue.ThefluewasthenfittedwithametalcollartofillthegapneededforcombustionsafetyclearancebetweentheOSBpanelandflue.Figure4.3.2-UL-ratedmetalcollarinstalledaroundaf
49、lueshaftImagecourtesyofBuildingScienceCorp.5.5WHOLE-HOUSEFAN风扇保温Whilewhole-housefansarenotfrequentlyfoundinnewconstructioninmanypartsofthecountry,theycanprovidequicknight-timecoolinginhot-dryclimateswithcoolevenings.However,theyrepresentanalmost10squarefootthermalholetotheatticbecausethelargeopening
50、isnotinsulatedandtheirmetallouverseffectivelytransferandleakheatbetweenthehomeandunconditionedattic.Thisproblemcanbefixedwithasimpleinsulatedcoverthatcanbeconstructedandgasketedtothefantopreventtheflowofheatfromtheatticintotheconditionedspace(Figure5.5.1).However,thiscovermustliftautomaticallywhenth
51、efanisswitchedon,orbeabletobeliftedwithoutthehomeownerclimbingintotheattic.Insulatedcoversthatdorequireclimbingintotheatticarenotallowedbecausetheyarehighlyunlikelytobeused.Asabestpractice,usewhole-housefanswithbuilt-ininsulatedcoversthatoperateautomaticallyandarefullysealed(Figure5.5.2).Figure5.5.1
52、-Whole-housefancoverFigure5.5.2-Whole-housefanwithbuilt-incoverAnotherfactory-builtwallsystemshownisInsulatedConcreteForms,orICFs(seeFigure1.6.5).ICFsareblocksmadefromextrudedpolystyreneinsulationdesignedtobeassembledlike“Lego”blocksintoacompetewallassembly.Steelreinforcingrodsareaddedandconcreteisp
53、ouredintothevoids,resultinginaveryair-tight,well-insulated,andsturdywall.Inadditiontonothermalbridging,theinsulationisinherentlyalignedwiththeexteriorandinteriorairbarrierswithnogaps,voidsorcompression.Therearefactory-builtinsulatedwallassembliesreadilyavailabletodaythat,byvirtueofhowtheyaremanufact
