一級注冊建筑師 建筑物理與建筑設(shè)備筆記教學(xué)文案

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。一級注冊建筑師 建筑物理與建筑設(shè)備筆記-2012年一級注冊建筑師學(xué)習(xí)筆記建筑物理與建筑設(shè)備第十四章建筑熱工與節(jié)能第一節(jié)傳熱的基本知識一、傳熱的基本概念溫度溫度是表征物體冷熱程度的物理量，溫度使用的單位為K或。溫度場某一瞬間，物體內(nèi)所有各點(diǎn)的溫度分布稱為溫度場。溫度場可分為：穩(wěn)定溫度場、不穩(wěn)定溫度場。等溫面溫度場中同一時(shí)刻由溫度相同的各點(diǎn)相連所形成的面。使用等溫面可以形象地表示溫度場內(nèi)的溫度分布。不同溫度的等溫面絕對不會相交。溫度梯度溫度差位t與沿法線方向兩個(gè)等溫面之間距離n的比值的極限叫做溫度梯度。熱流

2、密度(熱流強(qiáng)度)熱流密度是在單位時(shí)間內(nèi)，通過等溫面上單位面積的熱量，單位為W/m2。若單位時(shí)間通過等溫面上微元面積dF的熱量為dQ，則熱流密度定義式為：q=dQ/dF二、傳熱的基本方式：導(dǎo)熱、對流、輻射導(dǎo)熱(熱傳導(dǎo))1.傅立葉定律均質(zhì)材料物體內(nèi)各點(diǎn)的熱流密度與溫度梯度成正比。熱量傳遞的方向(由高溫向低溫)和溫度梯度的方向(由低溫向高溫)相反。2.材料的導(dǎo)熱系數(shù)導(dǎo)熱系數(shù)是表征材料導(dǎo)熱能力大小的物理量，單位為W/(mK)。它的物理意義是，當(dāng)材料層厚度為lm，材料層兩表面的溫差為1K時(shí)，在單位時(shí)間內(nèi)通過lm2截面積的導(dǎo)熱量。各種材料導(dǎo)熱系數(shù)的大致范圍是：建筑材料和絕熱材料0.0253液體0.070.

3、7氣體0.0060.6金屬2.2420對流由于引起流體流動的動力不同，對流的類型可分為：1.自由對流：由溫度差形成的對流。2.受迫對流：由外力作用形成的對流。受迫對流在傳遞熱量的強(qiáng)度方面要大于自由對流。輻射凡是溫度高于絕對零度(0K)的物體都發(fā)射輻射能。1.物體對外來輻射的反射、吸收和透射(見圖l42)。反射系數(shù)rh:被反射的輻射能Ir與入射輻射能I0的比值。吸收系數(shù)h：被吸收的輻射能I與入射輻射能I0的比值。透射系數(shù)h：被透射的輻射能I與入射輻射能I0的比值。rh+h+h12.白體、黑體和完全透熱體白體(絕對白體)：能將外來輻射全部反射的物體，rh1。黑體(絕對黑體)：能將外來輻射全部吸收的

4、物體h1。完全透熱體：能將外來輻射全部透過的物體，h1。3.物體表面的輻射本領(lǐng)全輻射力E(輻射本領(lǐng)，全輻射本領(lǐng))：在單位時(shí)間內(nèi)、從單位表面積上以波長0的全波段向半球空間輻射的總能量，單位：W/m2。單色輻射力E(單色輻射本領(lǐng))：在單位時(shí)間內(nèi)、從單位表面積向半球空間輻射出的某一波長的能量，單位：W/m2m?；殷w：物體在每一波長下的單色輻射力與同溫度、同波長下黑體的單色輻射力的比值為一常數(shù)。一般建筑材料均可看作為灰體。非灰體(選擇性輻射體)：物體的單色輻射力與黑體、灰體截然不同，有的只能發(fā)射某些波長的輻射能量。黑度(輻射率)：灰體的輻射本領(lǐng)E與同溫度下黑體的輻射本領(lǐng)E，b的比值。4.輻射本領(lǐng)的計(jì)算

5、(斯蒂芬一波爾茲曼定律)5.影響材料吸收率、反射率、透射率的因素材料吸收率、反射率、透射率與外來輻射的波長、材料的顏色、材性、材料的光滑和平整程度有關(guān)。材料表面對外來輻射的反射、吸收和透射能力與外來輻射的波長有密切的關(guān)系。根據(jù)克希荷夫定律，在給定表面溫度下，表面的輻射率(黑度)與該表面對來自同溫度的投射輻射的吸收系數(shù)在數(shù)值上相等。物體對不同波長的外來輻射的反射能力不同，對短波輻射，顏色起主導(dǎo)作用；對長波輻射，材性(導(dǎo)體還是非導(dǎo)體)起主導(dǎo)作用。例如，在陽光下，黑色物體與白色物體的反射能力相差很大，白色反射能力強(qiáng)；而在室內(nèi)，黑、白物體表面的反射能力相差極小。常溫下，一般材料對輻射的吸收系數(shù)可取其黑

6、度值，而對來自太陽的輻射，材料的吸收系數(shù)并不等于物體表面的黑度。玻璃作為建筑常用的材料屬于選擇性輻射體，其透射率與外來輻射的波長有密切的關(guān)系。易于透過短波而不易透過長波的玻璃建筑具有溫室效應(yīng)。6.輻射換熱兩表面間的輻射換熱量主要與表面的溫度、表面發(fā)射和吸收輻射的能力、表面的幾何尺寸與相對位置有關(guān)。輻射換熱系數(shù)r取決于表面的溫度、表面發(fā)射和吸收輻射的能力、表面的幾何尺寸與相對位置。三、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱過程圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱過程通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱要經(jīng)過三個(gè)過程(見圖143)：表面吸熱：內(nèi)表面從室內(nèi)吸熱(冬季)或外表面從室外空間吸熱(夏季)。結(jié)構(gòu)本身傳熱：熱量由結(jié)構(gòu)的高溫表面?zhèn)飨虻蜏乇砻?。表面放熱：外表?/p>

7、向室外空間放熱(冬季)或內(nèi)表面向室內(nèi)空間放熱(夏季)。表面換熱熱量在圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面和室內(nèi)空間或在外表面和室外空間進(jìn)行傳遞的現(xiàn)象稱為表面換熱。表面換熱由對流換熱、輻射換熱兩部分組成。1.對流換熱對流換熱是指流體與固體壁面在有溫差時(shí)產(chǎn)生的熱傳遞現(xiàn)象。它是對流和導(dǎo)熱綜合作用的結(jié)果。如墻體表面與空氣間的熱交換。在建筑熱工中，對流換熱系數(shù)主要與氣流的狀況、結(jié)構(gòu)所處的部位、壁面狀況、熱流方向有關(guān)。2.表面換熱系數(shù)和表面換熱阻表面換熱系數(shù)內(nèi)表面的換熱系數(shù)使用i表示，w/(m2K)；外表面的熱轉(zhuǎn)移系數(shù)使用e表示，w/(m2K)。表面換熱阻R1/內(nèi)表面的換熱阻使用Ri表示，(m2K)/W；外表面的換熱阻使用R

8、e表示，(m2K)/W。四、濕空氣濕空氣、未飽和濕空氣與飽和濕空氣濕空氣是干空氣和水蒸氣的混合物。在溫度和壓力一定的條件下，一定容積的干空氣所能容納的水蒸氣量是有限度的，濕空氣中水蒸氣含量未達(dá)到這一限度時(shí)叫未飽和濕空氣，達(dá)到限度時(shí)叫飽和濕空氣?？諝鉂穸瓤諝鉂穸仁潜硎究諝飧蓾癯潭鹊奈锢砹?。在表示空氣的濕度時(shí)，可使用以下方式。1.絕對濕度絕對濕度是每立方米空氣中所含水蒸氣的質(zhì)量，單位為g/m3。未飽和濕空氣的絕對濕度用符號f表示，飽和濕空氣的絕對濕度用fmax眥表示。2.水蒸氣分壓力P濕空氣中含有的水蒸氣所呈現(xiàn)的壓力稱為水蒸氣分壓力，單位為Pa。未飽和濕空氣的水蒸氣分壓力用符號P表示，飽和蒸汽壓用

