一級建筑師建筑物理與建筑設備考點復習(十八)

　　我國有關規(guī)范對建筑防熱設計有如下要求：

　　(1)夏熱冬暖地區(qū)，必須充分滿足夏季防熱要求;

　　(2)夏熱冬冷地區(qū)，必須滿足夏季防熱要求;

　　(3)寒冷地區(qū)的部分地區(qū)，要兼顧夏季防熱。

　　一、建筑防熱設計基本原則

　　(一)室內過熱的原因

　　在南方炎熱地區(qū)的夏天，建筑物在強烈的太陽輻射和氣溫的共同作用下，通過房子的屋面、外墻，把大量的熱量傳進室內，通過開著的窗戶和門透進太陽輻射熱和熱空氣，周圍地面和房屋將太陽輻射反射到建筑的墻面和窗口;此外，室內產(chǎn)生的生活的余熱，如電器、照明和人體散發(fā)的熱量和外面?zhèn)鬟M來的熱量共同引起室內過熱。

　　(二)建筑防熱途徑

　　建筑防熱應采取自然通風、窗戶遮陽、圍護結構隔熱、環(huán)境綠化等綜合性措施，盡量減少傳人室內的熱量并使室內的熱量盡快散發(fā)出去，改善室內的熱環(huán)境。

　　1.減弱室外的熱作用

　　合理地選擇建筑的朝向和進行建筑群布局，防止過度日曬。居住建筑物的朝向宜采用南北向或接近南北向。盡量避免主要房間受到東、西向日曬。同時要綠化周圍環(huán)境，以降低環(huán)境輻射和空氣溫度。對外圍護結構的外表面，應采用淺顏色以減少對太陽輻射的吸收，降低綜合溫度，從而減少進入圍護結構的傳熱量。

　　2.外圍護結構的隔熱和散熱

　　對屋頂及東、西外墻等圍護結構要進行隔熱處理，達到節(jié)能所要求的熱工指標，使內表面溫度滿足隔熱設計標準的要求。白天隔熱好而夜間散熱又快的隔熱形式是最理想的，尤其適合在自然通風情況下采用。通風屋面和通風墻是應用廣泛而又有效的隔熱方式。

　　3.良好的自然通風

　　自然通風是排除室內余熱，改善室內熱濕環(huán)境的主要途徑之一。組織自然通風的措施包括：使房間的進風口盡量接近夏季主導風向;居住區(qū)的總體規(guī)劃和居住建筑的平面、立面設計及門窗的設置，應有利于自然通風，利于室內的風場分布;設置通風構造;利用綠化、地理環(huán)境組織通風等。

　　4.遮陽

　　建筑物的向陽面，尤其是東、西向窗戶，宜優(yōu)先采用活動或固定的建筑外遮陽設施。在屋頂和西墻的外側設置遮陽設施，可以降低它們的室外綜合溫度。在建筑設計中，宜結合外廊、陽臺、衫k檐等構件達到遮陽的目的。利用綠化、設置其他活動的或固定的遮陽設施也可實現(xiàn)有效的遮陽。

　　5.利用自然能

　　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、太陽能降溫等防用結合的措施。

　　以上建筑防熱的各種措施，應在建筑防熱設計中綜合使用。最主要的防熱措施是隔熱和自然通風，同時輔以窗口遮陽、環(huán)境綠化等手段。

　　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：

　　(1-42)

　　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/m2;

　　αe――外表面換熱系數(shù)，W/(m2.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(1―42)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?。但太陽輻射熱的影響就不同了，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(1―43)

　　(1-43)

　　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。

?全國2009年二級建筑師考試報名信息匯總