第五讲：第3章：建筑保温与节能

1、1 建筑的体型与围护结构的设计建筑的体型与围护结构的设计 2 围护结构围护结构 墙、屋顶、墙、屋顶、 门窗、地面门窗、地面 围护结构的作用围护结构的作用 保温保温 隔热隔热 通风通风 3 l 在我国大约有在我国大约有占全国总面积占全国总面积70%的地区冬季室内的地区冬季室内 需要采暖。这些地区的建筑在设计上既要考虑需要采暖。这些地区的建筑在设计上既要考虑保证保证 良好的室内热环境良好的室内热环境，还要注意，还要注意节省采暖的能耗和建节省采暖的能耗和建 造费用造费用，即需要注意建筑保温问题。，即需要注意建筑保温问题。 l建筑保温包括：建筑保温包括： 建筑方案设计中的保温综合处理建筑方案设计中的保

2、温综合处理 围护结构保温围护结构保温 4 l5.15.1：建筑保温与节能设计策略：建筑保温与节能设计策略 l5 25 2：非透明围护结构的保温与节能：非透明围护结构的保温与节能 l5.35.3：保温材料与构造：保温材料与构造 l5.45.4：透明围护结构的保温与节能：透明围护结构的保温与节能 l5.55.5：被动式太阳能利用设计：被动式太阳能利用设计 5 5.1 5.1 建筑保温与节能设计策略建筑保温与节能设计策略 l在严寒和寒冷地区，为了保证室内热环境的舒适度，一在严寒和寒冷地区，为了保证室内热环境的舒适度，一 方面加强建筑保温，另一方面有采暖设备提供热量。方面加强建筑保温，另一方面有采暖设

3、备提供热量。 l当建筑本身设计有良好的热工性能时，维持室内热环境当建筑本身设计有良好的热工性能时，维持室内热环境 需要的供热量较小；反之，建筑本身的热工性能较差时，需要的供热量较小；反之，建筑本身的热工性能较差时， 则不仅难以达到应有的室内热环境标准，还将使供暖能则不仅难以达到应有的室内热环境标准，还将使供暖能 耗大幅度增加，甚至在围护结构内表面或内部产生结露、耗大幅度增加，甚至在围护结构内表面或内部产生结露、 受潮等。受潮等。 l在进行建筑保温设计时，在进行建筑保温设计时，要充分利用有利因素，克服不要充分利用有利因素，克服不 利因素，应注意以下几方面的处理措施：利因素，应注意以下几方面的处理

4、措施： 6 建筑保温设计综合处理的措施建筑保温设计综合处理的措施 1）、充分利用再生能源）、充分利用再生能源 太阳能、风能、地热能太阳能、风能、地热能 大量的生土建筑、窑洞、土坯房以及各种类型的大量的生土建筑、窑洞、土坯房以及各种类型的 地下、半地下的覆土建筑都是对地热能的很好利地下、半地下的覆土建筑都是对地热能的很好利 用。具有冬暖夏凉、坚固耐用的优点。用。具有冬暖夏凉、坚固耐用的优点。 7 l在建筑中利用太阳能一般包括两方面的涵义在建筑中利用太阳能一般包括两方面的涵义： l一是从节约能源的角度考虑，太阳是一种洁净、一是从节约能源的角度考虑，太阳是一种洁净、 可再生的能源，将其作为采暖能源，

5、可以节约可再生的能源，将其作为采暖能源，可以节约 常规能源，保护自然生态环境。常规能源，保护自然生态环境。 l二是从卫生角度考虑；太阳辐射中的短波成份二是从卫生角度考虑；太阳辐射中的短波成份 有强烈的杀菌防腐效果，室内有充足的日照对有强烈的杀菌防腐效果，室内有充足的日照对 人体健康非常有利。人体健康非常有利。 8 2）防止冷风的不利影响防止冷风的不利影响 l风对室内热环境的影响主要有两方面风对室内热环境的影响主要有两方面： l一是通过门窗口或其他孔隙进入室内，形成冷风渗透，冷一是通过门窗口或其他孔隙进入室内，形成冷风渗透，冷 风渗透量愈大，室温下降愈多；风渗透量愈大，室温下降愈多；一般砖混结构

6、空气渗透所一般砖混结构空气渗透所 致热耗占采暖热耗的致热耗占采暖热耗的1/41/3； l二是作用在围护结构外表面上，使对流换热系数变大，增二是作用在围护结构外表面上，使对流换热系数变大，增 强外表面的散热量，外表面散热愈多，房间的热损失就愈强外表面的散热量，外表面散热愈多，房间的热损失就愈 多。多。 9 建筑保温减少冷风影响的措施：建筑保温减少冷风影响的措施： 一、争取一、争取不使大面积外表面朝向冬季主导风向不使大面积外表面朝向冬季主导风向。当受条件限制而。当受条件限制而 不可避开主导风向，亦应在迎风面上不可避开主导风向，亦应在迎风面上尽量少开门窗或其他孔洞，尽量少开门窗或其他孔洞， 在严寒地

7、区还应设置门斗。在严寒地区还应设置门斗。 二、利用周围自然条件挡风（树丛、小丘或其他保留的建筑物）二、利用周围自然条件挡风（树丛、小丘或其他保留的建筑物） 三、提高门窗的密闭性三、提高门窗的密闭性 四、四、合理布置竖向交通井合理布置竖向交通井（电梯、楼梯）的位置。楼梯、电梯及（电梯、楼梯）的位置。楼梯、电梯及 内天井等内天井等上下联系的空间，高度大，像烟囱一样能显著增加有热上下联系的空间，高度大，像烟囱一样能显著增加有热 压引起的冷风渗透；压引起的冷风渗透；如果布置在门厅口附近，中间没有一段缓冲如果布置在门厅口附近，中间没有一段缓冲 部分，会由热压通风而产生的大量冷风渗透，而使门厅里的温度部分

