建筑保溫設計

1、第三章 建筑保溫設計 heat preservation in building n第一節(jié) 建筑保溫設計綜合處理的基本原則n第二節(jié) 墻和屋頂?shù)谋卦O計n第三節(jié) 外窗、外門和地面的保溫設計n第四節(jié) 特殊部位保溫設計n第五節(jié) 被動式利用太陽能設計初步第一節(jié) 建筑保溫的途徑n建筑作為一項藝術與技術結合的產物，在設計中無疑要兼顧各個方面，充分利用各種因素，解決存在的問題。n中國領域寬廣，按建筑熱工設計分區(qū)要求，嚴寒地區(qū)和寒冷地區(qū)必須進行保溫設計。第一節(jié) 建筑保溫的途徑n外墻和屋頂是建筑外圍護結構的主體部分，對其保溫能力的要求，取決于房間的使用性質及技術經濟條件。一般從下面幾個方面來考慮：n（1）保證內

2、表面不結露，即內表面溫度不得低于室內空氣的露點溫度；n（2）對于大量的民用建筑，不僅要保證內表面不結露，還需滿足一定的熱舒適條件，限制內表面溫度，以免產生過強的冷輻射效應；n（3）從節(jié)能要求考慮，熱損失應盡可能的小；n（4）應具有一定的熱穩(wěn)定性。第一節(jié) 建筑保溫的途徑n1.建筑體型設計，盡量減少外圍護結構總面積： 平壁總傳熱量為： Q=q.F Q 總傳熱量 （W.h） q 平壁單位面積、單位時間的傳熱量 （W/m2） （熱流強度） 傳熱時數(shù)（h） F 圍護結構的總面積（m2） 優(yōu)化平面形式和建筑體形、減少外圍護結構的總面積都能有效減少能耗。2m第一節(jié) 建筑保溫的途徑n民用建筑節(jié)能設計標準（JG

3、J2695）中規(guī)定： 建筑物體形系數(shù)宜控制在0.30及0.30以下，如果體形系數(shù)大于0.30，則屋頂和外墻應加強保溫，其傳熱系數(shù)應符合表1.3-6的規(guī)定。 （體形系數(shù)建筑物與室外大氣接觸的外表面積與其所包圍的體積的比值，外表面積不包括地面和不采暖樓梯間隔墻和戶門的面積。）第一節(jié) 建筑保溫的途徑n保溫設計中熱惰性指標與熱阻的關系： 規(guī)范規(guī)定，按熱惰性指標D值將圍護結構分類成功4類，分別取不同的室外計算溫度te ，從而以不同的總熱阻值來調節(jié)其保溫性能。 圍護結構的熱惰性指標較大時，其總熱阻可稍小，若熱惰性指標較小，則應增大總熱阻予以補償。建筑保溫設計綜合處理的基本原則n一、充分利用可再生能源n二、

4、防止冷風的不利影響n三、選擇合理的建筑體形與平面形式n四、使房間具有良好的熱特性與合理的供熱系統(tǒng)第一節(jié) 建筑保溫的途徑n爭取良好的朝向和適當?shù)慕ㄖ镩g距 在建筑中，透過窗口射入室內的太陽輻射，直接給室內供熱；入射到墻體和屋頂上的太陽輻射，可使圍護結構溫度升高。 保持適當?shù)拈g距，可有效提高日照時間。第一節(jié) 建筑保溫的途徑n增強建筑物的密閉性，防止冷風滲透 冬季室外氣溫低，室內外溫差較大，風通過門窗洞口或其他縫隙滲入室內，從而降低室內溫度并引起氣溫波動。 同時，當風作用作用在圍護結構外表面時，使圍護結構外表面換熱系數(shù)增大，也影響了它的保溫性能。 有效途徑：減少建筑圍護結構的薄弱部位、增強建筑在冬季