54、uredandassembledinthefield,ensureminimalthermalbridgingalongwithfullalignmentofinsulationwiththeintegratedairbarriersincludingnogaps,voidsorcompression.StructuralInsulatedPanelsorSIPs(Figure1.6.4)arewholewallpanelscomposedofinsulatedfoamboardgluedtobothaninternalandexternallayerofwoodsheathing,typic
55、allyOSBorplywood.Thisassemblywilloftenbemanufacturedwithprecutwindowopeningsandchases.Figure1.6.4-StructuralInsulatedPanels(SIPs)Figure1.6.5-InsulatedConcreteForm(ICF)1.6MINIMIZETHERMALBRIDGING尽量少热桥墙体节能6玻璃幕墙1.2玻璃幕墙玻璃幕墙玻璃幕墙在现代建筑中大量应用，节能设计十分重要。玻璃幕墙在现代建筑中大量应用，节能设计十分重要。玻璃幕墙的传热过程包括：玻璃幕墙的传热过程包括：1）幕墙内表面的换热
56、）幕墙内表面的换热2）幕墙外表面的换热）幕墙外表面的换热3）幕墙和金属框格的传热）幕墙和金属框格的传热严寒地区和寒冷地区的冬季，采用断热铝框中空玻璃幕墙严寒地区和寒冷地区的冬季，采用断热铝框中空玻璃幕墙能够有效改善保温状况。能够有效改善保温状况。1墙体1.2玻璃幕墙德国莱比锡新会德国莱比锡新会展中心展中心设计：冯设计：冯格康，格康，玛格和合伙人事玛格和合伙人事务所务所会展中心的焦点会展中心的焦点是雄伟壮观的玻是雄伟壮观的玻璃大厅，大厅跨璃大厅，大厅跨度度80米，长度米，长度243米和高度近米和高度近30米米。1.2玻璃幕墙1墙体1.2玻璃幕墙1.2玻璃幕墙德国德国莱比锡新会展中心莱比锡新会展中
57、心1.2玻璃幕墙1992年塞维利亚世博会英国馆年塞维利亚世博会英国馆1.2玻璃幕墙1992年塞维利亚世博会英国馆年塞维利亚世博会英国馆1.3特隆布墙特隆布墙特隆布墙是一种太阳能集热蓄热墙体。主要利用了被动式热压特隆布墙是一种太阳能集热蓄热墙体。主要利用了被动式热压通风原理。通风原理。1墙体1.4透明绝热墙透明绝热墙透明绝热墙是由透明绝热材料透明绝热墙是由透明绝热材料（TIM）和外墙复合构成的。相）和外墙复合构成的。相对特隆布墙只有一层空气层，对特隆布墙只有一层空气层，透明热阻墙有两层空气层，加透明热阻墙有两层空气层，加上透明热阻材料本身的热阻，上透明热阻材料本身的热阻，可有效保温。可有效保温。
58、1墙体透明绝热墙的缺点是吸收热量透明绝热墙的缺点是吸收热量最多的时候和需要热量最多的最多的时候和需要热量最多的时间不同步。一般可在玻璃外时间不同步。一般可在玻璃外设卷帘遮阳。设卷帘遮阳。1.5双层玻璃幕墙双层玻璃幕墙双层玻璃幕墙的保温隔热性能双层玻璃幕墙的保温隔热性能优于单层玻璃幕墙，在建筑中优于单层玻璃幕墙，在建筑中应用日益广泛。应用日益广泛。1墙体双层玻璃幕墙被称为双层玻璃幕墙被称为“可呼吸可呼吸的皮肤的皮肤”，两层或三层玻璃幕，两层或三层玻璃幕墙之间留有一定宽度的通风道，墙之间留有一定宽度的通风道，并配有可调节的百叶。并配有可调节的百叶。GSW总部大楼总部大楼1.5双层玻璃幕墙柏林著名双