9、Ps表示。溫度越高，飽和蒸汽壓值越大。3.相對濕度一定溫度、一定大氣壓力下，濕空氣的絕對濕度f與同溫、同壓下的飽和空氣絕對濕度fmax的百分比稱為濕空氣的相對濕度。相對濕度的計(jì)算公式：露點(diǎn)溫度在不改變水蒸氣含量的前提下，未飽和濕空氣冷卻至飽和狀態(tài)時(shí)所對應(yīng)的溫度叫露點(diǎn)溫度。露點(diǎn)溫度用td表示。露點(diǎn)溫度可用來判斷圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面是否結(jié)露。當(dāng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面的溫度低于露點(diǎn)溫度時(shí)，內(nèi)表面將產(chǎn)生結(jié)露。濕球溫度濕球溫度是指在于濕球溫度計(jì)中由水銀球用潮濕紗布包裹的濕球溫度計(jì)所測量的溫度。它與干球溫度配合可以測量空氣的相對濕度。第二節(jié)熱環(huán)境一、室外熱環(huán)境(室外氣候)室外熱環(huán)境由太陽輻射、大氣溫度、空氣濕度、風(fēng)、降

10、水等因素綜合組成的一種熱環(huán)境。太陽輻射1.太陽輻射能是地球上熱量的基本來源，是決定室外熱環(huán)境的主要因素。2.太陽輻射的組成到達(dá)地球表面的太陽輻射分為兩個(gè)部分，一部分是太陽直接射達(dá)地面的部分，稱為直射輻射；另一部分是經(jīng)過大氣層散射后到達(dá)地面的部分，稱為散射輻射。3.太陽常數(shù)在太陽與地球的平均距離處，垂直于人射光線的大氣界面單位面積上的輻射熱流密度。天文太陽常數(shù)(理論計(jì)算值)：I0l395.6W/m2；氣象太陽常數(shù)(實(shí)測分析值)：I01256W/m2。4.影響太陽輻射照度的因素大氣中射程的長短，太陽高度角，海拔高度，大氣質(zhì)量。5.太陽光譜太陽輻射能量主要分布在紫外線、可見光和紅外線區(qū)域，其中97.

11、8是短波輻射，所以太陽輻射屬于短波輻射。室外氣溫1.室外氣溫：距地面1.5m處百葉箱內(nèi)的空氣溫度。2.變化規(guī)律年變化規(guī)律：由地球圍繞太陽公轉(zhuǎn)引起，形成一年四季氣溫變化，北半球最高氣溫出現(xiàn)在7月(大陸)或8月(沿海、島嶼)，最低氣溫出現(xiàn)在1月或2月。日變化規(guī)律：由地球自轉(zhuǎn)引起。日最低氣溫出現(xiàn)在6:007:00左右。日最高氣溫出現(xiàn)在14:00左右?？諝鉂穸?.濕度：空氣中水蒸氣的含量?？捎媒^對濕度或相對濕度表示，通常使用相對濕度表示空氣的濕度。2.變化規(guī)律一般來說，某一地區(qū)在一定時(shí)間內(nèi)，空氣的絕對濕度變化不大，但由于空氣溫度的變化，使得空氣中飽和水蒸氣壓隨之變化，從而導(dǎo)致相對濕度變化強(qiáng)烈。年變化規(guī)

12、律：最熱月相對濕度最小，最冷月相對濕度最大，季風(fēng)區(qū)例外。日變化規(guī)律：晴天時(shí)，日相對濕度最大值出現(xiàn)在4:005:00，日相對濕度最小值出現(xiàn)在13:0015:00。風(fēng)1.風(fēng)：指由大氣壓力差所引起的大氣水平方向的運(yùn)動。2.風(fēng)的類型大氣環(huán)流：由于太陽輻射熱在地球上照射不均勻，使得赤道和兩極之間出現(xiàn)溫差，從而引起大氣在赤道和兩極之間產(chǎn)生活動，即為大氣環(huán)流。地方風(fēng)：局部地區(qū)受熱不均引起的小范圍內(nèi)的大氣流動。如海陸風(fēng)、山谷風(fēng)、林原風(fēng)等。3.風(fēng)的特性風(fēng)向：風(fēng)吹來的地平方向?yàn)轱L(fēng)向?？墒褂盟姆轿粬|(E)、南(S)、西(W)、北(N)表示，細(xì)分則使用八方位，即在上述四方位中增加?xùn)|南(SE)、東北(NE)、西南(SW

13、)、西北(NW)，甚至使用十六方位表示。風(fēng)向頻率圖(風(fēng)向玫瑰圖)是一定時(shí)間內(nèi)在各方位刮風(fēng)頻率的統(tǒng)計(jì)圖，可由此了解當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)向，尤其是不同季節(jié)的主導(dǎo)風(fēng)向。風(fēng)速：單位時(shí)間內(nèi)風(fēng)前進(jìn)的距離，單位為m/s。氣象學(xué)上根據(jù)風(fēng)速將風(fēng)分為十二級。降水1.降水：從大地蒸發(fā)出來的水蒸氣進(jìn)入大氣層，經(jīng)過凝結(jié)后又降到地面上的液態(tài)或固態(tài)的水分。如雨、雪、雹都屬降水現(xiàn)象。2.降水的性質(zhì)降水量：降落到地面的雨以及雪、雹等融化后，未經(jīng)蒸發(fā)或滲透流失而累積在水平面上的水層厚度。單位：mm。降水強(qiáng)度：單位時(shí)間(24h)內(nèi)的降水量，單位：mm/d。根據(jù)降水強(qiáng)度，可將降水劃分如下：小雨10mm中雨1025mm大雨2550mm暴雨5010

14、0mm二、中國建筑熱工設(shè)計(jì)分區(qū)中國建筑熱工設(shè)計(jì)分區(qū)表14-1氣候分區(qū)主要指標(biāo)輔助指標(biāo)熱工設(shè)計(jì)要求最冷月平均溫度()最熱月平均溫度()日平均氣溫5的天數(shù)日平均氣溫25的天數(shù)嚴(yán)寒地區(qū)-lO145必須充分滿足冬季保溫要求，一般可不考慮夏季防熱寒冷地區(qū)0-lO90145應(yīng)滿足冬季保溫要求，部分地區(qū)兼顧夏季防熱夏熱冬冷地區(qū)010253009040110必須充分滿足夏季防熱要求，適當(dāng)兼顧冬季保溫夏熱冬暖地區(qū)102529100200必須滿足夏季防熱要求，一般可不考慮冬季保溫溫和地區(qū)0131825090部分地區(qū)應(yīng)注意冬季保溫，一般可不考慮夏季防熱三、室內(nèi)熱環(huán)境(室內(nèi)氣候)室內(nèi)熱環(huán)境是指由室內(nèi)空氣溫度、空氣濕度

15、、室內(nèi)風(fēng)速、平均輻射溫度(室內(nèi)各壁面溫度的當(dāng)量溫度)等因素綜合組成的一種熱物理環(huán)境。決定室內(nèi)熱環(huán)境的物理客觀因素室內(nèi)熱環(huán)境的好壞通常受到室外熱環(huán)境、室內(nèi)熱環(huán)境設(shè)備(如空調(diào)器、加熱器等)、室內(nèi)其他設(shè)備(如燈具、家用電器)的影響。對室內(nèi)熱環(huán)境的要求室內(nèi)熱環(huán)境是要保證人的正常生活和工作，以維護(hù)人體的健康。1.人體的熱感覺室內(nèi)熱環(huán)境對人體的影響主要表現(xiàn)在人的冷熱感。人體的冷熱感取決于人體新陳代謝產(chǎn)生的熱量和人體向周圍環(huán)境散熱量之間的平衡關(guān)系。當(dāng)q0，體溫恒定不變；q0，體溫上升；q0，體溫下降。2.熱舒適熱舒適是指人對環(huán)境的冷熱程度感覺滿意，不因冷或熱感到不舒適。滿足熱舒適的條件是：必要條件：q0；充

16、分條件：皮膚溫度處于舒適的溫度范圍內(nèi)，汗液蒸發(fā)率處于舒適的蒸發(fā)范圍內(nèi)。室內(nèi)熱環(huán)境可分為舒適、可以忍受和不能忍受三種情況，只有采用充分空調(diào)設(shè)備的房間才能實(shí)現(xiàn)舒適的要求。室內(nèi)熱環(huán)境的評價(jià)方法1.單一指標(biāo)使用室內(nèi)空氣溫度作為熱環(huán)境評價(jià)指標(biāo)。對冬季采暖的室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度，規(guī)范規(guī)定居住建筑為18，托幼建筑為20。2.有效溫度有效溫度ET(EffectiveTemperature)是依據(jù)半裸的人與穿夏季薄衫的人在一定條件的環(huán)境中所反應(yīng)的瞬時(shí)熱感覺作為決定各項(xiàng)因素綜合作用的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，是室內(nèi)氣溫、相對濕度和空氣速度在一定組合下的綜合指標(biāo)。缺陷是沒有考慮熱輻射變化的影響，在評價(jià)環(huán)境時(shí)有時(shí)難免出現(xiàn)一定的偏差。3.PM

