2014一級建筑師《建筑物理與設備》建筑熱工學10

特別推薦：2014一級建筑師《建筑物理與設備》建筑熱工學匯總

　　二、圍護結構隔熱設計
　　對于空調建筑而言，圍護結構隔熱設計的目的是減少室內的冷量傳到室外，降低空調的能耗和設備的投資。對于自然通風的建筑而言，因為窗和門開敞，室外的氣候直接影響室內的熱狀況，更由于沒有機械制冷設備，只有通過建筑的隔熱設計才能改善室內熱狀態(tài)。

　　（一）室外綜合溫度
　　夏季圍護結構外部主要受兩個因素的影響――太陽輻射照度和室外氣溫。引入室外綜合溫度的概念考慮這兩個方面的共同影響。室外綜合溫度是將室外氣溫和太陽輻射對外圍護結構的作用綜合而成的一個假想的室外氣象參數(shù)，定義為：

　　式中tsα――室外綜合溫度，℃;

　　te――室外氣溫，℃;

　　ρs――圍護結構外表面對太陽輻射的吸收率;

　　I――外圍護結構表面的太陽輻射照度，W/┫;

　　αe――外表面換熱系數(shù)，W/(┫.K);

　　tlr――外表面有效長波輻射溫度，℃，對于屋面，tlr=3.50oC;對于外墻，tlr=1.8oC.

　　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，還與外圍護結構的朝向和外表面材料的性質有關。

　　式中的ρsI/αe值叫作太陽輻射的當量溫度或等效溫度。氣溫對任何朝向的外墻和屋頂?shù)挠绊懯窍嗤摹５栞椛錈岬挠绊懢筒煌?，各朝向的室外綜合溫度大小不同。平屋頂?shù)氖彝饩C合溫度值最大，其次是西墻、東墻。因此，在炎熱的南方，隔熱的重點依次是屋頂、西墻、東墻。

　　（二）隔熱設計標準
　　1.圍護結構內表面最高溫度

　　在自然通風情況下，建筑物的屋頂和東、西向外墻的內表面溫度應滿足式

　　要求：式中θi，max――圍護結構內表面最高溫度，℃;

　　te，max――夏季室外計算溫度最高值，℃。

　　用于圍護結構隔熱計算的夏季室外計算溫度，是以25年每年最熱一天的平均溫度的累年平均值作為夏季室外計算溫度的平均溫度，以25年相應的每年最熱一天的最高溫度的累年平均值作為夏季室外計算溫度的最高溫度，并取二者之差作為夏季室外計算溫度的振幅。

　　2.圍護結構各部分的傳熱系數(shù)和熱惰性指標

　　合理選擇外圍護結構的隔熱能力，就是選擇圍護結構的質量、蓄熱系數(shù)及熱惰性等指標的大小。對于空調房屋，因為要求圍護結構的熱阻大和室內溫度波幅小，一般可以采用隔熱材料。而采用自然通風的建筑，則應根據(jù)建筑功能的不同，合理選擇圍護結構的熱工指標，如延遲時間和衰減倍數(shù)等。

　　(1)夏熱冬冷地區(qū)居住建筑圍護結構各部分的傳熱系數(shù)和熱惰性指標應符合表1―9的規(guī)定。其中外墻的傳熱系數(shù)應考慮結構性冷橋的影響，取平均傳熱系數(shù)。

　　*當屋頂和外墻的K值滿足要求，但D值不滿足要求時，應按照《熱工設計規(guī)范》第5.1.1條來驗算隔熱設計要求。

　　(2)夏熱冬暖地區(qū)居住建筑屋頂和外墻的傳熱系數(shù)和熱惰性指標應符合表1―10的規(guī)定。

　　*D <2.5的輕質屋頂，還應滿足國家標準《熱工設計規(guī)范》所規(guī)定的隔熱要求。

　　**D <2.5的輕質外墻，還應滿足國家標準《熱工設計規(guī)范》所規(guī)定的隔熱要求。

　　（三）圍護結構隔熱措施與效果
　　1.屋頂隔熱措施

　　南方炎熱地區(qū)屋頂?shù)臉嬙炜煞譃閷嶓w材料隔熱層屋頂和帶有空氣間層的隔熱屋頂、通風間層隔熱屋頂、吊頂屋頂、閣樓屋頂、蓄水屋頂和植被屋頂?shù)榷囝?。主要隔熱措施為?/P>

