10围护结构隔热1

围护结构的隔热设计一、室外综合温度•基于等效的概念，即室外气温和太阳的辐射照度的共同作用等效于室外综合温度的作用广州市某建筑平屋顶的表面状况实测值；太阳辐射当量温度所占比例相当大；室外综合温度以24小时为周期波动。平屋顶、东西墙所受室外热作用最大，对它们进行隔热处理非常重要。围护结构隔热设计与计算见【例6-1】二、围护结构的隔热原则•太阳辐射以水平面上最为强烈，日晒时数最多，屋顶隔热设计最为重要，其次是西墙和东墙的设计•围护结构外表面的颜色对建筑物隔热有重要影响•在屋顶和西墙的外侧设置遮阳设施，降低它们的室外综合温度•通风屋面和通风墙是广泛应用而又有效的隔热方式•合理选择外围护结构的隔热能力•有条件时可以采用蓄水屋面和植被屋面进行隔热对于空调建筑而言，隔热设计的目的是减少室内的冷量传到室外，降低空调的能耗减低围护结构热辐射感围护结构内表面温度＜体表温度隔热设计标准《民用建筑热工设计规范》：房间在自然通风情况下，建筑物的屋顶和东西外墙内表面最高温度应满足：maxmaxeit围护结构内表面最高温度（按围护结构实际构造计算确定）夏季室外计算温度最高值（按规范的规定取值）内表面最高温度直接关系人体辐射散热直接反应围护结构隔热性能表1炎热地区主要城市的夏季气象参数地区夏热冬暖地区夏热冬冷地区广州海口厦门福州百色漳州湛江南宁上海长沙重庆南京te.max(℃)35．636．335．537．237．637．135．536．736．137．938．937．1φ（%）838381787980858283757581IH(W/m2)日总量731875657462756977267781注：te.max为夏季室外计算温度最高值；φ（%）为夏季室外平均相对湿度；IH(W/m2)为夏季水平方向太阳辐射照度日总量。《民用建筑热工设计规范》GB50176-93•当外墙和屋顶采用轻型结构（如加气混凝土）时，应满足下式要求：℃•当外墙和屋顶内侧复合轻质材料（如混凝土墙内侧复合轻混凝土、岩棉、泡沫塑料、石膏板等)时，应满足下式：,max,max0.5iet,max,max1iet℃隔热措施的当量附加热阻注：ρ为屋顶外表面的太阳辐射吸收系数《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》JGJ75－2003三、围护结构的隔热计算•理论：周期性不稳定传热•围护结构——控制内表面温度–要求围护结构具有一定的衰减倍数和延迟时间–考虑在室内外双向波作用下的综合效果平壁的衰减倍数：室外空气温度波幅Ae与由室外空气温度周期热作用引起的平壁内表面的温度波幅Aif之比延迟时间：室外空气的温度波穿透平壁到达平壁内表面的时间四、围护结构隔热措施与效果（一）屋顶隔热–绝热层隔热屋顶–通风间层隔热屋顶–吊顶隔热屋顶–阁楼隔热屋顶–蓄水屋顶–植被隔热屋顶1、绝热层隔热屋顶•实体材料层隔热/空气间层隔热•坡顶/平顶•隔热能力的影响因素–隔热层的材料和厚度•材料层的热阻要大，导热系数要小–延迟时间、衰减倍数、蓄热系数•材料排列的次序不同会影响围护结构热衰减倍数的大小导热系数、热惰性指标－19.8℃－7℃K3：大阶砖K2：隔热板K1：被遮阳屋面遮阳百叶下的空气温度测点遮阳百叶1)当建筑物产生微小变形时,不会直接影响架空屋面;2)面层受温度变化产生膨胀收缩时,也不会受到结构基层的制约,所以从受力原理上可以长期避免面层产生裂缝;3)即使面层产生渗漏,少量的渗漏水在中空夹层的防水涂层上顺坡排出,不会积留,使其没有继续渗透的水压力;4)隔热与保温兼得,可以上人,也可以绿化。XPS塑料夹层整体架空屋面示意图2、通风间层隔热屋顶•通风屋顶的构造及隔热效果山形槽板通风屋顶砖拱隔热通风屋顶•通风屋面的传热原理层内风速层内风速是影响通风屋顶隔热效果的重要因素；层内风速应至少达到0.2m/s，通风屋面才有较好的隔热效果；风速越大，隔热效果越好，当风速大于0.8m/s时再增加风速无明显改善；平屋顶：风压驱动为主，室外风速，兜风檐口；坡屋顶：风压、热压共同驱动，温差与高差；降低间层空气阻力：清理层内杂物，增加空气进出口面积与间层横截面积，加大间层高度（200～240mm）。