8、，会由热压通风而产生的大量冷风渗透，而使门厅里的温度 很低。很低。 2）防止冷风的不利影响防止冷风的不利影响 建筑保温设计综合处理的措施建筑保温设计综合处理的措施: 10 11 12 13 14 l对寒冷地区的建筑，对寒冷地区的建筑，从体型上考虑节能问题主要包从体型上考虑节能问题主要包 括两方面：括两方面：一是一是尽量节省外围护结构面积；尽量节省外围护结构面积；二是二是使使 建筑物能充分争取到冬季的日辐射得热。如体型过建筑物能充分争取到冬季的日辐射得热。如体型过 于复杂，外表面面积较大，热损失越多。于复杂，外表面面积较大，热损失越多。 l对同样体积的建筑物，在各面外围护结构的传热情对同样体积的

9、建筑物，在各面外围护结构的传热情 况均相同时，外围护结构的面积愈小则传出的热量况均相同时，外围护结构的面积愈小则传出的热量 愈小。愈小。表面积与体积的关系用表面积与体积的关系用“体型系数体型系数”（S） 来表示来表示，即即 一栋建筑的外表面积一栋建筑的外表面积F0与其所包围的体与其所包围的体 积积V0之比，之比，S= F0 / V0 3）选择合理的建筑体型、朝向和平面形式：）选择合理的建筑体型、朝向和平面形式： 建筑保温设计综合处理的措施：建筑保温设计综合处理的措施： 15 体型系数（体型系数（S S） 如建筑物的高如建筑物的高 度相同，则其度相同，则其 平面形式为平面形式为圆圆 形时体形系数

10、形时体形系数 最小最小，依次为依次为 正方形、长方正方形、长方 形以及其他组形以及其他组 合形式。合形式。 每一层建筑面积为每一层建筑面积为500平米的平米的6层单元式居住建筑，总高均为层单元式居住建筑，总高均为 16.8米，各面围护结构的传热能力相同。当采用不同平面型米，各面围护结构的传热能力相同。当采用不同平面型 式时，由于体型系数的差别对其每平米面积耗热量的影响。式时，由于体型系数的差别对其每平米面积耗热量的影响。 16 l建筑层数建筑层数对体型系数及对体型系数及 单位面积耗热也有很大单位面积耗热也有很大 影响影响。在同样建筑面积在同样建筑面积 的情况下，一般是的情况下，一般是单层单层

11、建筑的体型系数及耗热建筑的体型系数及耗热 量比值大于多层建筑量比值大于多层建筑。 l一般是一般是总建筑面积愈大总建筑面积愈大 时，要求建筑层数也相时，要求建筑层数也相 应加多，对节能有利。应加多，对节能有利。 体型系数（体型系数（S） 17 0 0 V F S 在建筑设计标准中规定：在建筑设计标准中规定： 严寒、寒冷地区公共建筑的体形系数应小于或等于严寒、寒冷地区公共建筑的体形系数应小于或等于0.4； 在严寒地区居住建筑的体形系数：在严寒地区居住建筑的体形系数：3层以下不应大于层以下不应大于0.55， 46层不应大于层不应大于0.3 79层不应大于层不应大于0.26 10层以上不应大于层以上不

12、应大于0.24 18 4 4）房间具有良好的热工特性、房间具有良好的热工特性、 建筑具有整体保温和蓄热能力建筑具有整体保温和蓄热能力 建筑保温设计综合处理的措施：建筑保温设计综合处理的措施： 1、房间的热特性应适合其使用性质、房间的热特性应适合其使用性质 ：如全天使用的房间（围护结构内侧：如全天使用的房间（围护结构内侧 应选用蓄热性和热惰性指标大的材料应选用蓄热性和热惰性指标大的材料 ）和间歇使用的房间（应选用密度小）和间歇使用的房间（应选用密度小 且蓄热系数小的材料）且蓄热系数小的材料）. 2.房间的围护结构具有足够的保温能房间的围护结构具有足够的保温能 力，以控制房间的热损失。力，以控制房

13、间的热损失。 3建筑的外围护结构：外墙、屋顶、建筑的外围护结构：外墙、屋顶、 楼板、地面、门窗等部位的传热系数楼板、地面、门窗等部位的传热系数 不应大于相关标准的规定。（如大于不应大于相关标准的规定。（如大于 则减少其面积或减少其传热系数）则减少其面积或减少其传热系数） 19 l1、针对建筑的功能、规模以及所在地区的气候条件科、针对建筑的功能、规模以及所在地区的气候条件科 学的确定保温系统，注意保温系统的材料选择、性价学的确定保温系统，注意保温系统的材料选择、性价 比、施工技术等。比、施工技术等。 l2.做好建筑围护结构特殊部位的保温，如外墙转角，做好建筑围护结构特殊部位的保温，如外墙转角，

14、内外墙交角，女儿墙、出挑阳台等。内外墙交角，女儿墙、出挑阳台等。 l如在严寒地区对建筑保温节能构造设计八项要求如在严寒地区对建筑保温节能构造设计八项要求:P60 5 5）建筑保温系统科学、节点构造设计合理建筑保温系统科学、节点构造设计合理 20 6 6）建筑物具有舒适、高效的供热系统）建筑物具有舒适、高效的供热系统 l当室外气温昼夜波动当室外气温昼夜波动，为使室内热环境能维持所需的标准，除了为使室内热环境能维持所需的标准，除了 房间应有一定得热稳定性外，在供热方式供热的间歇时间不宜太房间应有一定得热稳定性外，在供热方式供热的间歇时间不宜太 长长，以防夜间温度达不到基本的热舒适标准。以防夜间温度