59、层幕墙大楼，由柏林著名双层幕墙大楼，由Sauerbruch和和Hutton共同设计的共同设计的GSW大楼。大楼。柏林光电技术中心的设计结合了建筑师对工作场所、城市、功柏林光电技术中心的设计结合了建筑师对工作场所、城市、功能、形态美的兴趣。波浪形的正面展现一个大范围的色调光谱，能、形态美的兴趣。波浪形的正面展现一个大范围的色调光谱，而且它的双层结构使得办公室能有自然通风。而且它的双层结构使得办公室能有自然通风。1.5双层玻璃幕墙1.5双层玻璃幕墙REW总部总部英格豪恩，欧文迪克事务所设计英格豪恩，欧文迪克事务所设计双层表皮所采用的双层表皮所采用的智能幕墙系统。外智能幕墙系统。外层为单片玻璃的点层
60、为单片玻璃的点式连接幕墙，中间式连接幕墙，中间有一宽有一宽50厘米的热厘米的热通道，内装有能收通道，内装有能收放并调节角度的百放并调节角度的百页。内侧为双层中页。内侧为双层中空绝热玻璃。置于空绝热玻璃。置于双层表皮之间的鱼双层表皮之间的鱼嘴型装置，可通过嘴型装置，可通过空气交换系统防止空气交换系统防止太阳的有害侵入，太阳的有害侵入，有效的避免眩光。有效的避免眩光。墙体节能7绿化墙体1.6绿化墙体绿化墙体1墙体绿化墙体一般外表面覆盖爬墙植物和攀藤植物，这些落叶植物绿化墙体一般外表面覆盖爬墙植物和攀藤植物，这些落叶植物保证冬季日照和夏季保温。保证冬季日照和夏季保温。适合垂直绿化的常见藤本植物有爬山
61、虎、常春藤、凌霄、金银适合垂直绿化的常见藤本植物有爬山虎、常春藤、凌霄、金银花、扶芳藤等数十种。其中墙体绿化广泛使用爬山虎。花、扶芳藤等数十种。其中墙体绿化广泛使用爬山虎。墙体绿化墙体绿化模块模块1.6绿化墙体最环保办公大楼最环保办公大楼位于智利首都圣地亚哥的位于智利首都圣地亚哥的Concorcio大厦是世界上最环保大厦是世界上最环保办公大楼，外墙大面积覆盖的植办公大楼，外墙大面积覆盖的植物让大厦内冬暖夏凉，帮助楼内物让大厦内冬暖夏凉，帮助楼内的办公室节约了的办公室节约了48%的能量，特的能量，特别是夏季可有效削弱日光的辐射。别是夏季可有效削弱日光的辐射。到秋天的时候，植物从绿色变成到秋天的时
62、候，植物从绿色变成红色，又是另一番美景。红色，又是另一番美景。1.6绿化墙体绿苔覆盖的商店绿苔覆盖的商店这是韩国这是韩国MassStudies设设计事务所为首尔的计事务所为首尔的AnnDemeulemeester零售商零售商店所设计的墙面绿化方案，店所设计的墙面绿化方案，700多平方米的墙体外立面多平方米的墙体外立面覆盖着青苔覆盖着青苔真正生态真正生态环保的墙面装饰。甚至是环保的墙面装饰。甚至是在商店内部，也能看到令在商店内部，也能看到令人惊喜的绿色人惊喜的绿色1.6绿化墙体“缝缝”成的绿色花园成的绿色花园这个户外安装工程由来自建这个户外安装工程由来自建筑设计公司的筑设计公司的10名年轻人完名
63、年轻人完成，旨在将波士顿一座高层成，旨在将波士顿一座高层建筑的空白砖墙变成郁郁葱建筑的空白砖墙变成郁郁葱葱的绿色花园。种植了景天葱的绿色花园。种植了景天属植物的小方板被属植物的小方板被“缝缝”在在一块网状基底上，并且系上一块网状基底上，并且系上了照明电缆，在晚上也能创了照明电缆，在晚上也能创造出现代个性的艺术效果。造出现代个性的艺术效果。1.6绿化墙体生产果蔬的生产果蔬的“城市城市植物园植物园”利用城市空间为城市利用城市空间为城市居民生产果蔬食物。居民生产果蔬食物。这座大厦拥有利用溶这座大厦拥有利用溶液培养的蔬菜园和整液培养的蔬菜园和整合式可再生能源系统，合式可再生能源系统，可以大大减少能源的
64、可以大大减少能源的使用，并培养城市居使用，并培养城市居民形成爱护自然、亲民形成爱护自然、亲近自然的环保意识。近自然的环保意识。1.6绿化墙体低成本墙面绿化系统低成本墙面绿化系统这套墙面绿化系统由日本清水（这套墙面绿化系统由日本清水（Shimizu）公司设计，绿色植）公司设计，绿色植物被种植在类似海绵一样的聚酯混合土壤上，给予建筑一个全物被种植在类似海绵一样的聚酯混合土壤上，给予建筑一个全新的美丽外观，每平方米的成本折合成人民币仅需新的美丽外观，每平方米的成本折合成人民币仅需30元。元。1.6绿化墙体独特的垂直盆景花园独特的垂直盆景花园大面积的白色墙面上挂满了各种颜色的盆栽花卉，这里绝对大面积的