17、V指標(biāo)PMV(PredictedMeanVote)指標(biāo)是全面反映室內(nèi)各氣候要素（室內(nèi)空氣溫度、濕度、速度、壁面平均輻射溫度、人體活動強(qiáng)度、衣服熱阻）對人體熱感覺影響的綜合評價(jià)方法。PMV指標(biāo)系統(tǒng)，將人體的熱感覺劃分為7個(gè)等級如下：+3+2+10-1-2-3熱暖稍暖舒適稍涼涼冷第三節(jié)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理及計(jì)算一、穩(wěn)定傳熱在穩(wěn)定溫度場中所進(jìn)行的傳熱過程稱為穩(wěn)定傳熱。一維穩(wěn)定傳熱的特點(diǎn)1.通過平壁內(nèi)各點(diǎn)的熱流強(qiáng)度處處相等；2.同一材質(zhì)的平壁內(nèi)部各界面溫度分布呈直線關(guān)系。通過平壁的穩(wěn)定導(dǎo)熱1.通過單層均質(zhì)平壁的穩(wěn)定導(dǎo)熱2.通過多層均質(zhì)平壁的穩(wěn)定導(dǎo)熱通過平壁的穩(wěn)定傳熱1.通過多層平壁傳熱的熱流強(qiáng)度2.

18、傳熱阻與傳熱系數(shù)的計(jì)算傳熱阻R0傳熱阻是熱量從平壁一側(cè)空間傳至另一側(cè)空間時(shí)所受到的總阻力，在穩(wěn)定傳熱條件下的一個(gè)重要的熱工性能指標(biāo)，單位：(m2K)/W。傳熱系數(shù)K0傳熱系數(shù)為當(dāng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)兩側(cè)溫差為1K(1)時(shí)，在單位時(shí)間內(nèi)、通過單位面積的傳熱量。用傳熱系數(shù)也能說明圍護(hù)結(jié)構(gòu)在穩(wěn)定傳熱條件下的熱工性能，單位：W/(m2K)。K01/R0封閉空氣間層的熱阻1.封閉空氣間層的傳熱機(jī)理封閉空氣間層的傳熱過程與固體材料層內(nèi)的不同，它實(shí)際上是在一個(gè)有限空間內(nèi)的兩個(gè)表面之間的熱轉(zhuǎn)移過程，包括對流換熱、輻射換熱，而非純導(dǎo)熱過程，所以封閉空氣間層的熱阻與間層厚度之間不存在成比例的增長關(guān)系。2.影響封閉空氣間層熱阻

19、的因素間層表面溫度、間層厚度、間層放置位置(水平、垂直或傾斜)、熱流方向、間層表面材料的輻射系數(shù)。平壁內(nèi)的溫度分布在穩(wěn)定導(dǎo)熱中，溫度隨距離的變化為一次函數(shù)，所以同一材料層內(nèi)的溫度分布為直線，直線的斜率與材料層的導(dǎo)熱系數(shù)成反比。在由多層材料構(gòu)成的平壁內(nèi)，溫度的分布是由多條直線組成的一條折線。二、周期性不穩(wěn)定傳熱周期性不穩(wěn)定傳熱當(dāng)外界熱作用(氣溫和太陽輻射)隨時(shí)間呈現(xiàn)周期性變化時(shí)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行的傳熱過程為周期性不穩(wěn)定傳熱。簡諧熱作用(見圖l48)簡諧熱作用指當(dāng)溫度隨時(shí)問的正弦(或余弦)函數(shù)作規(guī)則變化時(shí)圍護(hù)結(jié)構(gòu)所受到的熱作用。一般用余弦函數(shù)表示。相對溫度：相對于某一基準(zhǔn)溫度的溫度，單位為K或。平壁在

20、簡諧熱作用下的傳熱特征平壁在簡諧熱作用下的三個(gè)基本傳熱特征：1.室外溫度、平壁表面溫度和內(nèi)部任一截面處的溫度都是同一周期的簡諧波動。2.從室外空間到平壁內(nèi)部，溫度波動的振幅逐漸減小，這種現(xiàn)象叫做溫度波的衰減。3.從室外空間到平壁內(nèi)部，溫度波動的相位逐漸向后推進(jìn)，這種現(xiàn)象叫溫度波的相位延遲?；蛘哒f溫度波出現(xiàn)最高溫度的時(shí)間向后推遲。溫度波在傳遞過程中出現(xiàn)的衰減和延遲現(xiàn)象，是由于在平壁升溫和降溫的過程中，材料的熱容作用和熱量傳遞中材料層的熱阻作用造成的。簡諧熱作用下材料和圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱特性指標(biāo)1.材料的蓄熱系數(shù)S材料的蓄熱系數(shù)：當(dāng)某一均質(zhì)半無限大物體一側(cè)受到簡諧熱作用時(shí)，迎波面(受到熱作用的一側(cè)表面)

21、上接受的熱流振幅與該表面溫度波動的振幅比。它是表示半無限大物體在簡諧熱作用下，直接受到熱作用的一側(cè)表面，對諧波熱作用敏感程度的一個(gè)特性指標(biāo)。在同樣的周期性熱作用下，材料的蓄熱系數(shù)越大，表面溫度波動越小，反之波動越大。通常建筑材料的S值為熱作用周期為24小時(shí)的蓄熱系數(shù)，用S24表示。2.材料層的熱惰性指標(biāo)D材料層的熱惰性指標(biāo)：表示具有一定厚度的材料層受到波動熱作用后，波動劇烈程度的一個(gè)指標(biāo)，它表明了材料層抵抗溫度波動的能力。表征圍護(hù)結(jié)構(gòu)對周期性溫度波在其內(nèi)部衰減快慢程度。均質(zhì)材料層的熱惰性指標(biāo)1)單層結(jié)構(gòu)2)多層結(jié)構(gòu)：由多層材料構(gòu)成的圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱惰性指標(biāo)為各層材料熱惰性指標(biāo)之和。組合壁的熱惰性指

22、標(biāo)組合壁的熱惰性指標(biāo)由平均熱阻和平均蓄熱系數(shù)確定。3.材料層表面的蓄熱系數(shù)對有限厚度的單層或多層平壁，當(dāng)材料層受到周期波動的熱作用時(shí)，其表面的溫度波動，不僅與本層材料的蓄熱系數(shù)有關(guān)，還與邊界條件有關(guān)，即在順著溫度波前進(jìn)的方向，其后與該材料層接觸的另一種材料的熱阻、蓄熱系數(shù)或表面的熱轉(zhuǎn)移系數(shù)有關(guān)。為此，對有限厚度的材料層，使用材料層表面的蓄熱系數(shù)表示各材料層界面處熱流的振幅與表面溫度波的振幅比，從本質(zhì)上說，材料層表面的蓄熱系數(shù)的定義與材料的蓄熱系數(shù)的定義是相同的。當(dāng)某層材料的熱惰性指標(biāo)D1時(shí)，材料層表面的蓄熱系數(shù)可近似按該層材料的蓄熱系數(shù)取值，即Y=S。溫度波的振幅衰減和相位延遲1.室外溫度諧波

23、傳至平壁內(nèi)表面的總衰減度和總相位延遲總衰減度(總衰減倍數(shù))0總衰減度：室外溫度諧波的振幅與由其引起的平壁內(nèi)表面溫度諧波的振幅比?？傁辔谎舆te-if總相位延遲：在室外溫度諧波作用下，平壁內(nèi)表面出現(xiàn)最高溫度值時(shí)的相位與室外溫度諧波出現(xiàn)最高溫度值時(shí)的相位差?？傃舆t時(shí)間0總延遲時(shí)間：在室外溫度諧波作用下，平壁內(nèi)表面出現(xiàn)最高溫度值的時(shí)間與室外溫度諧波出現(xiàn)最高溫度值的時(shí)間差。在建筑熱工設(shè)計(jì)中，更習(xí)慣于用總延遲時(shí)間評價(jià)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱穩(wěn)定性。2.室內(nèi)溫度諧波傳至平壁內(nèi)表面的衰減度和相位延遲室內(nèi)溫度諧波傳至平壁內(nèi)表面的衰減度i室內(nèi)溫度諧波傳至平壁內(nèi)表面的衰減度：室內(nèi)空氣溫度諧波的振幅與由其引起的平壁內(nèi)表面溫度諧波

