建熱六保溫

1、概述：,我國(guó)《民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范GB50176-93》按下列條件，將全國(guó)劃分成五個(gè)建筑熱工設(shè)計(jì)分區(qū)：嚴(yán)寒區(qū)：最冷月平均溫度≤－10℃，日平均氣溫 ≤5 ℃的天數(shù)，在145天以上的地區(qū)；寒冷區(qū)：最冷月平均溫度 0～－10 ℃ ，日平均氣溫 ≤5 ℃的天數(shù)在90—145天的地區(qū)；夏熱冬冷區(qū)：最冷月平均溫度0～10 ℃ ，最熱月平均溫度25℃～30℃；夏熱冬暖區(qū)：最冷月平均溫度大于10 ℃ ，最熱月平均溫度25℃～29℃；日平均氣溫

2、 ≥25 ℃的天數(shù)在100—200天，夏季防熱、冬季可不保溫；溫和地區(qū)：最冷月平均溫度0～13 ℃ ，最熱月平均溫度18℃～25℃。日平均氣溫 ≤5 ℃的天數(shù)在0—90天,第三章 建筑保溫節(jié)能設(shè)計(jì),建筑保溫問(wèn)題,●在我國(guó)大約有占全國(guó)總面積70%的地區(qū)冬季室內(nèi)需要采暖。這些地區(qū)的建筑在設(shè)計(jì)上既要考慮保證良好的室內(nèi)熱環(huán)境，還要注意節(jié)省采暖的能耗和建造費(fèi)用，即需要注意建筑保溫節(jié)能兩方面的問(wèn)題。,●建筑保溫包括：▲圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫▲建筑

3、方案設(shè)計(jì)中的保溫綜合處理,第一節(jié) 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫設(shè)計(jì)的基本原則,建筑保溫的途徑,,使房間保持必要的溫度主要有兩個(gè)途徑：一是增加房間 的供熱量，二是減少房間的熱損失。雖然保溫設(shè)計(jì)的主要任務(wù)在于后者，但在不消耗地球能源、不污染地球環(huán)境的情況下，能給房屋提供熱量，減少熱損失是應(yīng)該首選的方案。為此必須注意以下基本原則。,,一、 充分利用太陽(yáng)能等再生能源,通過(guò)合理設(shè)計(jì)房屋的朝向及間距，一方面，以使房間在冬 天獲得更多的日照；另一方面，輻射到墻

4、壁和屋頂?shù)奶?yáng)能會(huì)使圍護(hù)結(jié)構(gòu)溫度升高，減少房間熱損失，晚上又起到緩慢供熱和保溫的作用。,充分利用太陽(yáng)能對(duì)建筑保溫的重要意義 （ 1 ） 太陽(yáng)能能量密度高； （2）太陽(yáng)能為清潔能源； （3）太陽(yáng)能廉價(jià)； （4）太陽(yáng)能有利于人體健康； （5）太陽(yáng)能的利用非?，F(xiàn)實(shí)。,地球上除太陽(yáng)能外，其它自然能源還有地?zé)崮?、風(fēng)能、潮汐能…，充分開(kāi)發(fā)利用它們是建筑節(jié)能改善環(huán)境的重要途徑。,二、防止冷風(fēng)的不利影響,冷風(fēng)對(duì)保溫的不利

5、影響有二：一是通過(guò)門(mén)窗、孔隙滲入室內(nèi)，使房間迅速降溫；二是作用于外表面，增加了外表面的散熱。結(jié)果都是使室內(nèi)溫度降低。,設(shè)計(jì)時(shí)必須盡量不使大面積的圍護(hù)結(jié)構(gòu)的外表面朝向冬天的主導(dǎo)風(fēng)向；并盡量不使門(mén)窗、洞孔在迎風(fēng)面上；提高門(mén)窗的密封性。,房間密封雖可減少熱兩損失，有利于節(jié)能保溫，但過(guò)分密閉會(huì)降低房間的換氣量，即不衛(wèi)生，又不利于控制房間的溫度，易使房間物件表面結(jié)露，圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)布受潮。因此，在進(jìn)行保溫設(shè)計(jì)的同時(shí)，注意保持房間一定的換氣量是必要的。