65、白色墙面上挂满了各种颜色的盆栽花卉，这里绝对值得一看，而且技术成本很低值得一看，而且技术成本很低只需要钉子和挂钩。只需要钉子和挂钩。1.6绿化墙体路易路易-威登的绿色威登的绿色“活活”广告广告建筑师建筑师GregoryPolleta想出了这个简单而巧妙想出了这个简单而巧妙的解决办法：在旧墙面的解决办法：在旧墙面上覆盖具有路易威登特上覆盖具有路易威登特色的色的Logo图案装饰，这图案装饰，这些图案都由绿色植物拼些图案都由绿色植物拼成，定期还会更换新的成，定期还会更换新的图案。图案。门窗节能2、门窗、门窗围护结构节能设计2.1保温门窗保温门窗门窗是围护结构中保温的薄弱环节，在围护结构整体热损失中，
66、门窗是围护结构中保温的薄弱环节，在围护结构整体热损失中，门窗热损失达到门窗热损失达到40%，其中传热损失占，其中传热损失占25%，通过缝隙的冷热，通过缝隙的冷热风渗透占风渗透占15%。门窗保温可从以下几个方面入手：门窗保温可从以下几个方面入手：1）控制窗墙比）控制窗墙比2）提高材料的保温性能）提高材料的保温性能3）增加门窗的层数）增加门窗的层数4）提高门窗的气密性）提高门窗的气密性2、2窗用玻璃窗用玻璃（1）吸热玻璃和热反射玻璃）吸热玻璃和热反射玻璃吸热玻璃含有氧化亚铁，对红外线有高度的吸收作用。常见的吸热玻璃含有氧化亚铁，对红外线有高度的吸收作用。常见的有灰色和青铜色。有灰色和青铜色。热反射
67、玻璃镀有金属膜，可以反射大量辐射热。热反射玻璃镀有金属膜，可以反射大量辐射热。2.2窗用玻璃（2）变色玻璃）变色玻璃根据致变色材料的不同，有光致变根据致变色材料的不同，有光致变色玻璃，电致变色玻璃和热致变色色玻璃，电致变色玻璃和热致变色玻璃。玻璃。2.2窗用玻璃银座银座-Chanel设计师：设计师：彼得彼得马里诺马里诺CHENAL银座店，电致变色玻璃白银座店，电致变色玻璃白天透明典雅，到了晚上，整个立面天透明典雅，到了晚上，整个立面变成了一个超大变成了一个超大LED屏屏（3）复合玻璃）复合玻璃如吸热中空玻璃、热反射中空玻璃，低辐射中空玻璃，低辐射如吸热中空玻璃、热反射中空玻璃，低辐射中空玻璃，
68、低辐射热反射中空玻璃，硅气凝胶特种玻璃等。热反射中空玻璃，硅气凝胶特种玻璃等。2.2窗用玻璃西伯利亚猛犸博物馆西伯利亚猛犸博物馆Leeser事务所事务所为了防止辐射光影响到地下的冻土，为了防止辐射光影响到地下的冻土，6.5万平方万平方英尺的博物馆将抬升在英尺的博物馆将抬升在20英尺高的支柱上。透英尺高的支柱上。透明的外层用双层玻璃建造，添加了气凝胶，一明的外层用双层玻璃建造，添加了气凝胶，一种能产生雾状效果的超级绝缘物质。种能产生雾状效果的超级绝缘物质。2.3窗用贴膜窗用贴膜2.4绝热窗框绝热窗框常用的绝热窗框包括塑料门窗和断热桥型铝合金窗框。常用的绝热窗框包括塑料门窗和断热桥型铝合金窗框。2
69、.5玻璃百叶调光窗户玻璃百叶调光窗户2.门窗2.6节能窗帘节能窗帘各种遮阳布，铝箔等。锦辉缎各种遮阳布，铝箔等。锦辉缎,红平绒红平绒尼龙绸窗帘其绝热效率尼龙绸窗帘其绝热效率比单层玻璃提高比单层玻璃提高44.1%47.5%,节能效果非常显著。节能效果非常显著。2.门窗2.6节能窗帘节能窗帘各种遮阳布，铝箔等。锦辉缎各种遮阳布，铝箔等。锦辉缎,红平绒红平绒尼龙绸窗帘其绝热效率尼龙绸窗帘其绝热效率比单层玻璃提高比单层玻璃提高44.1%47.5%,节能效果非常显著。节能效果非常显著。2.门窗屋顶节能与传统屋顶相比，种植屋顶、通风屋顶、蓄水屋顶等在减少屋与传统屋顶相比，种植屋顶、通风屋顶、蓄水屋顶等在减