5、的密閉性。同時空氣衛(wèi)生不受很大的影響。第一節(jié) 建筑保溫的途徑n避免潮濕、防止壁內產生冷凝 大多數(shù)建筑材料的導熱系數(shù)隨材料的含濕量增大而增長，熱阻隨含濕量增大而降低。n提高建筑物的保溫性能，只是輔助，對于采暖建筑，其決定室內熱環(huán)境的主要因素還是源自采暖系統(tǒng)的供熱。 第一節(jié) 建筑保溫的途徑n保溫設計依據(jù)（1）基本指標：圍護結構的最小總傳熱阻Ro.min。它是設置集中采暖設備建筑物圍護結構保溫性能的最低要求。它能保證在采暖系統(tǒng)正常供熱及室外實際空氣溫度不低于室外計算溫度前提下，圍護結構內表面不低于室內空氣的露點溫度。 露點（Dew Point）溫度td：空氣中的水蒸汽開始出現(xiàn)結露的溫度。第一節(jié) 建筑

6、保溫的途徑n（2）.材料的導熱系數(shù)修正系數(shù)，避免出現(xiàn)保溫性能的隱患。n（3）.為防止出現(xiàn)熱橋，進行有必要的驗算，以防止出現(xiàn)凝結水。n（4）.根據(jù)圍護結構熱惰性指標D將圍護結構劃分為四類： D6.0為型，D=4.16.0為型，D=1.64.0為型，D1.5為型，對于實際磚墻，當D=1.64.0時，冬季室外計算溫度仍按取值。第一節(jié) 建筑保溫的途徑n（5）.對不直接與室外相鄰的圍護結構做保溫設計時，予以修正。n（6）.體形系數(shù)大于0.30，各部分保溫性能應符合表1.3-6的規(guī)定。第一節(jié) 建筑保溫的途徑n按我國現(xiàn)行設計規(guī)范，保溫設計是取陰寒天氣作為設計計算基準條件。在這種情況下，建筑外圍護結構的傳熱過

7、程可近似為穩(wěn)態(tài)傳熱。按穩(wěn)態(tài)傳熱的理論，傳熱阻便成為外墻和屋頂保溫性能優(yōu)劣的特征指標，外墻和屋頂?shù)谋卦O計則成為確定其合理的傳熱阻。以下是我國國家標準民用建筑熱工設計規(guī)范中規(guī)定的設計方法-最小熱阻法。n一、最小傳熱阻的確定 Ro.min =（ti te）n Ri /t （m2.K/W） 式中 ti ； te -冬季室內、外計算溫度C； n-溫差修正系數(shù)； Ri-內表面換熱阻，m2.K/W；nt-室內空氣與外墻（或屋頂）內表面之間的允許溫差， C第一節(jié) 建筑保溫的途徑n以上參數(shù)的確定原則和選用方法為：n1.冬季室內計算溫度ti ti值因房間使用性質不同而有不同的規(guī)定值。 對于一般居住建筑取18C；

8、對于高級居住建筑、醫(yī)療和福利建筑、托幼建筑等，取20 C。n2.冬季室外計算溫度te te值的選取較為復雜一些，它的取值大小與所設計的外墻或屋頂?shù)臒岫栊灾笜酥荡笮∮嘘P。一般說來，熱惰性指標值大， te取值較高，相反亦然。 我國規(guī)范對te的選取作了具體規(guī)定，見表3-1第一節(jié) 建筑保溫的途徑 第一節(jié) 建筑保溫的途徑n 3.室內空氣與外墻（或屋頂）內表面之間的允許溫差t 允許溫差t，根據(jù)房間性質及結構，按表3-2取值。n4.溫差修正系數(shù)n 因最小傳熱阻計算式采用的是室外空氣溫度，當某些圍護結構的外表面不與室外空氣直接接觸時，應對室內溫差加以修正，修正系數(shù)n見表3-3。n5.內表面換熱阻Ri，按第二章