24、的振幅比。室內(nèi)溫度諧波傳至平壁內(nèi)表面的相位延遲i-if室內(nèi)溫度諧波傳至平壁內(nèi)表面的相位延遲：在室內(nèi)溫度諧波的作用下，平壁內(nèi)表面出現(xiàn)最高溫度值時(shí)的相位與室內(nèi)溫度諧波出現(xiàn)最高溫度值時(shí)的相位差。室內(nèi)溫度諧波傳至平壁內(nèi)表面的延遲時(shí)間if室內(nèi)溫度諧波傳至平壁內(nèi)表面的延遲時(shí)間：在室內(nèi)溫度諧波作用下，平壁內(nèi)表面出現(xiàn)最高溫度值的時(shí)間與室內(nèi)溫度諧波出現(xiàn)最高溫度值的時(shí)間差。該延遲時(shí)間與相位延遲的關(guān)系為：當(dāng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的構(gòu)造設(shè)計(jì)完成后，即可根據(jù)組成圍護(hù)結(jié)構(gòu)各材料層的厚度、材料的熱阻、材料的蓄熱系數(shù)計(jì)算出圍護(hù)結(jié)構(gòu)的衰減度、相位延遲和延遲時(shí)間。第四節(jié)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫設(shè)計(jì)一、建筑保溫綜合處理的基本原則充分利用太陽能；防止冷風(fēng)的

25、不利影響；選擇合理的建筑體形和平面形式；使房間具有良好的熱特性與合理的供熱系統(tǒng)。二、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫設(shè)計(jì)外墻、屋頂、直接接觸室外空氣的樓板和不采暖樓梯間的隔墻等圍護(hù)結(jié)構(gòu)，應(yīng)進(jìn)行保溫驗(yàn)算。圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫驗(yàn)算是在穩(wěn)定傳熱條件下進(jìn)行的，評價(jià)圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫性能的主要指標(biāo)是傳熱阻R0或傳熱系數(shù)K0。最小傳熱阻的確定(低限熱阻)1.室內(nèi)計(jì)算溫度ti一般工業(yè)與民用建筑ti18；高級居住建筑、醫(yī)療、福利、托幼建筑ti20。2.室內(nèi)空氣與圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面之間的允許溫差t3.溫差修正系數(shù)n當(dāng)所設(shè)計(jì)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)的外表面不直接與室外空氣接觸時(shí)所進(jìn)行的溫差修正。4.室外計(jì)算溫度t0考慮到室內(nèi)外空氣溫度實(shí)際上存在著不同程度的波動

26、，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱穩(wěn)定性對維持室內(nèi)溫度的穩(wěn)定有十分重要的作用，因此，室外計(jì)算溫度t0的取值應(yīng)根據(jù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱惰性指標(biāo)D值的大小按級別進(jìn)行調(diào)整，使得圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能能夠達(dá)到同等的水平。5.對有熱穩(wěn)定性要求的建筑物(如居住建筑、醫(yī)療、托幼建筑、辦公樓、學(xué)校)外墻，如使用輕質(zhì)材料或內(nèi)側(cè)復(fù)合輕質(zhì)材料時(shí)，最小傳熱阻還須進(jìn)行附加修正。輕質(zhì)外墻最小傳熱阻的附加值表l4-5類型連續(xù)供熱間歇供熱密度為8001200kg/m3的輕骨料混凝土單一墻體15203040密度為500800kg/m3的輕混凝土單一墻體；外側(cè)為磚或混凝土，內(nèi)側(cè)復(fù)合輕混凝土的墻體20304060平均密度500kg/m3的輕質(zhì)復(fù)合墻體；外側(cè)為磚或混

27、凝土，內(nèi)側(cè)復(fù)合輕質(zhì)材料(如巖棉、玻璃棉、石膏板等)墻體30406080圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫設(shè)計(jì)1.保溫設(shè)計(jì)的要求圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱阻須最小傳熱阻：R0R0,min寒冷和夏熱冬冷地區(qū)設(shè)置集中采暖的居住建筑和公共建筑(醫(yī)院、托幼、辦公樓、學(xué)校等)，當(dāng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱惰性指標(biāo)低于型時(shí)，應(yīng)對其屋頂和東、西外墻進(jìn)行夏季隔熱驗(yàn)算，該處圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱阻須最小傳熱阻和夏季隔熱要求的傳熱阻中的大者。應(yīng)該符合國家有關(guān)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的要求。2.保溫設(shè)計(jì)計(jì)算類型設(shè)計(jì)計(jì)算：根據(jù)要求計(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)所需要的保溫材料層的厚度。校核計(jì)算：已有圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫構(gòu)造方案，驗(yàn)算是否符合保溫設(shè)計(jì)的要求。絕熱材料1.絕熱材料絕熱材料是指導(dǎo)熱系數(shù)0.25W/(mK)

28、且能用于絕熱工程的材料。2.影響材料導(dǎo)熱系數(shù)的因素密度：一般情況下，密度越大，導(dǎo)熱系數(shù)也越大，但某些材料存在著最佳密度的界限，在最佳密度下，該材料的導(dǎo)熱系數(shù)最小。濕度：絕熱材料的濕度增大，導(dǎo)熱系數(shù)也隨之增大。溫度：絕熱材料的導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度的升高而增大。一般在高溫或負(fù)低溫的情況下才考慮其影響。熱流方向：對各向異性材料(如木材、玻璃纖維)，平行于熱流方向時(shí)，導(dǎo)熱系數(shù)較大；垂直于熱流方向時(shí)，導(dǎo)熱系數(shù)較小。對導(dǎo)熱系數(shù)影響最大的因素是材料的密度、濕度。3.絕熱材料的選擇選擇保溫材料時(shí)，不僅需要考慮材料的熱物理性能，還應(yīng)該了解材料的強(qiáng)度、耐久性、耐火、耐侵蝕性，以及使用保溫材料時(shí)的構(gòu)造方案、施工工藝、材料

29、的來源和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等。圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫構(gòu)造方案1.常用的構(gòu)造方案單設(shè)保溫層；使用封閉的空氣間層或帶鋁箔的封閉空氣間層；保溫層與承重層合二為一；復(fù)合構(gòu)造。2.保溫層位置的設(shè)置內(nèi)保溫：保溫層在承重層內(nèi)側(cè)；中間保溫：保溫層在承重層中間；外保溫：保溫層在承重層外側(cè)。保溫層的位置的正確與否對結(jié)構(gòu)及房間的使用質(zhì)量、結(jié)構(gòu)造價(jià)、施工和維持費(fèi)用都有重大影響，必須予以足夠的重視。外保溫方案的優(yōu)點(diǎn)：保護(hù)主體結(jié)構(gòu)，降低溫度應(yīng)力起伏，提高結(jié)構(gòu)的耐久性；對結(jié)構(gòu)及房間的熱穩(wěn)定性有利；對防止和減少保溫層內(nèi)部產(chǎn)生水蒸氣凝結(jié)有利；減少熱橋處的熱損失，防止熱橋內(nèi)表面結(jié)露；有利于舊房的節(jié)能改造。注意，外保溫方案的一些優(yōu)點(diǎn)是有前提的。例如，

30、只有規(guī)模不太大的建筑(如住宅)外保溫能夠提高結(jié)構(gòu)及房間的熱穩(wěn)定性，而在建筑內(nèi)部有大量熱容量的結(jié)構(gòu)(隔墻、柱)和參與調(diào)節(jié)的設(shè)備時(shí)，外保溫的蓄熱作用就不太明顯了。三、外窗、外門和地面的保溫設(shè)計(jì)窗的保溫1.窗的傳熱系數(shù)和傳熱阻窗的特點(diǎn)是其傳熱阻小(傳熱系數(shù)大)。如單層金屬窗的傳熱系數(shù)約為一磚墻的3倍。窗的熱損失在建筑物的總熱損失中所占比重甚大。窗的傳熱系數(shù)是包括了窗框、玻璃、空氣滲透綜合作用的結(jié)果。對于居住和公共建筑窗戶的傳熱系數(shù)，應(yīng)該滿足表l4-6所示的國家標(biāo)準(zhǔn)建筑外窗保溫性能分級及其監(jiān)測方法(GB8484)的要求。對窗戶傳熱系數(shù)的要求表14-6地區(qū)朝向保溫性能等級傳熱系數(shù)KW/(m2K)嚴(yán)寒地區(qū)