15、达不到基本的热舒适标准。 l建筑保温与节能，一是保证室内热环境的舒适性，尽可能降低建建筑保温与节能，一是保证室内热环境的舒适性，尽可能降低建 筑物的采暖能耗；二是提高能源的利用率，在采暖建筑中配置高筑物的采暖能耗；二是提高能源的利用率，在采暖建筑中配置高 效率的供热系统，从而实现建筑节能的总体目标。效率的供热系统，从而实现建筑节能的总体目标。 建筑保温设计综合处理的措施：建筑保温设计综合处理的措施： 21 l国家建筑设计规范和节能标准对非透明围护结 构的保温与节能提出有具体要求 l建筑外围护结构非透明部分：外墙、屋顶、地 面、与室外空气接触的架空的楼地面、非透明 幕墙、非采暖楼梯间等。 5.2

16、 非透明围护结构的保温与节能非透明围护结构的保温与节能： 22 5 5.2 .2 围护结构的保温、节能设计准则围护结构的保温、节能设计准则 建筑保温节能设计的有关规定建筑保温节能设计的有关规定 一、一、民用建筑设计规范民用建筑设计规范（DB50176-93）-规定规定 最小传热阻。最小传热阻。 二、二、民用建筑节能设计标准民用建筑节能设计标准（JGJ26-86）-围护围护 结构传热系数值作了限定。结构传热系数值作了限定。 围护结构保温能力的选择，要根据气候条件和房间的使用要求，围护结构保温能力的选择，要根据气候条件和房间的使用要求， 按照设计准则，并按照经济和节能原则而定。按照设计准则，并按照

17、经济和节能原则而定。 23 建筑保温设计考虑的不利情况是在冬季阴天。建筑保温设计考虑的不利情况是在冬季阴天。 室外为稳定低温，并且昼夜温度波动较小，室内是由供室外为稳定低温，并且昼夜温度波动较小，室内是由供 暖设备保持一定温度，热量持续由室内流向室外，因此暖设备保持一定温度，热量持续由室内流向室外，因此 冬季围护结构的传热可以粗略的主要按稳定传热计算冬季围护结构的传热可以粗略的主要按稳定传热计算 24 l在在设计过程中应考虑以下几方面：设计过程中应考虑以下几方面： （1）保证内表面不结露，即）保证内表面不结露，即 内表面温度不低于室内表面温度不低于室 内空气的露点温度内空气的露点温度-也从人体

18、卫生保健的基本需要也从人体卫生保健的基本需要 考虑；考虑； （2）限制内表面温度，以免产生过强的冷辐射；）限制内表面温度，以免产生过强的冷辐射； （3）从节能要求考虑，热损失应尽可能小；）从节能要求考虑，热损失应尽可能小； （4）应具有一定的热稳定性。）应具有一定的热稳定性。 -围护结构的传热阻就不能小于某个最低围护结构的传热阻就不能小于某个最低 限度值，称为最低传热阻限度值，称为最低传热阻- 0.min R 一、围护结构的保温、节能设计准则一、围护结构的保温、节能设计准则 -最低传热阻最低传热阻 25 q根据根据民用建筑热工设计规范民用建筑热工设计规范（GB5017-93）最小传）最小传 热

19、阻的计算公式如下：热阻的计算公式如下： 0.min ie i ttn RR t 0.min i e i R t t t n R 最小传热阻最小传热阻 冬季室内计算温度，一般居住建筑取冬季室内计算温度，一般居住建筑取18，高级住宅、医疗、，高级住宅、医疗、 托幼建筑取托幼建筑取20 ； 冬季室外计算温度冬季室外计算温度p62，依据热惰性指标大小依据热惰性指标大小，查，查p91表表 4-1得出得出 室内空气与外墙或屋顶室内空气与外墙或屋顶内表面内表面之间的允许温差，查表之间的允许温差，查表4-3 温差修正系数，某些结构外表面不与室外空气直接接触，温差修正系数，某些结构外表面不与室外空气直接接触，

20、而对室内温差加以修正。表而对室内温差加以修正。表4-2 内表面换热阻，查表内表面换热阻，查表 26 l围护结构冬季室外计算温度 e t 类型类型热惰性指标热惰性指标D 的取值方法的取值方法 6.0 4.16.0 1.64.0 1.5 e t we tt min. 4 . 06 . 0 ewe ttt min. 7 . 03 . 0 ewe ttt min. ee tt w t 为采暖室外计算温度， min. e t 为累计最低一个日平均温度 27 注：注： 直接与室外空气接触的楼板和不采暖地下室上面楼板，室直接与室外空气接触的楼板和不采暖地下室上面楼板，室 内空气和围护结构内表面之间的允许温差

21、：内空气和围护结构内表面之间的允许温差： 有人有人长时间长时间停留时停留时t=2.5C 。 有人有人短时间短时间停留时停留时t=5.0C 。 外墙或屋顶为轻质材料，外墙或屋顶为轻质材料，如单一轻骨料混凝土单一材料墙体等如单一轻骨料混凝土单一材料墙体等 ，而且建筑的要求质量较高时，而且建筑的要求质量较高时，须在最小传热阻基础上加上一须在最小传热阻基础上加上一 附加值。附加值。轻质外墙最小传热阻的附加值轻质外墙最小传热阻的附加值 -表表4-4 28 1、居住建筑的保温与节能：、居住建筑的保温与节能： l采暖区：累计日平均气温低于或等于采暖区：累计日平均气温低于或等于5的天数，在的天数，在90天以上

