建筑熱環(huán)境-建筑保溫

2-3建筑保溫設計

概述：我國《民用建筑熱工設計規(guī)范GB50176-93》按下列條件，將全國劃分成五個建筑熱工設計分區(qū)(p11)：嚴寒區(qū)：最冷月平均溫度≤－10℃，日平均氣溫≤5

℃的天數(shù)，在145天以上的地區(qū)；寒冷區(qū)：最冷月平均溫度0～－10℃，日平均氣溫≤5

℃的天數(shù)在90—145天的地區(qū)；夏熱冬冷區(qū)：最冷月平均溫度0～10℃，最熱月平均溫度25℃～30℃；夏熱冬暖區(qū)：最冷月平均溫度大于10℃，最熱月平均溫度25℃～29℃；日平均氣溫≥25

℃的天數(shù)在100—200天，夏季防熱、冬季可不保溫；溫和地區(qū)：最冷月平均溫度0～13℃，最熱月平均溫度18℃～25℃。日平均氣溫≤5

℃的天數(shù)在0—90天2.3.1建筑保溫與節(jié)能設計策略1、充分利用太陽能：

日照對建筑保溫的重要意義：(1)太陽能能量密度高；（2）太陽能為清潔能源；（3）太陽能廉價；（4）太陽能有利于人體健康；（5）太陽能的利用非?，F(xiàn)實。附加陽光間式2、防止冷風的不利影響：

風對室內氣候的影響有兩方面：一是通過門窗口或其它孔隙進入室內，形成冷風滲透；二是作用在圍護結構外表面上，使對流換熱系數(shù)變大，增強外表面的散熱量。

防止冷風的措施：應爭取不使大面積外表面朝向冬季主導風向，當受條件限制不可避免時，也應在迎風面上盡量少開門窗或其它孔洞，嚴寒地區(qū)還應設置門斗。

另外，還要綜合考慮房間密閉性和透氣性的關系。

3、選擇合理的建筑體型、朝向

建筑師處理體型與平面設計時，首先應考慮功能要求，必須正確處理體型，平面形式與保溫的關系；否則，不僅增加采暖費用，浪費能源，而且必然影響圍護結構的熱工質量。盡量減少表面積以減少熱量的散失，球形、圓形、方形、多邊形、多層。4、使房間具有良好的熱特性與合理的供熱系統(tǒng)：

熱特性應適合使用要求。例如：全天使用的房間應有較大的熱穩(wěn)定性，以防止室外溫度下降或間斷供熱時，室溫波動太大；對于只白天使用或只有一段時間使用的房間，要求在開始供熱后，室溫能較快上升到所需標準。

當室外氣溫晝夜波動，特別是寒潮期間連續(xù)降溫時，為使室內氣候能維持所需的標準，要有合理的供熱系統(tǒng)。5、保溫系統(tǒng)科學、節(jié)點構造設計合理6、建筑具有舒適高效的供熱系統(tǒng)

7、做好熱橋處理

建筑保溫條件薄弱的局部：墻轉角、圈梁、窗過梁、檐口等處。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：保證內表面不結露，即內表面溫度不得低于室內空氣的露點溫度；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；從節(jié)能要求考慮，熱損失應盡可能的小；應具有一定的熱穩(wěn)定性。2.3.2外圍護結構的保溫設計1.最小傳熱阻按我國現(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。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。以上參數(shù)的確定原則和選用方法為：冬季室內計算溫度titi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18℃；對于高級居住建筑、醫(yī)療和福利建筑、托幼建筑等，取20℃

。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室內空氣與外墻（或屋頂）內表面之間的允許溫［Δt］允許溫差［Δt］，根據(jù)房間性質及結構，按表3-2取值。溫差修正系數(shù)n內表面換熱阻Ri，。

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

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，其附加值應按下的規(guī)定采用。建筑節(jié)能與傳熱系數(shù)限值法建筑能耗與圍護結構熱工性能權衡判斷法2.絕熱材料

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)λ<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材料。防止熱量進入室內的叫隔熱材料。影響材料導熱系數(shù)λ的因素：1.密度；2.濕度；3.溫度

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）

3、選擇保溫構造方案（一）保溫構造的種類1.單設保溫層（見圖3-6）2.封閉空氣間層保溫（一般空氣間層厚4-5cm）3.保溫與承重相結合（見圖3-7）4.混合型構造（見圖3-8）單設保溫層復合結構的形式及持點內保溫和外保溫外保溫的優(yōu)點主要有：保護墻或屋頂，降低溫度應力起伏，提高結構的耐久性;有利于房間熱穩(wěn)定性；防止內部產生水蒸汽凝結；消除熱橋；有利于舊房節(jié)能改造；節(jié)約使用空間.

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。4.外窗、外門和地面的保溫設計

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话阍?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。1）窗戶的保溫設計控制窗墻面積比按我國設計規(guī)范，窗墻面積比=窗戶洞口面積/外墻面積（開間*層高）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）窗縫的處理提高窗戶的保溫能力改善窗框保溫性能改善窗玻璃部分的保溫能力合理選擇窗戶類型2)外門保溫設計

這里的外門包括戶門（不采暖樓梯間）、單元門（采暖樓梯間）陽臺門下部以及與室外空氣直接接觸的其他各式各樣的門。門的熱阻一般比窗戶的熱阻大，而比外墻和屋頂?shù)臒嶙栊。蚨彩墙ㄖ鈬o結構保溫的薄弱環(huán)節(jié)，見表3-8

試驗研究證明，地面對人體熱舒適及健康影響最大的是厚度約3---4mm的面層材料。5.地板的保溫設計6.沿底層外墻周邊局部的保溫處理我國規(guī)范規(guī)定，對于嚴寒地區(qū)采暖建筑的底層地面，當建筑物周邊無采暖管溝時，在外墻內側0.5—1.0m范圍內應鋪設保溫層，其熱阻不應小于外墻的熱阻。7.特殊部位保溫設計圍護結構交角處的保溫設計

圍護結構的交角，包括外墻轉角、內外墻交角、樓板或屋頂與外墻的交角等。2.3