31、各向窗戶級3.0寒冷地區(qū)各向窗戶北向級宜級6.45.0窗戶保溫性能分級表14-7等級12345分級指標(biāo)W/(m2K)K5.55.5K5.05.0K4.54.5K4.04.0K3.5等級678910分級指標(biāo)W/(m2K)3.5K3.03.0K2.52.5K2.02.0K1.5K1.5陽臺門下部門肚板的傳熱系數(shù)：嚴(yán)寒地區(qū)：K1.35W/(m2K)；寒冷地區(qū)：K1.72W/(m2K)2.窗的保溫措施控制窗墻面積比從保溫設(shè)計(jì)的角度而言，在保證天然采光的情況下，窗的面積應(yīng)該加以限制。居住建筑的窗墻面積比：北向20(適用于單層窗和雙層窗)東、西向25(適用于單層窗)30(適用于雙層窗)南向35(適用于單層

32、窗和雙層窗)提高窗的氣密性，減少冷風(fēng)滲透窗戶的氣密性應(yīng)不低于現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)建筑外窗空氣滲透性能分級及其檢測方法(GB7107)規(guī)定的等級。當(dāng)兩側(cè)空氣壓差為P10Pa時(shí)，要求如下：冬季室外平均風(fēng)速3.0m/s的地區(qū)：16層：應(yīng)級水平每米縫長空氣滲透量2.5m3/(mh)；730層：應(yīng)級水平每米縫長空氣滲透量l.5m3/(mh)。冬季室外平均風(fēng)速3.0m/s的地區(qū)：16層：應(yīng)級水平每米縫長空氣滲透量4.0m3/(mh)；730層：應(yīng)級水平每米縫長空氣滲透量2.5m3/(mh)。在窗上使用密封條、減壓槽均可減少冷風(fēng)滲透。在提高窗的氣密性時(shí)，還需要保持一定的換氣量。提高窗框保溫性能可將窗框的薄壁實(shí)腹型材

33、改為空心型材，利于內(nèi)部形成的空氣間層提高保溫能力；或者使用塑料型材，利于其導(dǎo)熱系數(shù)小的優(yōu)點(diǎn)提高保溫能力。改善玻璃保溫能力使用多層窗，即利用增加窗扇的層數(shù)形成的空氣間層，加大窗的保溫能力；使用雙層玻璃窗(單框雙玻)或中空玻璃都能改善玻璃的保溫能力。使用保溫窗簾。外門的保溫盡可能選擇使用保溫性能好的保溫門，并且要求門的密閉性較好，以減少外門開啟的冷風(fēng)滲透。地板的保溫1.對地板面層分類及材料熱工性能的要求見表148。地面熱工性能類別表14-8類型吸熱指數(shù)B(W/m2h-1/2K)適用建筑類型I17高級居住建筑，托幼、醫(yī)療建筑1723一般居住建筑，辦公、學(xué)校建筑23臨時(shí)逗留及室溫高于23的采暖房間2.

34、地板的保溫處理地板保溫處理時(shí)，地板周邊的保溫性能應(yīng)該比中間好。嚴(yán)寒地區(qū)采暖建筑的底層地面，當(dāng)建筑物周邊無采暖管溝時(shí)，在外墻內(nèi)側(cè)0.51m的范圍內(nèi)應(yīng)鋪設(shè)保溫層，熱阻值應(yīng)外墻的熱阻值。四、傳熱異常部位的保溫設(shè)計(jì)熱橋的保溫1.熱橋保溫的要求保溫設(shè)計(jì)要求應(yīng)對熱橋部位進(jìn)行保溫驗(yàn)算，保證圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱橋部位的內(nèi)表面溫度室內(nèi)空氣的露點(diǎn)溫度。室內(nèi)空氣的相對濕度按60采用。2.類型熱橋的類型分為貫通式、非貫通式。3.熱橋的保溫處理從建筑保溫的要求來看，貫通式熱橋是最不利于保溫的。對于非貫通式熱橋，在構(gòu)造設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該盡量將其設(shè)置在靠近室外的一側(cè)。當(dāng)熱橋內(nèi)表面溫度低于室內(nèi)空氣露點(diǎn)溫度時(shí)，則應(yīng)作保溫處理。保溫層厚度d圖1

35、4-10(c)保溫層長度L圖1410(f)：當(dāng)a時(shí)，L1.5；當(dāng)a時(shí)，L2.0。轉(zhuǎn)角保溫外墻轉(zhuǎn)角低溫影響帶的長度為墻厚的(1.52.0)倍，若其內(nèi)表面溫度低于室內(nèi)露點(diǎn)溫度，則應(yīng)作附加保溫層處理。附加保溫層的長度L如下：1.二維墻角：L(1.52.0)；2.三維墻角：L(2.03.0)。第五節(jié)外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的蒸汽滲透和冷凝一、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的蒸汽滲透蒸汽滲透當(dāng)材料內(nèi)部存在水蒸氣分壓力差時(shí)，以氣態(tài)擴(kuò)散方式進(jìn)行的水分遷移稱為蒸汽滲透。如果外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的兩側(cè)存在水蒸氣分壓力差，水蒸氣就會從壓力高的一側(cè)通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)向壓力低的一側(cè)滲透。蒸汽滲透強(qiáng)度蒸汽滲透強(qiáng)度：在單位時(shí)間內(nèi)通過單位截面積的蒸汽量，單位為g/(m2h)

36、。圍護(hù)結(jié)構(gòu)的總蒸汽滲透阻和材料層的蒸汽滲透阻蒸汽滲透阻：Hd/圍護(hù)結(jié)構(gòu)的總蒸汽滲透阻為各材料層的蒸汽滲透阻之和：材料的蒸汽滲透系數(shù)表明材料的透汽能力，與材料的密實(shí)程度有關(guān)。多層平壁材料層內(nèi)水蒸氣分壓力的分布在穩(wěn)定傳濕條件下，多層平壁材料層內(nèi)水蒸氣分壓力的分布與穩(wěn)定傳熱時(shí)材料層內(nèi)的溫度分布雷同，即同一材料層內(nèi)，水蒸氣分壓力分布為直線；在多層材料構(gòu)成的平壁內(nèi)，水蒸氣分壓力分布是一條折線。二、外圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部冷凝的檢驗(yàn)外側(cè)有卷材或其他密閉防水層的平屋頂結(jié)構(gòu)，以及保溫層外側(cè)有密實(shí)保護(hù)層的多層墻體結(jié)構(gòu)，當(dāng)內(nèi)側(cè)結(jié)構(gòu)層為加氣混凝土和磚等多孔材料時(shí)，應(yīng)進(jìn)行內(nèi)部冷凝受潮驗(yàn)算。判別依據(jù)只要圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部某處的水蒸氣分

37、壓力P大于該處溫度對應(yīng)的飽和蒸汽壓Ps，該處就會出現(xiàn)冷凝。判別步驟冷凝界面的確定圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部出現(xiàn)冷凝，通常都是材料的蒸汽滲透系數(shù)出現(xiàn)由大變小的界面且界面溫度比較低的情況。通常把最容易出現(xiàn)冷凝，而且冷凝最嚴(yán)重的界面稱為冷凝界面。冷凝界面一般出現(xiàn)在沿蒸汽滲透的方向絕熱材料和其后密實(shí)材料的交界面處。冷凝界面的溫度用tc表示，冷凝界面的飽和蒸汽壓用Ps,c表示。三、防止和控制冷凝的措施防止和控制表面冷凝1.正常房間保證圍護(hù)結(jié)構(gòu)滿足保溫設(shè)計(jì)的要求(傳熱阻最小傳熱阻)；房間使用中保持圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面氣流通暢(如家具與墻壁留有縫隙)；對供熱系統(tǒng)供熱不均勻的房間，圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面應(yīng)該使用蓄熱系數(shù)大的材料建造。2.