9、取值。n按上述步驟，在取得各參數(shù)值后，便可求得Ro.min 。 應當注意，求得這個最小傳熱組，并不意味著外圍護結構的實有熱阻一定要剛好等于最小傳熱阻，它只是起碼的標準。 實際熱阻應高于或等于它，但不得低于它。 Ro Ro.min第一節(jié) 建筑保溫的途徑n此外，在實際設計當中，當居住建筑、醫(yī)院、幼兒園、辦公樓、學校和門診部等建筑物的外墻為輕質材料外墻為輕質材料時，外墻的最小傳熱阻應在前述計算求得Ro.min的基礎上進行附加，其附加值應按表3-4的規(guī)定采用。第一節(jié) 建筑保溫的途徑第一節(jié) 建筑保溫的途徑n經濟傳熱阻 圍護結構單位面積的建造費用（初次投資的折舊費）與使用費用（由圍護結構單位面積分攤的采暖

10、運行費和設備折舊費）之和達到最小值時的傳熱阻。n建筑物耗熱量指標 qH=qHT+q1NF-q1HqH建筑物耗熱量指標（W/m2）qHT單位建筑面積通過圍護結構的傳熱耗熱量（W/m2）q1NF單位建筑面積的空氣滲透耗熱量（W/m2）q1H單位建筑面積的內部得熱，住宅建筑取3.80（W/m2）圍護結構的保溫構造n1.保溫、承重合二為一n2.單設保溫層n3.復合結構第二節(jié) 外墻和屋頂?shù)谋卦O計n二、絕熱材料（Insulation material） 所謂絕熱材料是指那些絕熱性能比較高，也就是導熱系數(shù)比較小的材料。 通常把導熱系數(shù)0.25，并能用于絕熱工程的稱為絕熱材料 把用于控制室內熱量外流的叫保溫

11、材料。 防止熱量進入室內的叫隔熱材料。n影響材料導熱系數(shù)的因素：(下張幻燈)1.密度；2.濕度；3.溫度n絕熱材料的選擇（按熱物理性能、強度、耐久性、耐火性及耐侵蝕性等，滿足要求）二節(jié) 外墻和屋頂?shù)谋卦O計n建筑絕熱用玻璃棉制品n本節(jié)內容適用于建筑絕熱用玻璃棉制品，不適用于建筑公共設備（如管道設備、加熱設備）用玻璃棉制品，也不適用于工業(yè)用玻璃棉制品。n硅酸鹽復合絕熱涂料n本節(jié)內容適用于熱面溫度不大于873K（600）和冷面溫度不小于248K（-25）的各類絕熱工程用硅酸鹽復合絕熱涂料。n隔熱用聚苯乙烯泡沫塑料n本節(jié)內容適用于可發(fā)性聚苯乙烯珠經加熱預發(fā)泡后，在模具中加熱成型而制得的具有閉孔結構的

12、聚苯乙烯泡沫塑料，也適用于大塊切割而成的材料。絕熱用硅酸鋁棉及其制品n本節(jié)內容適用于工業(yè)設備和管道絕熱用的硅酸鋁棉、硅酸鋁棉板、氈和毯。膨脹珍珠巖絕熱制品n本節(jié)內容適用于以膨脹珍珠巖為主要成分，摻加不同種類粘結劑而制成的板、管殼等絕熱制品。其使用溫度界限為-50900。n外墻內保溫條板n本節(jié)內容適用于復合在住宅建筑結構外墻內側的預制保溫條板（以下簡稱內保溫條板）。一般民用建筑用內保溫板可以參照執(zhí)行。外墻內保溫條板指面密度小于50kg/m2，面層厚度1015mm，板重不大于100kg,長寬比不小于2.5的復合于結構外墻內側的預制保溫條板。膨脹蛭石制品n本節(jié)內容適用于使用溫度在-40800范圍內的

13、各種形式的水泥膨脹蛭石制品。其他粘結劑制成的制品應參照使用。n“格林塔爾格林塔爾”墻體保溫材料是引進韓國的“格林塔爾”技術，在國家建設部有關部門的協(xié)助下經三年課題攻關研制出來的符合中國國情的高性能建筑保溫材料。它不但有良好的保溫性能，而且更重要的是：它解決了建筑墻體的開裂、滲水等問題，并創(chuàng)造了粉料現(xiàn)場加水、涂抹上墻的施工方式，不但提高了建筑企業(yè)的施工效率，而且為建筑師的建筑藝術造型提供了更大的空間?！案窳炙枴北夭牧虾褪┕眉夹g推動了保溫材料在建筑工程中的廣泛應用，加快了中國建筑達到節(jié)能50%目標的步伐。n“格林塔爾格林塔爾”保溫材料有良好的保溫性能、持久的耐候力、廣泛的親和力和高粘接性。