22、的地区为天以上的地区为 采暖区。主要包括东北、西北和华北地区。采暖区。主要包括东北、西北和华北地区。 l采暖居住建筑节能目标：第一阶段：采暖居住建筑节能目标：第一阶段：1986年后的建筑与之前比节能年后的建筑与之前比节能 30%；第二阶段：；第二阶段：1996年后建筑，与第一阶段之前的能耗比节能年后建筑，与第一阶段之前的能耗比节能50%； 第三阶段：是在达到第二阶段要求的基础上再节能第三阶段：是在达到第二阶段要求的基础上再节能30%，从而达到节，从而达到节 能能65%的目标。的目标。 l居住建筑的采暖节能指标由建筑围护结构和采暖系统共同完成。建筑居住建筑的采暖节能指标由建筑围护结构和采暖系统共

23、同完成。建筑 围护结构所承担不同阶段的节能比例是：围护结构所承担不同阶段的节能比例是：20%、35%、50%。 l由此可推断：各地区在一定气候条件下，建筑体系系数一定时，室内由此可推断：各地区在一定气候条件下，建筑体系系数一定时，室内 采暖温度为采暖温度为18，建筑外围护结构传热系数的限值（参见表，建筑外围护结构传热系数的限值（参见表3-1） 二二、建筑建筑节能节能与传热系数限值法与传热系数限值法 -最最大大传热传热系数法系数法 29 二二、建筑建筑节能节能与传热系数限值法与传热系数限值法 -最最大大传热传热系数法系数法 2、公共建筑的保温与节能： l公共建筑节能目标：第一阶段：节能50%；第

24、二阶段： 12010年后新建的采暖公共建筑，在第一阶段的基础上再节 能30%；实现节能65%的目标。 l建筑非透明围护结构的热工设计要求： 、严寒、寒冷地区的建筑的体形系数应小于或等于0.4； 、在一定的气候分区中，围护结构的传热系数不得大于限值， 参见表3-2. 30 v 按最小传热阻确定的外围护结构，只能满足内按最小传热阻确定的外围护结构，只能满足内 表面不结露的起码卫生要求，按此热阻确定的围护结表面不结露的起码卫生要求，按此热阻确定的围护结 构，可以节省建造费用，但会增加采暖费，增加能耗构，可以节省建造费用，但会增加采暖费，增加能耗 。 v 建筑节能标准综合考虑建造费和采暖费以及维护建筑

25、节能标准综合考虑建造费和采暖费以及维护 费用，费用，从经济和节能角度限定了不同地区围护结构各从经济和节能角度限定了不同地区围护结构各 部分的传热系数。部分的传热系数。 v按传热公式计算传热系数，和节能标准值进行比对按传热公式计算传热系数，和节能标准值进行比对 ，以确定设计是符合标准），以确定设计是符合标准） 二二、建筑建筑节能节能与传热系数限值法与传热系数限值法 -最最大大传热传热系数法系数法 31 ei RRRR R K 0 0 1 二二、建筑建筑节能节能与传热系数限值法与传热系数限值法 -最最大大传热传热系数法系数法 围护结构的传热系数K的计算公式： 321 3322111 BBBp BB

26、BBBBpp m FFFF FKFKFKFK K KP外墙主体部位的传热系数，外墙主体部位的传热系数，W/(m2K) KB外墙非主体部位的传热系数，外墙非主体部位的传热系数，W/(m2K) F各部位对应的面积各部位对应的面积 外墙的平均传热系数外墙的平均传热系数 ： 32 二二、建筑建筑节能节能与传热系数限值法与传热系数限值法 -最最大大传热传热系数法系数法 3、建筑能耗控制与围护结构热工性能权衡判断法：、建筑能耗控制与围护结构热工性能权衡判断法： l建筑能耗控制是居住建筑节能设计与计算的基本方法：建筑能耗控制是居住建筑节能设计与计算的基本方法：设定了以设定了以1980- 1981当地住宅通用

27、设计图，四单元六层集合式住宅的建筑能耗为基准当地住宅通用设计图，四单元六层集合式住宅的建筑能耗为基准 值，在此基础上实现三步节能目标。值，在此基础上实现三步节能目标。 l围护结构热工性能的权衡判断法，围护结构热工性能的权衡判断法，是建立在控制建筑总能耗的基础上，是建立在控制建筑总能耗的基础上， 先构想出一栋虚拟的参照建筑（此建筑构造各个方面均应完全符合有先构想出一栋虚拟的参照建筑（此建筑构造各个方面均应完全符合有 关节能设计标准的规定），分别计算参照建筑和实际设计的建筑的全关节能设计标准的规定），分别计算参照建筑和实际设计的建筑的全 年采暖和空调能耗，并依据两个计算进行比较。当实际设计建筑能耗

28、年采暖和空调能耗，并依据两个计算进行比较。当实际设计建筑能耗 大于参照建筑时，调整部分设计参数（提高窗的保温性能缩小窗面大于参照建筑时，调整部分设计参数（提高窗的保温性能缩小窗面 积），直至设计建筑的能耗不大于参照建筑的能耗为止。积），直至设计建筑的能耗不大于参照建筑的能耗为止。 33 4 4）地板的保温设计）地板的保温设计 l采暖房屋地板的热工性能对室内热环境的质量、对人体的热舒采暖房屋地板的热工性能对室内热环境的质量、对人体的热舒 适有重要的影响。适有重要的影响。对于底层地板，和屋顶、外墙一样，也应有对于底层地板，和屋顶、外墙一样，也应有 必要的保温能力。必要的保温能力。 l地板保温的特点