层内气流组织方式通风隔热屋顶设计原则a.屋面外表面应刷白或浅色；b.通风空气间层的高度在200－240mm之间为宜；c.应在通风屋面的进出口间造成一个压差，以增加间层内的空气流动速度；d.太长的通风间层要避免；e.通风间层内空气流动方向应与该建筑物所在地的夏季主导风向一致，以获得较大的通风量；f.当通风屋面带有保温材料时，应该将保温材料布置在下层屋面；g.通风屋面这重结构不适用于冬季时间长，夏季时间短的地区。吊顶隔热屋顶•隔热原理–封闭空气间层–通风屋顶•适用于临时性与半永久性的建筑•间层高度一般应大于180mm•屋盖下面铺设铝箔，隔热效果更好•开设通风孔•足够的净空高度，仅做通风隔热的空间净高一般为500mm左右•通风孔要防止雨水飘进•解决好屋面防水层的保护问题back阁楼隔热屋顶•檐口、屋脊或山墙等处开通气孔（透气、排湿、散热）平屋顶改坡屋顶back蓄水屋顶•原理：水在太阳光照射下蒸发时需要大量的汽化热（喷水、淋水）•14～15时相对湿度最低，水的蒸发作用最强，恰好是一天中屋顶室外综合温度最高的时候•蓄水深度150mm为宜，水面宜有水浮莲等浮生植物或白色漂浮物•缺点：屋顶难以夜间散热、滋生蚊虫、增加结构荷载back植被隔热屋顶•原理：阻隔太阳辐射对屋面的热作用、植物叶面的蒸腾和光合作用吸收太阳的热辐射•影响隔热性能的因素–植被的覆盖密度–培植基质的种类和厚度–基层的构造•覆土植被、无土植被佛甲草隔热屋顶构造佛甲草隔热屋顶实景照片back2007年美国绿色屋顶奖类型：ExtensiveResidential项目：FeldmanResidence,SantaLuciaPreserve,Carmel,California获奖者：RanaCreek设计方：BlasenLandscapeArchitecture,Sausalito,California类型：ExtensiveIndustrial/Commercial项目：CalamosInvestments,Napierville,Illinois获奖者：IntrinsicLandscapingInc.类型：ExtensiveInstitutional项目：SanitationDistrictNo.1,Ft.Wright,Kentucky获奖者：SanitationDistrictNo.1设计方：HumanNatureInc.,Cincinnati,Ohio类型：IntensiveResidential项目：TheLouisa,Portland,Oregon获奖者：WalkerMacyLandscapeArchitects,Portland,Oregon类型：IntensiveIndustrial/Commercial项目：ABNAMROPlaza,6thFloorPodium,Chicago获奖者：BarrettCompan设计方：ChristyWebberLandscape,Chicago•（二）外墙隔热–粘土砖墙•南北：180厚粘土砖（两边抹灰各20mm）•东西：240厚粘土砖（两边抹灰各20mm）有眠空斗墙无眠空斗墙外墙的传热面占整个建筑物外围护结构总面积的66%左右,通过外墙传热所造成的能耗损失约占空调能耗的20%左右–空心砌块墙•多利用工业废料和地方材料，如矿渣、煤渣、粉煤灰、火山灰、石粉等制成种类型的空心砌块。一般常用的有–中型砌块：200mm×590mm×500mm(厚×宽×高)–小型砌块：190mm×390mm×190mm。可做成单排孔的和双排孔•从热工性能来看，19cm厚单排孔空心砌块，对于东、西墙不能满足要求。