14、耐候力來源于天然原料（無機硅酸礦、硫鋁酸鹽、碳酸鹽礦、天然橡膠）的激活與搭配，復合材料結構（硅酸鹽礦的三維八面體細孔也與膠連顆粒）精密組合，使保溫系統(tǒng)關鍵部位的粘接等性能異常穩(wěn)定，能夠抵抗紫外線、酸雨、風沙等惡劣環(huán)境數(shù)十年的侵蝕，耐候性極強。廣泛的親和力是考慮到絕大部分建筑外圍護結構材料有硅酸鹽成分，“格林塔爾”保溫材料與硅酸制品（混凝土、磚、石、砌塊、玻璃、磁磚）建立永久的結構性連接而成為整體，遠遠優(yōu)于有合成膠的表面粘接，“格林塔爾”保溫材料與任何圍護結構建立的保溫復合墻都能成為牢不可破的整體。n材料的導熱系數(shù)為0.059W/m.k(1cm厚“格林塔爾”保溫砂漿的保溫效率可超過12cm厚磚墻

15、的保溫效率)，且有很好的防水性能和優(yōu)越的耐候性，使保溫效果穩(wěn)定持久。 使用范圍：使用范圍： 1、住宅和公共建筑內外墻體、地面和層頂?shù)谋睾头浪こ?2、溫室、糧庫和軍用設施等需要恒溫條件的建筑物體的保溫，隔熱和防水 3、熱土條件差的舊建筑外圍護墻保溫隔熱改造 4、建筑物的隔音工程 5、各種建筑表面襲縫修補工程 6、結露面（連接點）及滲水面剝落，剝離現(xiàn)象的修補工程n玻璃幕墻用玻璃棉制品玻璃幕墻用玻璃棉制品n 玻璃幕墻用玻璃棉制品分為玻璃棉氈和玻璃棉板兩種，可將氈或板表面涂上黑膠或粘附一層黑色的玻璃纖維氈加固，適用于商業(yè)，工業(yè)和公共建筑玻璃幕墻的保溫隔熱。n 使用玻璃幕墻用玻璃棉制品可以給您提供如

16、下好處：n防止結露，減輕墻體重量，增加使用面積，節(jié)約能源，增加舒適度，美觀實用，保護主體結構，隔音，防火n夾心墻用玻璃棉制品夾心墻用玻璃棉制品n 夾心墻用玻璃棉制品分為玻璃棉氈和玻璃棉板兩種，可將氈或板表面涂上黑膠或粘附一層黑色的玻璃纖維氈加固，適用于商業(yè)，工業(yè)和公共建筑雙層墻的保溫隔熱。n 使用夾心墻用玻璃棉制品可以給您提供如下好處：n防止結露，減輕墻體重量，增加使用面積，節(jié)約能源，增加舒適度，隔音，防火n外墻保溫玻璃棉制品外墻保溫玻璃棉制品n 外墻保溫玻璃棉制品分為玻璃棉氈和玻璃棉板兩種，可將氈或板表面涂上黑膠或粘附一層黑色的玻璃纖維氈加固，適用于商業(yè)，工業(yè)和民用建筑墻體,客車車廂的保溫隔

17、熱?？捎迷谙铝凶o板的后面：纖維-混凝土板，天然石板，磚或瓦，金屬或聚氯乙烯的搭接，木蓋板等，特別適合于預先制好的盒式結構的保溫隔熱。n 使用外墻保溫玻璃棉制品可以給您提供如下好處：n防止結露，減輕墻體重量，增加使用面積，節(jié)約能源，增加舒適度，美觀實用，可對舊建筑物進行保溫，保護主體結構，隔音，防火n鋼結構用玻璃棉氈鋼結構用玻璃棉氈n鋼結構用玻璃棉氈按無貼面，帶增強加筋鋁箔（FSK）貼面，帶增強聚乙烯膜（WMP-VR）貼面或其他防潮貼面分為不同的品種。貼面產品帶有飛邊。適用于工業(yè)廠房，庫房；公共設施，農貿集市，展銷商場；糧谷蔬菜倉庫，食品冷凍倉庫；各類室內游樂場，球場，旱冰場，舞場，游泳池，保齡