29、：地板保温的特点： la）由于地面下土壤温度的年变化比室外空气小很多，因此）由于地面下土壤温度的年变化比室外空气小很多，因此冬冬 季地面散热最大的部分是靠近外墙的地面，其宽度约在季地面散热最大的部分是靠近外墙的地面，其宽度约在 0.5m2m左右。左右。我国规范规定，对于严寒地区采暖建筑的底层我国规范规定，对于严寒地区采暖建筑的底层 地面，当建筑物周围无采暖管沟时，地面，当建筑物周围无采暖管沟时，在外墙内侧在外墙内侧0.5m1.0m范范 围内应铺设保温层，其热阻不应小于外墙的热阻。围内应铺设保温层，其热阻不应小于外墙的热阻。 二二、建筑建筑节能节能与传热系数限值法与传热系数限值法 -最最大大传热

30、传热系数法系数法 34 l地板温度分布图地板温度分布图 l地板局部保温地板局部保温 地面温度分布举例地面温度分布举例 在沿外墙内侧周边宽约在沿外墙内侧周边宽约 1m的范围内，地面温度的范围内，地面温度 之差可达之差可达5左右。左右。 保温层热阻不应小于外墙的热阻！保温层热阻不应小于外墙的热阻！ 35 地板保温地板保温 36 b）地板是与人脚直接接触而传热的，经）地板是与人脚直接接触而传热的，经 验证明：验证明：在室内各种不同材料的地面，在室内各种不同材料的地面， 即使它们的温度完全相同，人站在上面即使它们的温度完全相同，人站在上面 的感觉也会不一样。的感觉也会不一样。如木地板与水磨石，如木地板

31、与水磨石， 后者人感觉要凉得多。后者人感觉要凉得多。 地面舒适条件取决于地面的吸热指数地面舒适条件取决于地面的吸热指数B 值值。 B值愈大值愈大，则，则地面从人脚吸取的热地面从人脚吸取的热 量愈多愈快。量愈多愈快。 37 1 1 1 1 b c 1 11 11 Bf b bc 第一层（面层）材料的热渗透系数第一层（面层）材料的热渗透系数 第一层材料的导热系数第一层材料的导热系数 第一层材料的比热容第一层材料的比热容 第一层材料的密度第一层材料的密度 21/2 /WmhK l试验证明，地面对人体热舒适及健康影响最大的是试验证明，地面对人体热舒适及健康影响最大的是厚度厚度 约为约为34mm面层材料

32、面层材料。 l理论分析有下式：理论分析有下式： 在大多数情况下，可近似取在大多数情况下，可近似取B=b1 。在进行地板保温设计时，。在进行地板保温设计时， 应选用应选用b1 小的面层材料。小的面层材料。 38 比如在地板的划分中，比如在地板的划分中，B值值类类23。 依据依据B B值，我国将地板划分三类：值，我国将地板划分三类： 类类：木地板、塑料地板。如高级居住：木地板、塑料地板。如高级居住 建筑、幼儿园、医疗机构等采用。建筑、幼儿园、医疗机构等采用。 类类：水泥砂浆地面等。如普通居住建：水泥砂浆地面等。如普通居住建 筑、公共建筑（包括中小学教室）已采筑、公共建筑（包括中小学教室）已采 用不

33、低于用不低于类。类。 类类：水磨石地面及其它石类地面。人：水磨石地面及其它石类地面。人 们短时间逗留的房间，以及室温高于们短时间逗留的房间，以及室温高于 23的房间采用此类。的房间采用此类。 39 导热系数越小，说明材料越不易导热导热系数越小，说明材料越不易导热。 工程上常将工程上常将导热系数导热系数0.30.3W W/ /（m m K K）的材料的材料 称为隔热保温材料或绝热材料。如矿棉、泡沫称为隔热保温材料或绝热材料。如矿棉、泡沫 塑料等。塑料等。 保温或保温或绝热材料可以归纳为三类绝热材料可以归纳为三类： 轻质成型材绝热轻质成型材绝热 空气层绝热空气层绝热 反射绝热反射绝热 5.3、围护

34、结构保温材料与构造方案、围护结构保温材料与构造方案 40 la）保温构造的种类保温构造的种类：根据地方气候特点及房：根据地方气候特点及房 间使用性质，外墙和屋顶可以采用的保温构间使用性质，外墙和屋顶可以采用的保温构 造方案有多种多样，大致可分为造方案有多种多样，大致可分为以下几种类以下几种类 型型： l 单设保温层单设保温层 l 封闭空气间层保温封闭空气间层保温 ( (空气层厚度，一般以空气层厚度，一般以45cm为宜为宜) l 保温与承重相结合保温与承重相结合 l 混合型构造混合型构造 41 l 当采用单设保温层复合墙体或屋顶时，当采用单设保温层复合墙体或屋顶时，保温层的位置，对保温层的位置，

35、对 结构及房间的使用质量、结构造价、施工、维持费用等各结构及房间的使用质量、结构造价、施工、维持费用等各 方面都有重大影响。方面都有重大影响。 l随着对围护结构保温要求的增加，复合结构的使用也日益随着对围护结构保温要求的增加，复合结构的使用也日益 广泛。单设保温层复合结构大体上可分为：广泛。单设保温层复合结构大体上可分为： 内保温内保温 外保温外保温 夹芯保温夹芯保温 42 a-内饰面层；内饰面层；b-承重层；承重层；c-空气层；空气层；d-保温层；保温层；e外饰面层外饰面层 l从建筑热工角度上看，从建筑热工角度上看， 外保温优点较多，但内保温往往施工外保温优点较多，但内保温往往施工 比较简单