　　(1)淺色飾面(如淺色粉刷、涂層和面磚等)。

　　(2)增加屋頂?shù)臒嶙枧c熱惰性，用實體材料層或封閉空氣間層(貼鋁箔)進行屋頂隔熱，減少屋頂傳熱和溫度波動的振幅。

　　(3)使用通風屋面

　　利用屋頂內部通風，可及時帶走白天上面?zhèn)魅说臒崃?，夜間也可對屋頂起散熱降溫作用。閣樓屋頂也屬于通風屋頂。

　　通風屋頂?shù)脑O計要注意利用朝向形成空氣流動的動力，間層高度以20～24cm左右為宜，間層內表面不宜過分粗糙，以降低空氣流動阻力，并組織好氣流的進、出路線。

　　(4)使用蓄水屋頂

　　水的熱容量大，且水在蒸發(fā)時需要吸收大量的汽化熱，從而大量減少傳人室內的熱量，降低屋頂表面溫度，達到隔熱的目的。

　　(5)屋頂遮陽

　　屋頂遮陽是現(xiàn)代建筑設計中利用屋面作為活動空間所采取的一項有效防熱措施，可采用百葉板遮陽棚屋面和爬藤植物遮陽棚屋面。

　　(6)屋頂有土或無土種植

　　植物可遮陽，減少屋頂對太陽輻射的吸收;植物的光合作用將熱能轉化為生物能;植物葉面的蒸騰作用可增加蒸發(fā)散熱量;種植植物的基質材料(如土壤)還可增加屋頂?shù)臒嶙枧c熱惰性。

　　2.外墻隔熱措施

　　(1)外墻外表面采用淺色飾面。

　　(2)增加墻體隔熱性能：

　　在墻體的內側或外側加隔熱層;

　　采用雙排或三排孔混凝土或輕骨料混凝土空心砌塊墻體;

　　復合墻體內側宜采用厚度為10cm的混凝土或磚等重質材料;

　　使用帶鋁箔的空氣間層。使用單面鋁箔空氣間層時，鋁箔應該設在高溫一側。

　　(3)墻體可做垂直綠化來遮擋陽光。特別是東、西外墻可采用花格構件或爬藤植物遮陽。

　　(4)通風墻與通風遮陽墻。

　　3.屋頂外墻隔熱措施的效果

　　計算屋頂和外墻總熱阻時，上述各項節(jié)能措施的當量熱阻附加值可按表1―11取值。

　　4.外窗隔熱

　　(1)夏熱冬冷地區(qū)

　　多層住宅外窗宜采用平開窗。建筑物1―6層的外窗及陽臺門的氣密性等級，不應低于現(xiàn)行國家標準《建筑外窗空氣滲透性能分級及其檢測方法》(GB7107)規(guī)定的3級;7層及7層以上的外窗及陽臺門的氣密性等級，不應低于該標準規(guī)定的4級。

　　外窗(包括陽臺門的透明部分)的面積不應過大。不同朝向、不同窗墻面積比的外窗，其傳熱系數(shù)應符合表1―12的規(guī)定。

　　(2)夏熱冬暖地區(qū)

　　居住建筑外窗的面積不應過大，各朝向窗墻面積比應符合下列規(guī)定：北向不大于0.45;東、西向不大于0.30;南向不大于0.50.采用不同平均窗墻面積比時，其外窗的傳熱系數(shù)K和綜合遮陽系數(shù)S.應符合節(jié)能標準規(guī)定。

　　天窗面積不應大于屋頂總面積的4%，其傳熱系數(shù)K不應大于4.0W/(┫.K)，天窗本身的遮陽系數(shù)SC不應大于0.5.

　　居住建筑1～9層的外窗的氣密性應滿足如下規(guī)定：在10Pa壓差下，每小時每米縫隙的空氣滲透量不大于2.5m3，每小時每平方米面積的空氣滲透量不大于7.5m3;10層及10層以上的外窗的氣密性應滿足如下規(guī)定：在10Pa壓差下，每小時每米縫隙的空氣滲透量不大于1.5m3，每小時每平方米面積的空氣滲透量不大于4.5m3.

編輯推薦：
2014年一級建筑師考試輔導招生簡章
2013年一級建筑師考試合格標準公布
2014年一級建筑師考試VIP套餐
一級建筑工程師考試學習交流論壇