18、球場；偏遠地區(qū)文娛中心或影院劇院；軍用民用飛機庫等建筑保溫隔熱。n使用鋼結構用玻璃棉氈可以給您提供如下好處：n優(yōu)良的隔熱性能，降低工程造價，便于運輸和貯存，控制冷凝，安全持久，防火n鋼結構用玻璃棉板鋼結構用玻璃棉板n鋼結構用玻璃棉板可與壓型鋼板一起制作成加心板，或貼附面料，直接安裝于屋頂，再于上部安裝壓型鋼板等，進行鋼結構建筑的保溫和吸音。適用于工業(yè)廠房，庫房；公共設施，農貿集市，展銷商場；糧谷蔬菜倉庫，食品冷凍倉庫；各類室內游樂場，球場，旱冰場，舞場，游泳池，保齡球場；偏遠地區(qū)文娛中心或影院劇院；軍用民用飛機庫等建筑保溫隔熱。使用鋼結構用玻璃棉氈可以給您提供如下好處：優(yōu)良的隔熱隔音性能，便于

19、施工，降低工程造價，便于運輸和貯存，控制冷凝，安全持久，防火n外墻外保溫工程貼聚苯板實例 外墻外保溫工程鋪玻纖網布實例 n外墻外保溫工程塑造外型實例 屋頂保溫工程貼反射膜實例 n外墻外保溫工程中聚苯板咬搓交錯實例 n屋頂保溫工程鋪反射膜竣工實例 第二節(jié) 外墻和屋頂?shù)谋卦O計n三、選擇保溫構造方案n（一）保溫構造的種類n1.單設保溫層（見圖3-6）n2.封閉空氣間層保溫（一般空氣間層厚4-5cm）n3.保溫與承重相結合（見圖3-7）n4.混合型構造（見圖3-8）第二節(jié) 外墻和屋頂?shù)谋卦O計第二節(jié) 外墻和屋頂?shù)谋卦O計n（二）單設保溫層復合結構的形式及持點n內保溫和外保溫n外保溫的優(yōu)點主要有：n（

20、1）保護墻或屋頂，降低溫度應 力起伏，提高結構的耐久性。n（2）有利于房間熱穩(wěn)定性。n（3）防止內部產生水蒸汽凝結。n（4）消除熱橋n（5）有利于舊房節(jié)能改造n（6）節(jié)約使用空間第二節(jié) 外墻和屋頂?shù)谋卦O計n防水層不設在保溫層上邊，而是倒過來設在保溫層底下,這種方法，在國外叫作Upsidedown構造方法;簡稱USD構法。 第三節(jié) 外窗、外門和地面的保溫設計n對一棟建筑物來說，外窗戶、外門和地面在外圍護結構總面積中占有相當?shù)谋壤?，一般?0-60%之間。從冬季失熱量來看，外窗、外門及地面的失熱量要大于外墻和屋頂?shù)氖崆?，?-5是西安建筑科技大學一棟住宅樓外圍護結構各部分耗熱量分布。 第三節(jié) 外窗、外門和地面的保溫設計n一、窗戶的保溫設計n1.控制窗墻面積比（表3-6）按我國設計規(guī)范，窗墻面積比=窗戶洞口面積/外墻面積（開間*層高）n2.提高氣密性，減少冷風滲透我國的有關標準規(guī)定，在窗兩側空氣壓差為10Pa的條件.單位時間內每米縫長的空氣滲透量q1的允許標準如下：在低層和多層建筑中應不大于4.0m3/（m.h）在中、高層建筑中應不大于2.5m3/（m.h）n窗縫的處理第三節(jié) 外窗