36、，中间保温有利于用松散填充材料作保温层。比较简单，中间保温有利于用松散填充材料作保温层。 43 （1）使墙或屋顶的主要部分受到保护，）使墙或屋顶的主要部分受到保护， 大大降低温度应力的起伏。大大降低温度应力的起伏。 44 外保温外保温： 围护结构的温度围护结构的温度 应力的起伏减小应力的起伏减小 内保温内保温 使外侧的承重墙使外侧的承重墙 常年受到冬夏季常年受到冬夏季 的较大温差（可的较大温差（可 达达8090度）的度）的 反复作用，反复作用， 45 q屋顶外保温屋顶外保温时，时， 其屋顶温度的应力其屋顶温度的应力 起伏比较小，对屋起伏比较小，对屋 顶的结构有一定的顶的结构有一定的 保护作用。

37、保护作用。 46 （2）由于承重层材料的热容量一般都远大于保温层）由于承重层材料的热容量一般都远大于保温层 ，所以，外保温对结构及房间的热稳定性有利。，所以，外保温对结构及房间的热稳定性有利。当当 供热不均匀时，承重层因有大量蓄存的热供热不均匀时，承重层因有大量蓄存的热 量，可保量，可保 证围护结构内表面温度不致于很快下降。证围护结构内表面温度不致于很快下降。但对于一但对于一 天中只有短时间使用（间歇使用）的房间，内保温天中只有短时间使用（间歇使用）的房间，内保温 较好，可使温度很快上升。较好，可使温度很快上升。 （3）外保温对防止或减少保温层内部产生水蒸气凝）外保温对防止或减少保温层内部产生

38、水蒸气凝 结十分有利结十分有利 （4）外保温法使热桥处的热损失减少并能防止热桥）外保温法使热桥处的热损失减少并能防止热桥 内表面局部结露。内表面局部结露。 （5）对于旧房的节能改造，外保温处理的效果最好）对于旧房的节能改造，外保温处理的效果最好 。 47 图：暖热桥与冷热桥的热性能图：暖热桥与冷热桥的热性能 a外保温暖热桥；外保温暖热桥；b内保温冷热桥内保温冷热桥 结构为内保温时，外墙平均传热系数将比主体部位的结构为内保温时，外墙平均传热系数将比主体部位的 传热系数高出传热系数高出64%，外保温性能大大优于内保温，外保温性能大大优于内保温 48 外墙外保温隔热砂浆外墙外保温隔热砂浆 1. 基层

39、墙体基层墙体 2. 界面砂浆层界面砂浆层 3. 外墙外保温隔热砂浆层外墙外保温隔热砂浆层 4. 柔性抗裂砂浆层柔性抗裂砂浆层 5. 加强层加强层 6. 饰面层饰面层 49 外墙保温外墙保温 50 l（a）外保温比较适合住宅，规模较大的建筑如外保温比较适合住宅，规模较大的建筑如 办公大楼，外保温效果不明显。办公大楼，外保温效果不明显。（住宅能判断外保温住宅能判断外保温 是否能提高房间的热稳定性，大办公楼因内部有大量热容量也很大是否能提高房间的热稳定性，大办公楼因内部有大量热容量也很大 的隔墙、柱、各种设备参与蓄热调解，外保温蓄热作用就不太显著的隔墙、柱、各种设备参与蓄热调解，外保温蓄热作用就不太

40、显著 了了） l（b）墙体外保温处理，在构造上比内保温复杂。墙体外保温处理，在构造上比内保温复杂。 保温层不能裸露在室外，需加保护层，可外饰面保温层不能裸露在室外，需加保护层，可外饰面 比较难处理。比较难处理。 51 屋顶保温屋顶保温-传统屋顶的做法传统屋顶的做法 52 l采用外保温的屋面，传统采用外保温的屋面，传统 的做法是保温层上面做防的做法是保温层上面做防 水层，由于水层，由于防水层的水蒸防水层的水蒸 气透过能力很差气透过能力很差，使屋面，使屋面 容易产生内部结露。同时容易产生内部结露。同时 防水层直接暴露在大气中，防水层直接暴露在大气中， 受日晒、交替冻融等影响，受日晒、交替冻融等影响

41、， 极易老化和破坏。极易老化和破坏。 lUSD（Upside Down）构造）构造 法也叫法也叫倒铺法倒铺法。不仅有可。不仅有可 能完全消除内部结露的可能完全消除内部结露的可 能性，又是防水层得到保能性，又是防水层得到保 护。护。 覆盖层：可用大阶砖，也可用混凝覆盖层：可用大阶砖，也可用混凝 土预制板、卵石、砾石等。土预制板、卵石、砾石等。 53 54 3 3、异常部位的保温设计、异常部位的保温设计 外窗、外门和地面热桥外窗、外门和地面热桥 l对一栋建筑物来说，对一栋建筑物来说，外窗、外门和地面在外围外窗、外门和地面在外围 护结构总面积中占护结构总面积中占3060%之间之间，而，而外窗、外门外

42、窗、外门 和地面的传热失热量外加门窗缝隙引起的空气和地面的传热失热量外加门窗缝隙引起的空气 渗透耗热量，渗透耗热量，占总耗热量的占总耗热量的60 %。 l因此必须做好窗户、外门、地面的保温设计。因此必须做好窗户、外门、地面的保温设计。 55 l窗户的保温设计主窗户的保温设计主 要考虑以下几方面：要考虑以下几方面： l（1）控制窗墙面）控制窗墙面 积比积比。对于居住建。对于居住建 筑，各朝向的窗墙筑，各朝向的窗墙 面积比规定见表面积比规定见表 朝向窗墙面积比 南向0.35 东、西向0.25（单层窗） 0.30（双层窗） 北向0.20 各朝向窗墙面积比各朝向窗墙面积比 56 （2）提高气密性，）提