•两面抹灰各2cm的19cm厚双排孔空心砌块，其热工效果相当于两面抹灰各2cm的24cm厚粘土实心砖墙的热工性能，是效果较好的一种砌块型式•轻骨料混凝土砌块（密度≤1900kg/m3的混凝土）–加气混凝土•轻质高强、保温隔热、隔音效能好、隔音抗震•出现墙体开裂、饰面空鼓脱落等质量通病•目前工程中经常使用的为500kg/m3（0.19W/m∙K）和700kg/m3（0.22W/m∙K）–陶粒混凝土砌块（由超轻页岩陶粒，水泥、掺合料及外加剂等组分制成）•主要应用于地下室水，电，通风等机房的隔墙–混凝土空心大板墙•墙板内外侧加隔热层•墙板外侧设置花格遮阳•外墙刷白•在墙板上开通风孔–轻板砖墙–通风墙与通风遮阳墙屋顶和外墙相关标准表4.2.2-5夏热冬暖地区围护结构传热系数和遮阳系数限值围护结构部位传热系数KW/(m2·K)屋面≤0.90外墙（包括非透明幕墙）≤1.5底面接触室外空气的架空或外挑楼板≤1.5《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》《公共建筑节能设计标准》50％节能率理解为，从发展的角度来看，夏热冬暖地区的居民会对夏冬季室内热环境提出更高的要求，按节能标准设计的建筑建筑的能耗，在保持全年舒适环境的前提下，将比维持同样室内热环境的“基准”（既有传统）居住建筑节能50％。建筑节能设计及审查•我国“十一五”规划纲要中，明确了“十一五”时期我国单位国内生产总值能源消耗比“十五”期末降低20%左右的目标。2006年8月6日，国务院发布了《关于加强节能工作的决定》，提出要推进建筑节能，大力发展节能省地型建筑，推动新建住宅和公共建筑严格实施节能50%的设计标准，推动既有建筑的节能改造；推动政府机构节能，重点抓好政府机构建筑物和采暖、空调、照明系统节能改造以及办公设备节能。基准建筑我国20世纪80年代的典型建筑按《标准》各项指标的下限值设计的建筑，相对基准建筑节能50％参照建筑设计建筑实际建筑《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》（JGJ75－2003）规定性指标对比评定（居住）※权衡判断（公建）夏热冬暖地区公共建筑围护结构传热系数和遮阳系数限值清华超低能耗楼1、“神奇”玻璃能发电示范楼的南外墙装上了30平方米的单晶硅光电玻璃,这是最新型的建筑用高科技玻璃产品,它竟然能把太阳光转化为可被人们利用的电能,是一种能发电的玻璃。30平方米发电玻璃的峰值发电能力为5千瓦。2、相变地板收放太阳能把特殊的相变材料作为蓄热体,填充到常规的活动地板就制成了相变地板。冬季,蓄热体白天可以蓄存照进室内的太阳光热量,晚上又向室内放出蓄存的热量,这样室内温度波动将不超过6摄氏度。3、Low-e玻璃冬保暖夏隔热玻璃幕墙中用到一种Low-e玻璃,它是由秦皇岛一家企业生产的。这种玻璃表面所镀的膜层厚度还不到头发丝百分之一,它的低辐射膜层能将80%以上的远红外热辐射反射回去。就像一面反射镜,冬季,它将室内热量的绝大部分反射回室内,由此保暖;夏季,它又可以阻止室外的热量进入室内,隔热效果很棒。4、发电还可同时供热制冷示范楼的大部分能源来自地下室的美国产燃气内燃机,机组看上去也就半人来高,延伸出大大小小的管道。它燃烧天然气发电,再由发电后的烟气余热产生热水供热或作为空调吸收式制冷机的动力,即所谓的热电冷三联供。5、新系统取代传统空调示范楼一层的天花板上,密布的蓝色网栅最“抢眼”。设计人员管它们叫“辐射吊顶”,其实就是一根根直径6毫米的塑料管,靠毛细作用使一定温度的水充满其中,通过水循环带给房间增热或者降温。冬季取暖时,循环在系统中的热水温度为22摄氏度到24摄氏度,夏季为18摄氏度到20摄氏度。6、排风孔开启冬夏有别示范楼里的排风立柱有上下两个排风孔。这是根据热空气在上、冷空气在下的简单道理设计的。冬天需要保暖,就打开下面的排风孔,上面的热空气就能有所保留。夏天,打开上面的风孔,下面的冷空气就留下不少。•1、地下室、朝北房间也能有阳光,示范楼南侧有3个彩色立柱,其上面由浙江省五金矿产进出口公司安装的2台12镜“太阳光采光导入”系统。示范楼屋顶还将设置碟式太阳光收集器,利用抛面反射镜将平行的太阳光汇聚,通过传输,也能为地下室提供照明。2、地板送风更快更直接,示范楼2层铺的蓄热地板中有