38、高濕房間設(shè)置防水層；間歇使用的高濕房間，圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面可增設(shè)吸濕能力強(qiáng)且本身又耐潮濕的飾面層或涂層，防止水滴形成；增設(shè)吊頂，有組織地排除滴水；使用機(jī)械方式，加強(qiáng)屋頂內(nèi)表面處的通風(fēng)，防止水滴形成。防止和控制內(nèi)部冷凝1.正確布置圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部材料層次在水蒸氣滲透的通路上盡量符合“進(jìn)難出易”的原則。2.設(shè)置隔汽層設(shè)置隔汽層的條件必須同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件時(shí)才需要設(shè)置隔汽層。圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生冷凝；由冷凝引起的保溫材料重量濕度增量超過保溫材料重量濕度的允許增量(或者冷凝界面內(nèi)側(cè)所需要的蒸汽滲透阻最小蒸汽滲透阻)。隔汽層的位置隔汽層的位置應(yīng)布置在蒸汽流入的一側(cè)。對采暖房間，應(yīng)布置在保溫層的內(nèi)側(cè)；對冷庫建筑應(yīng)布

39、置在隔熱層的外側(cè)。3.設(shè)置通風(fēng)間層或泄氣溝道在保溫層外設(shè)置通風(fēng)間層或泄氣溝道，可將滲透的水蒸氣借助流動的空氣及時(shí)排除，并且對保溫層有風(fēng)干作用。4.冷側(cè)設(shè)置密閉空氣層在保溫層外側(cè)設(shè)置密閉空氣層，可使處于較高溫度側(cè)的保溫層經(jīng)常干燥。第六節(jié)建筑日照一、日照的作用與建筑對目照的要求日照1.日照：物體表面被太陽照射的現(xiàn)象。2.日照時(shí)數(shù)：太陽照射的時(shí)數(shù)。3.日照百分率日照的作用1.有利的作用有益于人體健康日照可促進(jìn)生物的新陳代謝，陽光中的紫外線能夠預(yù)防和治療一些疾病。建筑物內(nèi)爭取適當(dāng)?shù)娜照沼兄卮蟮男l(wèi)生意義。太陽輻射能提高室內(nèi)的溫度，有良好的取暖和干燥作用。日照能增強(qiáng)建筑物的立體感。2.不利的作用過量的日照

40、造成夏季炎熱地區(qū)室內(nèi)過熱；直射陽光容易產(chǎn)生眩光，損害視力；直射陽光對物品有褪色、變質(zhì)作用。建筑對日照的要求建筑對日照的要求需要根據(jù)建筑的使用性質(zhì)確定。主要考慮日照的時(shí)間、日照的面積、變化范圍。二、日照的基本原理地球圍繞太陽運(yùn)行的規(guī)律1.地球圍繞太陽進(jìn)行公轉(zhuǎn)，公轉(zhuǎn)一周的時(shí)間為一年；2.地球沿固定的軌道平面(黃道面)進(jìn)行公轉(zhuǎn)；3.地球公轉(zhuǎn)時(shí)，地軸與黃道面固定成6633的夾角。太陽赤緯角1.赤緯角：太陽光線與赤道面的夾角，用表示，單位為度。2.對太陽赤緯角規(guī)定太陽光線直射地球赤道時(shí)=0；從赤道面起，指向北極0；從赤道面起，指向南極0。3.太陽赤緯角的變化地球圍繞太陽運(yùn)行的過程中，不同的季節(jié)有不同的太

41、陽赤緯角。太陽赤緯角的變化范圍是：-23272327。從春分、夏至到秋分，太陽赤緯角0；從秋分、冬至到春分，太陽赤緯角0。一般季節(jié)的太陽赤緯角可查主要季節(jié)太陽赤緯角值表確定。特殊季節(jié)赤緯角值如下：春、秋分：0；冬至日：-2327；夏至日：2327。時(shí)角1.時(shí)角太陽所在的時(shí)圈與通過當(dāng)?shù)卣戏较虻臅r(shí)圈(子午圈)構(gòu)成的夾角稱為時(shí)角，用符號表示，單位為度。2.對時(shí)角的規(guī)定：正午：0；下午：0；上午：0。3.時(shí)角的計(jì)算地球自轉(zhuǎn)一周為一天(24小時(shí))，時(shí)角每小時(shí)變化l5。15（Tm-12），Tm地方平均太陽時(shí)。地方平均太陽時(shí)與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)日照計(jì)算使用的時(shí)間均為地方平均太陽時(shí)，而日常鐘表所指示的時(shí)間為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，兩者

42、之間需要換算。太陽位置的確定1.太陽高度角hs太陽高度角：太陽光線和地平面的夾角，單位為度。太陽高度角的計(jì)算特殊時(shí)刻的太陽高度角日出、日沒時(shí)：太陽高度角hs為0；正午時(shí)：太陽高度角最大。2.太陽方位角As太陽方位角：太陽光線在地平面上的投影線與地平面正南方向所夾的角，單位為度。規(guī)定：正南方向As0；從正南方向順時(shí)針(下午)As0；從正南方向逆時(shí)針(上午)As0。太陽方位角的計(jì)算棒影圖的原理棒影圖的應(yīng)用1.確定建筑物的陰影區(qū)；2.確定室內(nèi)的日照區(qū)；3.確定建筑物的日照時(shí)間；4.確定適宜的建筑間距和朝向；5.確定遮陽尺寸。第七節(jié)建筑防熱設(shè)計(jì)一、熱氣候的類型及其特征熱氣候的類型分為濕熱氣候和干熱氣候

43、。二、室內(nèi)過熱的原因和防熱的途徑室內(nèi)過熱的原因1.在室外太陽輻射和高氣溫的作用下，通過外圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳入室內(nèi)大量的熱量導(dǎo)致圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面和室內(nèi)空氣溫度升高；2.通過窗口進(jìn)入的太陽輻射；3.周圍地面和房屋將太陽輻射反射到建筑的墻面和窗口；4.不適當(dāng)自然通風(fēng)帶入室內(nèi)的熱量；5.室內(nèi)生產(chǎn)、生活產(chǎn)生的熱量。防熱的途徑1.減弱室外熱作用減弱室外熱作用的主要方法如合理確定建筑物的朝向，減少日曬面積；在建筑物的周圍大量綠化、布置水面，改善建筑物周圍的小氣候；使用淺色處理圍護(hù)結(jié)構(gòu)的外表面；降低綜合溫度等。2.對外圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行隔熱和散熱處理對屋頂和外墻進(jìn)行隔熱和散熱處理，減少通過外圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳入室內(nèi)的熱量。3.設(shè)置窗

44、口遮陽窗口設(shè)置遮陽，阻擋直射陽光進(jìn)人室內(nèi)，對輻射的吸收。4.合理組織房間的自然通風(fēng)組織好室內(nèi)的自然通風(fēng)，排除室內(nèi)余熱。5.利用自然能減少對人體的輻射和室內(nèi)墻面、地面及家具特別是夜間的間歇通風(fēng)有利于降低室溫。利用自然能主要包括建筑外表面的長波輻射、夜間對流、被動蒸發(fā)冷卻、地冷空調(diào)、太陽能降溫等防用結(jié)合的措施。三、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔熱設(shè)計(jì)室外綜合溫度室外綜合溫度：將室外氣溫和太陽輻射對外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的作用綜合而成的一個(gè)假想的室外氣象參數(shù)，單位為K或。室外綜合溫度也是周期性變化的。它不僅和氣象參數(shù)(室外氣溫、太陽輻射)有關(guān)，而且還與外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的朝向和外表面材料的性質(zhì)有關(guān)。隔熱設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)在房間自然通風(fēng)的情況下，要

45、求建筑物屋頂、西墻、東墻內(nèi)表面的最高溫度i,max須夏季室外計(jì)算溫度最高值te,max。外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔熱措施1.外圍護(hù)結(jié)構(gòu)隔熱的側(cè)重次序外圍護(hù)結(jié)構(gòu)隔熱的側(cè)重次序?yàn)槲蓓敗⑽鲏?、東墻、南墻、北墻。2.屋頂隔熱屋頂隔熱的主要措施有：屋頂外表面作淺色處理。增加屋頂?shù)臒嶙枧c熱惰性如用實(shí)體隔熱材料層和帶封閉空氣間層進(jìn)行屋頂隔熱，增加屋頂?shù)臒嶙枧c熱惰性，減少屋頂傳熱和溫度波動的振幅。使用通風(fēng)屋頂利用屋頂內(nèi)部通風(fēng)及時(shí)帶走白天上面?zhèn)魅氲臒崃浚欣诟魺?，夜間屋頂內(nèi)部通風(fēng)也可對屋頂起散熱降溫作用。閣樓屋頂也屬于通風(fēng)屋頂。通風(fēng)屋頂?shù)脑O(shè)計(jì)要注意利用朝向形成空氣流動的動力，間層高度以2024cm左右為好，間層內(nèi)表面不宜