6、,三、選擇合理的建筑體型及平面形式,從保溫的角度來(lái)看，建筑面積越大，其散熱就越多，對(duì)房間保溫就越不利。因此，應(yīng)該盡量選擇合理的建筑體型及平面形式，以使整個(gè)建筑物的外表面面積最小，當(dāng)出于藝術(shù)造型的考慮必需設(shè)計(jì)曲折凸凹形狀時(shí)，也要盡量處理好兩者的關(guān)系，讓外表面積控制在最小的水平上。,四、圍護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠的保溫性能,圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱耗散與通過(guò)平壁的熱流強(qiáng)度ｑ有著直接的關(guān)系,當(dāng)室內(nèi)外溫差一定的條件下,ｑ與平壁的總熱阻成反比.因此為了減少?lài)o(hù)結(jié)構(gòu)的

7、熱損耗， <《熱工規(guī)范》中以總傳熱阻為圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫性能的指標(biāo),要求設(shè)計(jì)中圍護(hù)結(jié)構(gòu)的總熱阻不得小于規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值.,五、避免潮濕,防止冷凝,由前討論知:在大多數(shù)情況下,材料的導(dǎo)熱系數(shù)隨材料的含濕量增大而增大,因而會(huì)導(dǎo)致熱阻減小,削弱了材料的保溫性能.因此避免潮濕,防止冷凝是保溫設(shè)計(jì)時(shí)必須注意的.,六、使房間具有良好的熱特性與合理的供熱系統(tǒng)： 房間的熱特性應(yīng)適合使用要求。例如：全天使用的房間應(yīng)有較大的熱穩(wěn)定性，以防止

8、室外溫度下降或間斷供熱時(shí)，室溫波動(dòng)太大；對(duì)于只白天使用或只有一段時(shí)間使用的房間，要求在開(kāi)始供熱后，室溫能較快上升到所需標(biāo)準(zhǔn)。 當(dāng)室外氣溫晝夜波動(dòng)，特別是寒潮期間連續(xù)降溫時(shí)，為使室內(nèi)氣候能維持所需的標(biāo)準(zhǔn)，要有合理的供熱系統(tǒng)。,,七、窗的設(shè)置和保溫 玻璃窗的熱阻遠(yuǎn)小于其它圍護(hù)結(jié)構(gòu)，是保溫重點(diǎn)部位。 （1）增加窗的層數(shù)； （2）改善窗框和玻璃的傳熱性能。,,八、熱橋處理 建筑保溫條件薄弱的局部：墻轉(zhuǎn)角、

9、圈梁、窗過(guò)梁、檐口等處。,第二節(jié) 外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫設(shè)計(jì),房間的使用性質(zhì)及技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件決定了人們對(duì)其保溫能力的要求。外墻及屋頂是建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的主體部分，其保溫設(shè)計(jì)要著重考慮：首先保證內(nèi)表面不結(jié)露，對(duì)大量的民用建筑，還需避免內(nèi)表面產(chǎn)生過(guò)強(qiáng)的冷輻射，同時(shí)要求房間的熱損失盡可能少并具有一定的熱穩(wěn)定性。,圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫設(shè)計(jì)的依據(jù),《民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50176 — 93）,《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（采暖居住建筑部分）（JGJ 26—

10、 95）,還有一些規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)不屬建筑設(shè)計(jì)范圍，但與之關(guān)系密切。這些都是房屋圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫設(shè)計(jì)的依據(jù)。,,,圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫設(shè)計(jì)要符合《民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范》和《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定，應(yīng)使圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能滿(mǎn)足“最小傳熱阻”和傳熱系數(shù)限值的要求。,一、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的最小傳熱阻,由前面討論，在穩(wěn)定傳熱的情況下，可通過(guò)加大圍護(hù)結(jié)構(gòu)的總熱阻R0來(lái)實(shí)現(xiàn)。但R0加大必然導(dǎo)致建筑造價(jià)及維護(hù)費(fèi)用的增加。節(jié)省建造費(fèi)但增加采暖費(fèi)；無(wú)限增加熱阻，節(jié)省采暖費(fèi)但