70、少屋顶得热、减少热量传递和散热方面有一定的优势。另外还可根顶得热、减少热量传递和散热方面有一定的优势。另外还可根据屋顶得热较多的优势，发展太阳能屋顶。据屋顶得热较多的优势，发展太阳能屋顶。3.屋顶3.1保温屋顶保温屋顶1）合理选择屋顶的形式、材料和颜色。采用挂瓦板坡屋顶或）合理选择屋顶的形式、材料和颜色。采用挂瓦板坡屋顶或设置阁楼、采用遮阳屋顶和双层屋顶可改善热状况。设置阁楼、采用遮阳屋顶和双层屋顶可改善热状况。2）设置保温层，避免热桥可有效减少热量传递。）设置保温层，避免热桥可有效减少热量传递。3）加速夏季屋顶散热，可采用通风屋顶。）加速夏季屋顶散热，可采用通风屋顶。3.屋顶3.2种植屋顶种
71、植屋顶绿色屋顶可以绿色屋顶可以减少减少“热岛效热岛效应应”，如像芝，如像芝加哥则有一定加哥则有一定的财政补贴，的财政补贴，它可以成为一它可以成为一些鸟类和昆虫，些鸟类和昆虫，甚至是山羊的甚至是山羊的栖息地。栖息地。GreenroofLowmaintenanceplantsEcosoilAbsorbentfelt吸水吸水Insulatingceramicfilter陶瓷滤陶瓷滤波器波器AdjustableplotsWaterproofing3.2种植屋顶多伦多著名建筑设计团队多伦多著名建筑设计团队MountainEquipmentCo-op运用了阁楼构想和木梯做屋顶设计。运用了阁楼构想和木梯做屋
72、顶设计。3.2种植屋顶纽约纽约250哈德逊街的屋顶花园，成为居民生活的一部分。哈德逊街的屋顶花园，成为居民生活的一部分。3.2种植屋顶在意大利，绿色屋顶结构正在发生着新的变化。在意大利，绿色屋顶结构正在发生着新的变化。“它可以方它可以方便行人漫步海滨长廊，同时可以和城市街道连接。便行人漫步海滨长廊，同时可以和城市街道连接。”3.2种植屋顶新加坡新加坡南洋理工大南洋理工大学艺术设计媒体学学艺术设计媒体学院的教学大楼。院的教学大楼。它与周围的环境完它与周围的环境完美融合。草地屋顶美融合。草地屋顶为学生们提供了很为学生们提供了很好的会议场地。此好的会议场地。此外，绿色屋顶采用外，绿色屋顶采用了绝缘材
73、料，绝热了绝缘材料，绝热降温的同时还可以降温的同时还可以收集雨水灌溉周围收集雨水灌溉周围的植物。的植物。3.屋顶3.3蓄水屋顶蓄水屋顶3.4通风屋顶和架空屋顶通风屋顶和架空屋顶柯布希耶设计的昌迪加尔议会大厦和法院的通风屋顶柯布希耶设计的昌迪加尔议会大厦和法院的通风屋顶3.4通风屋顶和架空屋顶杨经文（马拉西亚），杨经文（马拉西亚），自宅自宅屋顶覆盖着遮阳格片，屋顶覆盖着遮阳格片，遮蔽整个房子。设计中遮蔽整个房子。设计中根据太阳从东到西各季根据太阳从东到西各季节运行的轨迹，将格片节运行的轨迹，将格片做成不同的角度，以控做成不同的角度，以控制不同季节和时间阳光制不同季节和时间阳光进入的多少。进入的多
74、少。楼地面节能4楼地面4.1地面保温地面保温民用建筑热工设计规范民用建筑热工设计规范中对于采暖建筑的地面保温作了热中对于采暖建筑的地面保温作了热工要求。工要求。由于地面下土壤温度的年变化比室外空气小很多，因此冬季地由于地面下土壤温度的年变化比室外空气小很多，因此冬季地面散热最大的靠近外墙的地面，其宽度在面散热最大的靠近外墙的地面，其宽度在0.5m2m左右因采取左右因采取保温措施。保温措施。4楼地面楼地面4楼地面低温地板辐射采暖技术是利用低温热水（低温地板辐射采暖技术是利用低温热水（4050）在埋在）在埋在地面下的高密度乙烯管内循环流动。地面下的高密度乙烯管内循环流动。4.2低温辐射采暖地板低温
75、辐射采暖地板优点：优点：高效节能。高效节能。可利用余热水，并且是低温传送，热损失小。可利用余热水，并且是低温传送，热损失小。与其他采暖方式相比，较为节能，节能幅度约为至与其他采暖方式相比，较为节能，节能幅度约为至。采暖舒适，热稳定性好。采暖舒适，热稳定性好。地面温度均匀，室温自下而上逐地面温度均匀，室温自下而上逐渐递减。间歇供暖的条件下，温度变化缓慢，舒适度高。渐递减。间歇供暖的条件下，温度变化缓慢，舒适度高。由于采用辐射散热方式，由于采用辐射散热方式，不占使用面积，室内卫生美观，不占使用面积，室内卫生美观，特别适用于大跨度和低窗台的建筑。特别适用于大跨度和低窗台的建筑。技术可靠，寿命长技术可