46、過分粗糙，以降低空氣流動阻力，并組織好氣流的進(jìn)、出路線。使用蓄水屋頂利用水的熱容量大，且水在蒸發(fā)時(shí)需要吸收大量的汽化熱，從而大量減少傳入室內(nèi)的熱量，降低屋頂表面溫度，達(dá)到隔熱的目的。水深宜為1520cm，水面宜有浮生植物或白色漂浮物。使用植被屋頂植物可遮擋強(qiáng)烈的陽光，減少屋頂對太陽輻射的吸收；植物的光合作用將轉(zhuǎn)化熱能為生物能；植物葉面的蒸騰作用可增加蒸發(fā)散熱量；種植植物的基質(zhì)材料(如土壤)還可增加屋頂?shù)臒嶙枧c熱惰性。3.外墻隔熱外墻隔熱的主要措施有：外墻表面作淺色處理，如淺色粉刷、涂層和面磚等，減少對太陽輻射的吸收；使用混凝土或磚等重質(zhì)材料作墻體；復(fù)合墻體的內(nèi)側(cè)宜采用厚度為1Ocm的混凝土或磚

47、等重質(zhì)材料；使用多排孔(雙排或三排)的空心砌塊墻體或輕骨料混凝土空心砌塊作墻體；使用帶鋁箔的封閉空氣間層。使用單面鋁箔空氣間層時(shí)，鋁箔應(yīng)該設(shè)在高溫一側(cè)；墻體可作垂直綠化處理，遮擋陽光。四、窗口遮陽遮陽的目的與要求遮陽的目的是為了遮擋直射陽光，減少進(jìn)入室內(nèi)的太陽輻射，防止過熱，避免眩光和防止物品受到陽光照射產(chǎn)生變質(zhì)、褪色和損壞。遮陽設(shè)計(jì)應(yīng)滿足下列要求：防止直射陽光并盡量減少散射陽光；要有利于采光、通風(fēng)和防雨；不阻擋視線；與建筑協(xié)調(diào)；構(gòu)造簡單且經(jīng)濟(jì)耐久。遮陽的效果遮陽系數(shù)：在照射時(shí)間內(nèi)，透進(jìn)有遮陽窗口的太陽輻射量與透進(jìn)無遮陽窗口的太陽輻射量的比值。玻璃遮陽系數(shù)：透過玻璃的太陽輻射得熱與透過3mm厚

48、普通透明窗玻璃的太陽輻射得熱之比值。遮陽系數(shù)可表示遮陽設(shè)備減少太陽輻射的程度。使用遮陽設(shè)備可降低室溫、防止眩光，但降低室內(nèi)照度約5373，影響通風(fēng)，風(fēng)速下降約2247。遮陽的基本形式1.水平式：適合hs大，從窗口上方來的太陽輻射(南向)。2.垂直式：適合hs較小，從窗口側(cè)方來的太陽輻射(東北、西北)。3.綜合式：適合hs中等，窗前斜上方來的太陽輻射(東南、西南)。4.擋板式：適合hs較小，正射窗口的太陽輻射(東、西)。遮陽形式的選擇主要根據(jù)氣候特點(diǎn)和朝向來考慮，注意利用綠化和結(jié)合建筑構(gòu)件的處理來解決遮陽問題。遮陽的構(gòu)造設(shè)計(jì)1.遮陽的板面組合與板面構(gòu)造在滿足遮擋直射陽光的前提下，可使用不同的板面

49、組合以減小遮陽板的挑出長度。遮陽板的板面構(gòu)造可以為實(shí)心的、百葉形、蜂窩形。為了便于熱空氣的散佚，減少對通風(fēng)、采光視野的影響，后兩種構(gòu)造比較適宜。2.遮陽板的安裝位置遮陽板的安裝位置對防熱和通風(fēng)影響很大。遮陽板應(yīng)離開墻面一定位置安裝，以使熱空氣能夠沿墻面排走，并注意板面能減少擋風(fēng)，最好能起導(dǎo)風(fēng)作用。對百葉式遮陽，百葉宜裝在外側(cè)，這樣可將大部分熱量散于室外。3.板面使用的材料和顏色遮陽板的材料以輕質(zhì)材料為宜，要求堅(jiān)固耐用。遮陽板的向陽面應(yīng)淺色發(fā)亮，以加強(qiáng)表面對陽光的反射；背陽面應(yīng)較暗，無光澤，以避免產(chǎn)生眩光。4.活動遮陽：活動遮陽的材料過去多采用木百葉，現(xiàn)在多使用鋁合金、塑料、玻璃鋼等。遮陽構(gòu)件的

50、尺寸計(jì)算1.水平式遮陽遮陽板水平挑出長度L：遮陽板兩翼挑出長度D：2.垂直式遮陽3.綜合式遮陽先計(jì)算出垂直板和水平板兩者的挑出長度，然后根據(jù)兩者的數(shù)值按構(gòu)造要求確定綜合式遮陽的挑出長度。4.擋板式遮陽擋板式遮陽的水平挑出長度L一需先按構(gòu)造的需要予以確定。擋板式遮陽的高度為HH0(H為窗臺的高度，H0為擋板下端至窗臺的高度)。擋板式遮陽的兩翼挑出長度D。五、自然通風(fēng)的組織影響自然通風(fēng)的因素1.空氣壓力差造成空氣壓力差的主要原因是：風(fēng)壓作用：風(fēng)作用在建筑面上產(chǎn)生的風(fēng)壓差。熱壓作用：室內(nèi)外空氣溫差所導(dǎo)致的空氣密度差和開口高度差產(chǎn)生的壓力差。2.風(fēng)向投射角風(fēng)向投射角口：風(fēng)向投射線與墻面法線的夾角。風(fēng)向

51、投射角愈小，對房間的自然通風(fēng)愈有利。但需要注意，風(fēng)向投射角小時(shí)，由于屋后的漩渦區(qū)較大，對多排建筑就需要很大的間距。從保證自然通風(fēng)和節(jié)地的綜合考慮，風(fēng)向和建筑物應(yīng)有一定的風(fēng)向投射角。表14-10表示了風(fēng)向投射角對流場的影響，其中H為建筑物的高度。風(fēng)向投射角對流場的影響表l4-10風(fēng)向投射角屋后漩渦區(qū)深度室內(nèi)風(fēng)速降低值()03.75H0303H13451.5H30601.5H50自然通風(fēng)的組織1.建筑朝向、間距及建筑群的布局朝向首先要爭取房間的自然通風(fēng)，同時(shí)綜合考慮防止太陽輻射和防止暴風(fēng)雨襲擊。間距及建筑群的布局一方面根據(jù)風(fēng)向投射角確定合理的間距，另一方面通過選擇建筑群的布局以達(dá)到減少間距的目的。

52、在建筑群的平面布局中有行列式(又分為并列式、錯(cuò)列式、斜列式)、周邊式、自由式，從通風(fēng)效果來看，錯(cuò)列式、斜列式較并列式、周邊式為好。2.房間的開口位置和開口面積房間的開口位置開口位置將決定室內(nèi)流場分布。開口位置設(shè)在中央，氣流直通對流場分布均勻有利；當(dāng)開口偏在一側(cè)時(shí)，容易使氣流偏移，導(dǎo)致部分區(qū)域有渦流現(xiàn)象，甚至無風(fēng)。房間的開口位置一定要使氣流能夠經(jīng)過人在室內(nèi)經(jīng)?；顒拥膮^(qū)域?？稍谑覂?nèi)做漏空隔斷、使用中軸旋轉(zhuǎn)窗改變氣流方向，調(diào)整氣流分布。房間的開口面積開口面積的大小既對室內(nèi)流場分布的大小有影響，同時(shí)也對室內(nèi)空氣流速有影響。開口面積大時(shí)，流場分布大，氣流速度較??；縮小開口面積，流速增加，但流場分布縮小。