11、浪費(fèi)建造費(fèi)，存在最佳經(jīng)濟(jì)熱阻。于是，人們自然希望找到一個(gè)既能滿(mǎn)足建筑保溫的需要，又能使相應(yīng)的建筑及維護(hù)費(fèi)最低的結(jié)構(gòu)總熱阻。這一熱阻稱(chēng)為經(jīng)濟(jì)熱阻。我國(guó)采用經(jīng)濟(jì)熱阻還有困難，因此改用最小傳熱阻。,世界發(fā)達(dá)國(guó)家外墻保溫標(biāo)準(zhǔn)逐漸提高。英國(guó)（氣候與上海相近）1973年前外墻傳熱系數(shù)1.6w/(m2k)，1974年后1.0w/(m2k) ，1982年后0.6w/(m2k) ，1988年后0.45w/(m2k)。與北京相近氣候的發(fā)達(dá)國(guó)家約為0.35w

12、/(m2k)。我國(guó)北京為0.9w/(m2k)。,1、圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫設(shè)計(jì)的基本指標(biāo) — 最小傳熱阻,圍護(hù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際總熱阻不能小于最小傳熱阻，否則，將嚴(yán)重影響使用功能和環(huán)境衛(wèi)生，同時(shí)也將對(duì)人體產(chǎn)生過(guò)強(qiáng)的冷輻射。,就大量工業(yè)和民用建筑，控制圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度不低于室內(nèi)露點(diǎn)溫度，以保證內(nèi)表面不致結(jié)露是起碼的要求。,,2. 圍護(hù)結(jié)構(gòu)最小傳熱阻的確定,根據(jù)《民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB5017---93）最小總熱阻的計(jì)算公式：,te 冬季室外計(jì)

13、算溫度。,ti 冬季室內(nèi)計(jì)算溫度，一般居住建筑取18℃，高級(jí)住宅、醫(yī)療、托幼建筑取20 ℃ 。,最小傳熱阻 。,△t 室內(nèi)空氣與外墻或屋頂內(nèi)表面之間的允許溫差。,n 溫差修正系數(shù)，某些結(jié)構(gòu)外表面不與 室 外空氣直接接觸，而對(duì)室內(nèi)溫差加以修正。,圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面換熱阻 。,（1）冬季室外計(jì)算溫度te取值,由于室內(nèi)、室外空氣溫度都有不同程度的波動(dòng)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱穩(wěn)定性的大小對(duì)保持室內(nèi)氣溫和內(nèi)表面溫度的穩(wěn)定性起著非常重要的作用。因此冬季

14、室外溫度取值的大小與所設(shè)計(jì)的外墻或屋頂?shù)臒岫栊灾笜?biāo)D的大小有關(guān)。一般來(lái)說(shuō)，D大，te取值就大； D小，te取值就小。,針對(duì)這種情況《規(guī)范》對(duì)te的取值的選取作了具體規(guī)定。,見(jiàn)教材P91 表4－1,冬季室外計(jì)算溫度te（℃）,類(lèi)型 熱惰性指標(biāo)D值 te取值 　　　典型城市的te值,Ι >6.0 te＝ tw 北京，－9℃；西安

15、 －5℃,Ⅱ 4.1～6.0 te＝0.6tw＋0.4te，min 北京，－12℃；西安 －8℃,,Ⅲ 1.6～4.0 te＝0.3tw＋0.7te，min 北京，－14℃；西安 －10℃,Ⅳ ≤1.5 te＝歷年最低一日平均溫度te，min 北京，－16℃；西安 －12℃,注： tw— 采暖室外計(jì)算溫度，相當(dāng)于寒冷期連續(xù)10天左右的平均溫度，℃。 te，mi

16、n — 歷年最低一天的平均溫度，℃。,對(duì)實(shí)體磚墻，當(dāng) D = 1.6～4.0 時(shí)，其冬季計(jì)算溫度仍按Ⅱ型取值。,可查閱ｐ429附錄7,(2)溫差修正系數(shù)n值,在計(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)的R0，min時(shí)，要以結(jié)構(gòu)內(nèi)、外的計(jì)算溫度之差為依據(jù)。但在房屋建筑中，有些需保溫的圍護(hù)結(jié)構(gòu)并不直接與室外相鄰。因此結(jié)構(gòu)兩側(cè)的溫差要小于室內(nèi)、外溫差。需要在計(jì)算中作必要的修正。(p91　表4-2),(3)導(dǎo)熱系數(shù)和蓄熱系數(shù)需要修正,在圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫設(shè)計(jì)中，材料和構(gòu)件的種類(lèi)

