2014一級(jí)建筑師《建筑物理與設(shè)備》建筑熱工學(xué)10

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　　二、圍護(hù)結(jié)構(gòu)隔熱設(shè)計(jì)
　　對(duì)于空調(diào)建筑而言，圍護(hù)結(jié)構(gòu)隔熱設(shè)計(jì)的目的是減少室內(nèi)的冷量傳到室外，降低空調(diào)的能耗和設(shè)備的投資。對(duì)于自然通風(fēng)的建筑而言，因?yàn)榇昂烷T(mén)開(kāi)敞，室外的氣候直接影響室內(nèi)的熱狀況，更由于沒(méi)有機(jī)械制冷設(shè)備，只有通過(guò)建筑的隔熱設(shè)計(jì)才能改善室內(nèi)熱狀態(tài)。

　　（一）室外綜合溫度
　　夏季圍護(hù)結(jié)構(gòu)外部主要受兩個(gè)因素的影響――太陽(yáng)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(gè)方面的共同影響。室外綜合溫度是將室外氣溫和太陽(yáng)輻射對(duì)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)，定義為：

　　式中tsα――室外綜合溫度，℃;

　　te――室外氣溫，℃;

　　ρs――圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面對(duì)太陽(yáng)輻射的吸收率;

　　I――外圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面的太陽(yáng)輻射照度，W/┫;

　　αe――外表面換熱系數(shù)，W/(┫.K);

　　tlr――外表面有效長(zhǎng)波輻射溫度，℃，對(duì)于屋面，tlr=3.50oC;對(duì)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(yáng)輻射)有關(guān)，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)。

　　式中的ρsI/αe值叫作太陽(yáng)輻射的當(dāng)量溫度或等效溫度。氣溫對(duì)任何朝向的外墻和屋頂?shù)挠绊懯窍嗤摹５?yáng)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(diǎn)依次是屋頂、西墻、東墻。

　　（二）隔熱設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)
　　1.圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面最高溫度

　　在自然通風(fēng)情況下，建筑物的屋頂和東、西向外墻的內(nèi)表面溫度應(yīng)滿足式

　　要求：式中θi，max――圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面最高溫度，℃;

　　te，max――夏季室外計(jì)算溫度最高值，℃。

　　用于圍護(hù)結(jié)構(gòu)隔熱計(jì)算的夏季室外計(jì)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(jì)算溫度的平均溫度，以25年相應(yīng)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(jì)算溫度的最高溫度，并取二者之差作為夏季室外計(jì)算溫度的振幅。

　　2.圍護(hù)結(jié)構(gòu)各部分的傳熱系數(shù)和熱惰性指標(biāo)

　　合理選擇外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔熱能力，就是選擇圍護(hù)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量、蓄熱系數(shù)及熱惰性等指標(biāo)的大小。對(duì)于空調(diào)房屋，因?yàn)橐髧o(hù)結(jié)構(gòu)的熱阻大和室內(nèi)溫度波幅小，一般可以采用隔熱材料。而采用自然通風(fēng)的建筑，則應(yīng)根據(jù)建筑功能的不同，合理選擇圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工指標(biāo)，如延遲時(shí)間和衰減倍數(shù)等。

　　(1)夏熱冬冷地區(qū)居住建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)各部分的傳熱系數(shù)和熱惰性指標(biāo)應(yīng)符合表1―9的規(guī)定。其中外墻的傳熱系數(shù)應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)性冷橋的影響，取平均傳熱系數(shù)。

　　*當(dāng)屋頂和外墻的K值滿足要求，但D值不滿足要求時(shí)，應(yīng)按照《熱工設(shè)計(jì)規(guī)范》第5.1.1條來(lái)驗(yàn)算隔熱設(shè)計(jì)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(biāo)應(yīng)符合表1―10的規(guī)定。

　　*D <2.5的輕質(zhì)屋頂，還應(yīng)滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《熱工設(shè)計(jì)規(guī)范》所規(guī)定的隔熱要求。

　　**D <2.5的輕質(zhì)外墻，還應(yīng)滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《熱工設(shè)計(jì)規(guī)范》所規(guī)定的隔熱要求。

　　（三）圍護(hù)結(jié)構(gòu)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?gòu)造可分為實(shí)體材料隔熱層屋頂和帶有空氣間層的隔熱屋頂、通風(fēng)間層隔熱屋頂、吊頂屋頂、閣樓屋頂、蓄水屋頂和植被屋頂?shù)榷囝悺Ｖ饕魺岽胧椋?/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(shí)體材料層或封閉空氣間層(貼鋁箔)進(jìn)行屋頂隔熱，減少屋頂傳熱和溫度波動(dòng)的振幅。

　　(3)使用通風(fēng)屋面

　　利用屋頂內(nèi)部通風(fēng)，可及時(shí)帶走白天上面?zhèn)魅说臒崃?，夜間也可對(duì)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(dòng)的動(dòng)力，間層高度以20～24cm左右為宜，間層內(nèi)表面不宜過(guò)分粗糙，以降低空氣流動(dòng)阻力，并組織好氣流的進(jìn)、出路線。

　　(4)使用蓄水屋頂

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

　　(5)屋頂遮陽(yáng)

　　屋頂遮陽(yáng)是現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)中利用屋面作為活動(dòng)空間所采取的一項(xiàng)有效防熱措施，可采用百葉板遮陽(yáng)棚屋面和爬藤植物遮陽(yáng)棚屋面。

　　(6)屋頂有土或無(wú)土種植

　　植物可遮陽(yáng)，減少屋頂對(duì)太陽(yáng)輻射的吸收;植物的光合作用將熱能轉(zhuǎn)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(zhì)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(nèi)側(cè)或外側(cè)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(fù)合墻體內(nèi)側(cè)宜采用厚度為10cm的混凝土或磚等重質(zhì)材料;

　　使用帶鋁箔的空氣間層。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)。

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

　　(4)通風(fēng)墻與通風(fēng)遮陽(yáng)墻。

　　3.屋頂外墻隔熱措施的效果

　　計(jì)算屋頂和外墻總熱阻時(shí)，上述各項(xiàng)節(jié)能措施的當(dāng)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(kāi)窗。建筑物1―6層的外窗及陽(yáng)臺(tái)門(mén)的氣密性等級(jí)，不應(yīng)低于現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑外窗空氣滲透性能分級(jí)及其檢測(cè)方法》(GB7107)規(guī)定的3級(jí);7層及7層以上的外窗及陽(yáng)臺(tái)門(mén)的氣密性等級(jí)，不應(yīng)低于該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的4級(jí)。

　　外窗(包括陽(yáng)臺(tái)門(mén)的透明部分)的面積不應(yīng)過(guò)大。不同朝向、不同窗墻面積比的外窗，其傳熱系數(shù)應(yīng)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(yīng)過(guò)大，各朝向窗墻面積比應(yīng)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(shí)，其外窗的傳熱系數(shù)K和綜合遮陽(yáng)系數(shù)S.應(yīng)符合節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

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

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

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