53、3.門窗裝置和通風(fēng)構(gòu)造門窗裝置對室內(nèi)通風(fēng)影響很大，窗扇的開啟角度是否合適可起到導(dǎo)風(fēng)或擋風(fēng)的作用。增大開啟角度，可改善通風(fēng)的效果。使用通風(fēng)構(gòu)造，如擋風(fēng)板、落地窗、漏空窗和折門都有利于自然通風(fēng)。4.利于綠化改變氣流狀況室外成片的綠化能對室外氣流起阻擋和導(dǎo)流作用。合理的綠化布置可改變建筑周圍的流場分布，引導(dǎo)氣流進(jìn)入室內(nèi)。六、自然能源利用與防熱降溫太陽能降溫使用太陽能空調(diào)，但目前尚未普及?；蛘邔⒂糜跓崴筒膳奶柲芗療崞髦糜谖蓓敾蜿柵_護(hù)欄上，遮擋部分屋面和外墻，起到間接降溫的目的。夜間通風(fēng)對流降溫全天持續(xù)自然通風(fēng)并不能達(dá)到降溫目的。而改用間歇通風(fēng)，即白天(特別是午后)關(guān)閉門窗、限制通風(fēng)，可避免熱空氣

54、進(jìn)入，遏制室內(nèi)溫度上升，減少蓄熱；夜間則開窗，利用自然通風(fēng)或小型通風(fēng)扇(效果更佳)，讓室外相對干、冷的空氣穿越室內(nèi)，可達(dá)到散熱降溫的效果。地冷空調(diào)夏季，地下溫度總是低于室外氣溫?？稍诘叵侣袢牍艿?，讓室外空氣流經(jīng)地下管道降溫后再送入室內(nèi)的冷風(fēng)降溫系統(tǒng)，既降低室溫，又節(jié)約能源。被動蒸發(fā)降溫利用水的汽化潛熱大的特點(diǎn)，在建筑物的外表面噴水、淋水、蓄水，或用多孔含濕材料保持表面潮濕，使水蒸發(fā)而獲得自然冷卻的效果。長波輻射降溫夜間建筑外表面通過長波輻射向天空散熱，采取措施可強(qiáng)化降溫效果。如白天使用反射系數(shù)大的材料覆蓋層以減少太陽的短波輻射，夜間收起，或者使用選擇性材料涂刷外表面。第八節(jié)建筑節(jié)能一、建筑節(jié)能

55、的形勢和目標(biāo)根據(jù)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部的要求，為了完成“十一五”建筑節(jié)能的任務(wù)目標(biāo)，將從3個(gè)方面部署建筑節(jié)能工作：在新建建筑節(jié)能上下工夫。新建的建筑全面實(shí)行節(jié)能50的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，在北京等4個(gè)直轄市以及北方嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)的重點(diǎn)城市試行節(jié)能65的國家標(biāo)準(zhǔn)，這樣可以取得節(jié)能投資少、收效大的目的。到2010年，要求全國城鎮(zhèn)新建建筑實(shí)現(xiàn)節(jié)能50，4個(gè)直轄市要率先達(dá)到節(jié)能65的標(biāo)準(zhǔn)。到2020年，北方和沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)和特大城市新建建筑實(shí)現(xiàn)節(jié)能65。對既有建筑節(jié)能改造。按照國家節(jié)能中長期計(jì)劃的要求，根據(jù)相應(yīng)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，有步驟地對既有建筑中的130多億m2建筑進(jìn)行節(jié)能改造，尤其是大型公共建筑節(jié)能改造要取得突破。

56、到2010年，對城市既有居住和公共建筑的節(jié)能改造，要求大城市完成改造面積25，中等城市完成15，小城市完成10?？稍偕茉吹膽?yīng)用。住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部正在進(jìn)行大量的政策研究工作，可再生能源的政策基本已經(jīng)出臺，在技術(shù)研發(fā)方面，“十一五”國家科技支撐計(jì)劃中的“可再生能源應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)與示范”等建筑節(jié)能項(xiàng)目已經(jīng)開始進(jìn)行。通過示范工程總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，提煉出技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，制定相關(guān)政策，推廣可再生能源在建筑中的大規(guī)模應(yīng)用。二、居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(JGJ262010)1.適用范圍本標(biāo)準(zhǔn)適用于嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)居住建筑的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)。居住建筑包括采用和尚未采用采暖或空調(diào)的居住建筑，其中包括住宅

57、、集體宿舍、住宅式公寓、商住樓的住宅部分、托兒所、幼兒園等；采暖方式包括采用煤、電、油、氣或地?zé)岬茸匀荒茉?，使用集中或分散供熱的熱源?.術(shù)語采暖度日數(shù)(HDDl8)一年中，當(dāng)某天室外日平均溫度低于l8時(shí)，將該日平均溫度與18的差值乘以1d，并將此乘積累加，得到一年的采暖度日數(shù)?？照{(diào)度日數(shù)(CDD26)一年中，當(dāng)某天室外日平均溫度高于26時(shí)，將該日平均溫度與26的差值乘以1d，并將此乘積累加，得到一年的空調(diào)度日數(shù)。計(jì)算采暖期天數(shù)(Z)采用滑動平均法計(jì)算出的累年日平均溫度低于或等于5的天數(shù)，單位：d。僅供建筑節(jié)能設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)使用。計(jì)算采暖期室外平均溫度(te)計(jì)算采暖期室外日平均溫度的算術(shù)平均值。

58、建筑物耗熱量指標(biāo)(qh)在計(jì)算采暖期室外平均溫度條件下，為保持室內(nèi)設(shè)計(jì)計(jì)算溫度，單位建筑面積在單位時(shí)間內(nèi)消耗的、需由室內(nèi)采暖設(shè)備供給的熱量，單位：W/m2。圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)(K)在穩(wěn)態(tài)條件下，圍護(hù)結(jié)構(gòu)兩側(cè)空氣溫差為l，在單位時(shí)間內(nèi)通過單位面積圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱量，單位：W/(m2K)。圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)的修正系數(shù)考慮太陽輻射對圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱的影響而引進(jìn)的修正系數(shù)。外墻平均傳熱系數(shù)考慮了墻上存在的熱橋影響之后得到的外墻傳熱系數(shù)。(9)建筑體形系數(shù)(S)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。外表面積中，不包括地面、不采暖樓梯間內(nèi)墻、戶門的面積。(10)窗墻面積比窗戶洞口面積與房間立面單元面

59、積(即建筑層高與開間定位線圍成的面積)的比值。3.節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的要求嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)居住建筑的建筑熱工和暖通設(shè)計(jì)必須采取節(jié)能措施，在保證室內(nèi)熱環(huán)境的前提下，將建筑熱工和采暖能耗控制在規(guī)定的范圍內(nèi)。嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)的建筑，以各地l9801981年住宅通用設(shè)計(jì)、4個(gè)單元6層樓，體形系數(shù)為0.30左右的建筑物的耗熱量指標(biāo)計(jì)算值，經(jīng)線性處理后的數(shù)據(jù)作為基準(zhǔn)能耗。要求居住建筑全年的采暖能耗在此基準(zhǔn)能耗值的基礎(chǔ)上通過對建筑、熱工、暖通系統(tǒng)采取節(jié)能措施，達(dá)到降低65的節(jié)能目標(biāo)。有兩種方法能夠確定設(shè)計(jì)的居住建筑是否符合節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的要求：設(shè)計(jì)時(shí)嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定去做，特別是全部滿足強(qiáng)制性條文的規(guī)定，就可以認(rèn)定該建

60、筑能夠滿足節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的要求，無需計(jì)算所設(shè)計(jì)建筑物的節(jié)能率是多少。進(jìn)行圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能的權(quán)衡判斷?？紤]到實(shí)際建筑的復(fù)雜性和多樣化，當(dāng)所設(shè)計(jì)建筑的某一部分的熱工性能不能滿足強(qiáng)制性條文的規(guī)定時(shí)，允許通過提高另一部分熱工性能的途徑來彌補(bǔ)。權(quán)衡判斷就是以建筑物的耗熱量指標(biāo)為依據(jù)，考慮圍護(hù)結(jié)構(gòu)的總體熱工性能是否符合節(jié)能設(shè)計(jì)的要求。4.室內(nèi)熱環(huán)境計(jì)算參數(shù)嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的氣候分區(qū)修訂后的標(biāo)準(zhǔn)改變了以前節(jié)能設(shè)計(jì)僅用溫度指標(biāo)作為衡量當(dāng)?shù)乩錈岢潭鹊乃枷?，改用采暖度日?shù)HDDl8和空調(diào)度日數(shù)CDD26衡量當(dāng)?shù)睾浜脱谉岬某潭?，并以此作為劃分氣候分區(qū)的依據(jù)。嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)氣候子區(qū)表l4-1