17、很多，而影響材料導(dǎo)熱系數(shù)的因素較多，實(shí)際狀況有時(shí)又難以預(yù)料。由于圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能是以其最小總熱阻為指標(biāo)，為了避免出現(xiàn)保溫性能的隱患，有時(shí)需要對(duì)材料導(dǎo)熱系數(shù)進(jìn)行修正。下面列出規(guī)定的修正系數(shù)α。(見(jiàn)教材P419 附錄2）,導(dǎo)熱系數(shù)λ及蓄熱系數(shù) S 的修正系數(shù)α值,序號(hào) 材料、構(gòu)造、施工、地區(qū)及使用情況　　　 α,,1.60,鋪設(shè)在密閉屋面中的多孔保溫材料（加氣混凝土、泡沫混 凝土及水泥膨脹珍珠巖、石灰爐渣等）因干燥緩慢,

18、1.50,3 鋪設(shè)在密閉屋面中或作為夾芯層澆筑在混凝土構(gòu)件中的半硬質(zhì)礦棉、巖棉、玻璃棉等，因壓縮及吸濕,1.20,4 作為夾芯層澆筑在混凝土構(gòu)件中的泡沫塑料等，因壓縮,1.20,開(kāi)孔型保溫材料（如水泥刨花板、木絲板、稻草板）表面抹灰或與混凝土澆筑在一起，因灰漿滲入,1.30,６　加氣混凝土、泡沫混凝土砌磚墻體及加氣混凝土條板墻面 因灰縫影響,1.25,7 填充在空心墻體及屋面構(gòu)件中的松散保溫材料（稻草、礦棉等）

19、因下沉,1.20,８礦渣混凝土、爐渣混凝土、粉煤灰陶?；炷?、加氣混凝土等實(shí)心墻體及屋面構(gòu)件，在嚴(yán)寒地區(qū)，且室內(nèi)平均濕度大于65％，因干燥緩慢,1.15,１　作為夾芯層澆筑在混凝土墻體屋面構(gòu)件中的塊狀保溫材料（加氣混凝土、泡沫混凝土及水泥膨脹珍珠巖等），因干燥緩慢及灰縫影響,（5）輕型外墻最小傳熱阻的附加值,對(duì)熱穩(wěn)定性要求較高的建筑（居住、醫(yī)院、幼兒園等），采用輕型材料時(shí)，外墻的最小傳熱阻要在計(jì)算的結(jié)果上進(jìn)行附加。附加值按P92 表4－

20、4取值。,,（4）室內(nèi)空氣與外墻或屋頂內(nèi)表面之間的允許溫差『△t 』,允許溫差是根據(jù)衛(wèi)生和經(jīng)濟(jì)的要求提出的，按允許溫差設(shè)計(jì)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)其內(nèi)表面一般不會(huì)低于結(jié)露溫度。見(jiàn)P92 表4－3.,國(guó)家制定的《標(biāo)準(zhǔn)》及《規(guī)范》是很具體、很全面的，在保溫設(shè)計(jì)時(shí)要認(rèn)真學(xué)習(xí)、領(lǐng)會(huì)。,例題示范,1. 北京市某醫(yī)院建筑外墻采用圖示的結(jié)構(gòu)，若要滿(mǎn)足保溫要求，保溫層應(yīng)有多厚？,,1 混合砂漿,2 加氣混凝土,3 水泥砂漿,,解：,一、查附錄表得,1 混合砂漿

21、 λ1＝0.87W/mk S1＝10.75W/m2k,2 加氣混凝土 λ2＝0.19W/mk S1＝2.81W/m2k,3 水泥砂漿 λ3＝0.93W/mk S1＝11.37W/m2k,二、查表(p429)知北京市冬季室外計(jì)算溫度te為：,Ι D >6.0 te ＝－9℃ ；,Ⅱ 4.1～6.0 te＝