76、靠，寿命长，维护运行费用低（，维护运行费用低（14元元/平米），便平米），便于单户计量。于单户计量。有利于隔声有利于隔声和降低楼板撞击声。和降低楼板撞击声。4.2低温辐射采暖地板缺点：缺点：对层高有对层高有6厘米左右的占用。厘米左右的占用。地面二次装修时，易损坏地面二次装修时，易损坏地下管线。地下管线。铺设木地板则有干裂的麻铺设木地板则有干裂的麻烦，最好选用地砖或复合地板。烦，最好选用地砖或复合地板。设定温度不能太高，否则设定温度不能太高，否则会大大降低输送管道的使用寿会大大降低输送管道的使用寿命。命。由于防水需要，卫生间不由于防水需要，卫生间不便铺设，还要借助于电暖气。便铺设，还要借助于电暖
77、气。阳光间和中庭5阳光间和中庭采用玻璃建造的现代开敞中庭空间往往是一个被动式太阳采用玻璃建造的现代开敞中庭空间往往是一个被动式太阳能温室，可通过温室效应和烟囱效应来集热和通风。能温室，可通过温室效应和烟囱效应来集热和通风。2005年出台的年出台的公共建筑节能设计标准公共建筑节能设计标准对建筑透明屋顶对建筑透明屋顶的面积进行了限制，不应超过的面积进行了限制，不应超过20%。5、阳光间和中庭、阳光间和中庭对于高层建筑的中庭来说，温度有明显的垂直变化，有利对于高层建筑的中庭来说，温度有明显的垂直变化，有利于实现自然通风，但有时可能造成中庭及周围区域风速过于实现自然通风，但有时可能造成中庭及周围区域风
78、速过大影响室内活动。法兰克福商业银行的中庭部分被玻璃幕大影响室内活动。法兰克福商业银行的中庭部分被玻璃幕墙分课程一系列彼此分隔的小中庭，以避免风压和热压过墙分课程一系列彼此分隔的小中庭，以避免风压和热压过大带来的问题。大带来的问题。5阳光间和中庭主要依靠自然采光而且具有顶光，通过透明的穹顶和倒锥体的反主要依靠自然采光而且具有顶光，通过透明的穹顶和倒锥体的反射将水平光反射到下面的议会大厅，议会大厅两侧的内天井也可射将水平光反射到下面的议会大厅，议会大厅两侧的内天井也可以补充自然光线，基本上可以保证议会大厅内的照明，从而减少以补充自然光线，基本上可以保证议会大厅内的照明，从而减少了平时的人工照明。
79、穹顶内还设有一个随日照方向自动调整方位了平时的人工照明。穹顶内还设有一个随日照方向自动调整方位的遮光板，遮光板的作用是防止热辐射和避免眩光。的遮光板，遮光板的作用是防止热辐射和避免眩光。德国新国会大厦德国新国会大厦议会大厅议会大厅德国法兰克福德国法兰克福商业银行商业银行总部大厦总部大厦诺曼诺曼福斯特福斯特英英整栋大楼全部采用自然通风和温度整栋大楼全部采用自然通风和温度调节，将运行能耗降到最低，同时调节，将运行能耗降到最低，同时也最大程度的减少了空气调节设备也最大程度的减少了空气调节设备对大气的污染。中庭是贯通的，并对大气的污染。中庭是贯通的，并用玻璃幕墙分隔。用玻璃幕墙分隔。5阳光间和中庭德国
80、法兰克福德国法兰克福商业商业银行总部大厦银行总部大厦诺曼诺曼福斯特福斯特英英每隔每隔8层就安排了层就安排了1个高达个高达4层（约层（约14米）的空中花园，米）的空中花园，而且花园是错落上而且花园是错落上升设置升设置。这些空中。这些空中花园分布在三个方花园分布在三个方向的不同标高上，向的不同标高上，成为成为“烟囱烟囱”的进、的进、出风口，有效地组出风口，有效地组织了办公空间自然织了办公空间自然通风。通风。5阳光间和中庭围护结构节能设计习题习题: :1.1.了解单一材料墙体和复合墙体常用材料有哪些。了解单一材料墙体和复合墙体常用材料有哪些。2.2.结合实例谈谈绿化墙体的特点及在建筑设计中的应用。结合实例谈谈绿化墙体的特点及在建筑设计中的应用。3.3.了解常用玻璃的种类及特点。了解常用玻璃的种类及特点。4.4.结合实例谈谈种植屋面的特点及在建筑设计中的应用。结合实例谈谈种植屋面的特点及在建筑设计中的应用。5.5.低温辐射采暖地板的优点及缺点是？低温辐射采暖地板的优点及缺点是？