43、高气密性， 减少冷风渗透。减少冷风渗透。 57 58 59 （3）提高窗户的保温能力）提高窗户的保温能力 （a）改善窗框保温性能）改善窗框保温性能。首先，将。首先，将薄壁实腹型材薄壁实腹型材改为改为空空 心型材心型材，内部形成封闭空气层，提高保温能力。其次，内部形成封闭空气层，提高保温能力。其次， 开发塑料构件开发塑料构件，第三，用保温砂浆、泡沫塑料等填充，第三，用保温砂浆、泡沫塑料等填充密密 封窗框与墙之间的缝隙。封窗框与墙之间的缝隙。 （b）改善窗玻璃部分的保温能力）改善窗玻璃部分的保温能力。用双层窗（间隔以。用双层窗（间隔以4- 5cm为宜）或双玻窗（双玻窗的空气间层厚度以为宜）或双玻窗

44、（双玻窗的空气间层厚度以23cm为为 最好）增加窗扇或窗玻层数，提高窗户保温能力。因为最好）增加窗扇或窗玻层数，提高窗户保温能力。因为 层与层之间的空气层，加大了窗的热阻。层与层之间的空气层，加大了窗的热阻。 （c）合理选择窗户类型）合理选择窗户类型。窗的大小、窗的朝向等。窗的大小、窗的朝向等 60 铝包木门窗铝包木门窗 塑木门窗塑木门窗 61 平开上悬窗平开上悬窗 62 严寒地区的居住建筑、医院、幼儿园、办公楼、学校、门诊严寒地区的居住建筑、医院、幼儿园、办公楼、学校、门诊 部等要求较高的建筑中，采用双层窗。部等要求较高的建筑中，采用双层窗。 寒冷地区普通居住建筑和一般公共建筑，可采用单层窗

45、！寒冷地区普通居住建筑和一般公共建筑，可采用单层窗！ 高级建筑以及热环境要求较高的建筑如托儿所、疗养院等，高级建筑以及热环境要求较高的建筑如托儿所、疗养院等， 北向窗户可采用双层窗或单层双玻璃窗。北向窗户可采用双层窗或单层双玻璃窗。 63 l在围护结构中，常有在围护结构中，常有保温保温 性能远低于主体部分的性能远低于主体部分的嵌嵌 入构件，这些部位的传热入构件，这些部位的传热 量比主体部分大得多量比主体部分大得多，所所 以他们以他们内表面的温度也比内表面的温度也比 主体部分低主体部分低，在建筑热工，在建筑热工 学中，把这些容易传热的学中，把这些容易传热的 部分叫部分叫“热桥热桥”。 “热桥热桥

46、” 即是热量容易通过的地方。即是热量容易通过的地方。 l外墙中的钢或钢筋混凝土外墙中的钢或钢筋混凝土 骨架、圈梁；楼板、墙板骨架、圈梁；楼板、墙板 中的肋条等都属于中的肋条等都属于“热热 桥桥”。 64 65 l在围护结构中，热桥是不可避免的。热桥如果传热量过大，在围护结构中，热桥是不可避免的。热桥如果传热量过大， 内表面的温度就会过低，就有必要校核热桥内表面是否会结内表面的温度就会过低，就有必要校核热桥内表面是否会结 露，以确定保温措施。为此，要掌握露，以确定保温措施。为此，要掌握热桥内表面温度的计算热桥内表面温度的计算 方法：方法： l（1）肋宽与结构厚度比）肋宽与结构厚度比1.5 R 为

47、修正系数，根据热桥形式及肋宽和厚度的比值，表为修正系数，根据热桥形式及肋宽和厚度的比值，表4-6或或4-7 热桥部位传热阻，热桥部位传热阻，m2K/W 000 0 iiiie RRR tR tt RR 66 （2）肋宽与结构厚度比）肋宽与结构厚度比1.5 决定内表面温度的因素：决定内表面温度的因素： 热阻热阻 、 相对尺度相对尺度、位置及主体部分热阻、位置及主体部分热阻 0 R 0 R 0 ie iii tt tR R 67 l如果运用温度计算公式如果运用温度计算公式求求出的热桥内表面温出的热桥内表面温 度比房间的露点温度还低，度比房间的露点温度还低，就要预先对热桥就要预先对热桥 采取局部保温

48、措施。采取局部保温措施。 l贯通式热桥：贯通式热桥：以硬质泡沫塑料或其他保温材以硬质泡沫塑料或其他保温材 料，结合墙壁内粉刷综合处理。料，结合墙壁内粉刷综合处理。保温层的厚保温层的厚 度和保温层的宽度都有所要求。度和保温层的宽度都有所要求。 68 贯通式热桥保温：贯通式热桥保温：（1）保温层的厚度保温层的厚度d由下式确定；（由下式确定；（2） 主体部分的厚度主体部分的厚度与热桥的宽度与热桥的宽度a a大小决定保温层的宽大小决定保温层的宽 度度 。 l 00 0 o dRR d R R 热桥保温层的厚度，热桥保温层的厚度， 热桥保温材料的导热系数热桥保温材料的导热系数 主体部分的传热阻主体部分的

49、传热阻 热桥部分的传热阻热桥部分的传热阻 保温层的宽度保温层的宽度 应达到下面的规应达到下面的规 定大小定大小 l 5.1la时，当 2.0al当时， A）、保温层厚度：）、保温层厚度： B）、保温层宽度：）、保温层宽度： 69 l非贯通式热桥非贯通式热桥：首先要尽可能将非贯通热桥：首先要尽可能将非贯通热桥布置在靠近布置在靠近 室外一侧室外一侧(冷侧），冷侧），此时内表面的温度要比热桥靠近室内一此时内表面的温度要比热桥靠近室内一 侧（暖侧）时高得多；然后，在按贯通热桥的处理方法，侧（暖侧）时高得多；然后，在按贯通热桥的处理方法， 在室内一侧加一定厚度和宽度的保温材料。在室内一侧加一定厚度和宽度

50、的保温材料。 00 dRR 1.5al当时， 2.0al当时， A）、保温层厚度：）、保温层厚度： B）、保温层宽度：）、保温层宽度： 70 3）围护结构交角处的保温设计）围护结构交角处的保温设计 围护结构的交角，包括外墙转角、内外墙交角、楼围护结构的交角，包括外墙转角、内外墙交角、楼 板或屋顶与外墙的交角等。板或屋顶与外墙的交角等。 在这些部位，在这些部位，散热面积大于吸热面积，气流不畅，散热面积大于吸热面积，气流不畅， 吸收的热量少，而散失的热量多，吸收的热量少，而散失的热量多，其结果，交角处其结果，交角处 内表面温度比主体部分低，往往内表面温度比主体部分低，往往结露或结霜结露或结霜。 l

51、 71 综合国内外实验研究的结果，综合国内外实验研究的结果，外墙角低温影响带外墙角低温影响带 ， 大约是墙厚大约是墙厚的的1.52.0倍倍 下图：单一材料匀质外下图：单一材料匀质外 墙角墙角 l 72 l由于交角处的温度比主体低，由于交角处的温度比主体低，在设计时要注意计算其内表面在设计时要注意计算其内表面 的温度，判断内表面的温度是否低于室内的露点温度。的温度，判断内表面的温度是否低于室内的露点温度。民民 用建筑热工设计规范用建筑热工设计规范给出的内表面温度计算公式：给出的内表面温度计算公式： ie iii o tt tR R i e i t t R 室内计算温度室内计算温度,居住建筑居住建

52、筑18度，高级、托幼度，高级、托幼20度；度； 室外计算温度，按表室外计算温度，按表4-1中中1类围护结构的室外计算类围护结构的室外计算 温度取值；温度取值； 外墙角处内表面换热阻，取外墙角处内表面换热阻，取0.11m2.K/W; 比例系数，根据外墙热阻按表比例系数，根据外墙热阻按表3-10取值。取值。 73 l如果如果交角内表面的温度低于露点温度交角内表面的温度低于露点温度 td ， ， 则应采取 则应采取 适当的局部保温措施。适当的局部保温措施。保温材料的最小热阻按下式保温材料的最小热阻按下式 计算：计算： min ieie adi idii tttt RR ttt 设计时，可根据最小附加

53、热阻值，选择材料，确定构造。设计时，可根据最小附加热阻值，选择材料，确定构造。 74 在采暖设计中，应尽可能的将采暖系统的立管或横管布在采暖设计中，应尽可能的将采暖系统的立管或横管布 置在交角处，以提高该处的温度。置在交角处，以提高该处的温度。 75 几种交角几种交角 局部保温示例局部保温示例 76 门的热阻一般比窗的热阻大，而比外墙和屋顶的热门的热阻一般比窗的热阻大，而比外墙和屋顶的热 阻小，也是建筑外围护结构保温的薄弱环节，应尽阻小，也是建筑外围护结构保温的薄弱环节，应尽 可能选择保温性能好的保温门。可能选择保温性能好的保温门。 几种常见门的传热阻和传热系数几种常见门的传热阻和传热系数 序

54、号序号名名 称称传热阻传热阻 传热系数传热系数备备 注注 1木夹板门木夹板门0.370.372.72.7双面三夹板双面三夹板 2金属阳台门金属阳台门0.1560.1566.46.4 3铝合金玻璃门铝合金玻璃门0.1640.1640.1560.1566.16.16.46.43 37mm7mm厚玻璃厚玻璃 4不锈钢玻璃门不锈钢玻璃门0.1610.1610.1500.1506.26.26.56.55 511mm11mm厚玻璃厚玻璃 5保温门保温门0.590.591.701.70内夹内夹30mm30mm厚轻质保温材料厚轻质保温材料 6加强保温门加强保温门0.770.771.301.30内夹内夹40mm

55、40mm厚轻质保温材料厚轻质保温材料 77 l在建筑中利用太阳能的方式有两种在建筑中利用太阳能的方式有两种： l主动式主动式：在运行过程中，需要机械动力：在运行过程中，需要机械动力 的驱动，才能达到采暖和制冷的目的。的驱动，才能达到采暖和制冷的目的。 l被动式被动式：利用建筑构件通过：利用建筑构件通过自然方式收自然方式收 集和传送日集和传送日辐射热量，不需机械动力。辐射热量，不需机械动力。 l本书只对被动式太阳能的利用作介绍本书只对被动式太阳能的利用作介绍 78 欧式太阳房欧式太阳房 79 80 l直接受益式直接受益式 l集热墙式集热墙式 l附加阳光间式附加阳光间式 l另外有：屋顶池式另外有：屋顶池式 对流环路式对流环路式 81 太阳房集热方式太阳房集热方式-直接受益式直接受益式 l直接受益式的特点：直接受益式的特点： l南向大窗口，冬季白天使大量南向大窗口，冬季白天使大量 阳光透入，夜间则用专门的保阳光透入，夜间则用专门的保 温窗帘或保温板遮挡窗口。温窗帘或保温板遮挡窗口。室室 内地面需用蓄热能力大的材料，内地面需用蓄热能力大的材料， 如砖或混凝土等做成，如砖或混凝土等做成，在白天在白天 吸热并储存热量，夜间不断向吸热并储存热量，夜间不断向 室内释放，使室内维持一定温室内释放，使室内维持一定温 度，度，其他朝向的各面围护结构其他朝向的各面围护结构 则尽量加强保温则尽量加强保