22、－12℃；,Ⅲ 1.6～4.0 te＝－14℃；,Ⅳ ≤1.5 te＝－16℃；,三、因?yàn)橥鈮εc室外空氣接觸,查表知 n ＝ 1.0 [△t] = 6.0,四、假設(shè)墻體為II 型結(jié)構(gòu)， 則 te ＝－12℃ ； 由于是醫(yī)院 ， ti ＝20 ℃。,故有,根據(jù)《規(guī)范》中的規(guī)定，對(duì)醫(yī)院、

23、加氣混凝土板（輕型材料），最小總熱阻應(yīng)附加30％，故,五、保溫層應(yīng)有的熱阻,六、λ、S 的修正,對(duì)墻板要考慮灰縫的影響，λ2 、S2 應(yīng)該修正。查前面的表知：α＝1.25，,七、保溫層的最小厚度,由,八、驗(yàn)算熱惰性指標(biāo) D,D值在1.6－4.0之間，屬于III型，原II型假設(shè)不合適，再按III型計(jì)算。,℃,n ＝ 1.0 、 [△t] = 6.0 不變。,九、重算保溫層的厚度,加氣混凝土板厚150mm時(shí)，滿(mǎn)足保溫的需要。,2.西安

24、地區(qū)一圍護(hù)結(jié)構(gòu)的外墻剖面如圖。已知該地區(qū)冬季室外計(jì)算溫度te 分別為 －5 ， － 8 ， 　－10， －12攝氏度，問(wèn)該外墻是否符合建筑熱工要求（室內(nèi)計(jì)算溫度為ti=18攝氏度),,1、石灰砂漿厚0.02m, 面積為10.1m2.,2、鋼筋混凝土厚0.3m,面積17.2m2.,3、水泥砂漿厚0.02m,面積為11.2m2,解：判斷外墻是否符合建筑熱工要求，標(biāo)準(zhǔn)是看外墻是否滿(mǎn)足最小總熱阻的要求。,1、計(jì)算外墻總熱阻,是多層壁熱阻；,是

25、內(nèi)外表面熱轉(zhuǎn)移阻,,2、計(jì)算最小總熱阻,(由題知外墻為實(shí)心墻，其熱惰性指標(biāo)),故：,te = -10oC , 查表 n=1 ,,3、比較,由上可知，此外墻不符合建筑熱工要求，需要作保溫處理。,練習(xí)：哈爾濱地區(qū)準(zhǔn)備建造的住宅其屋頂構(gòu)造為10mm二氈三油，20mm水泥砂漿，加氣混泥土（ρ0＝500），10mm水泥砂漿，30mm鋼筋混凝土板（由上自下），試確定保溫層的厚度。,二、圍護(hù)結(jié)構(gòu)平均傳熱系數(shù)的限值,按最小傳熱阻確定的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)

26、，只能滿(mǎn)足內(nèi)表面不結(jié)露的最低要求。如果遇到間歇采暖的間隔時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，就會(huì)出現(xiàn)內(nèi)表面溫度低于露點(diǎn)溫度的情況。這樣就要求縮短采暖間隔時(shí)間。結(jié)果是節(jié)省了建造費(fèi)用，增加了采暖費(fèi)和采暖能耗。因此，從經(jīng)濟(jì)和節(jié)能的角度對(duì)不同地區(qū)采暖建筑各部分圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)數(shù)值作了限值。見(jiàn)P430、P431的 附錄8、附錄9.,外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)是考慮了周邊熱橋影響后的平均傳熱系數(shù)，計(jì)算公式如下：,－外墻平均傳熱系數(shù),－外墻主體部位傳熱系數(shù),－外墻周邊熱橋部位傳熱

27、系數(shù),－外墻主體部位面積,熱橋各部位的面積,例題見(jiàn)P94 [例4－1],絕熱材料按材質(zhì)構(gòu)造分有：多孔的、板（塊）狀的和松散狀的。,從化學(xué)成分看有：無(wú)機(jī)材料，如膨脹礦渣、泡沫混凝土、加氣混凝土、膨脹珍珠巖、膨脹蛭石、浮石及浮石混凝土、硅酸鹽制品、礦棉、玻璃棉等；有機(jī)材料，如軟木、木絲板、甘蔗板、稻殼等；各種泡沫塑料；鋁箔等反輻射性能好的材料。,材料的選擇要結(jié)合建筑物的使用性質(zhì)、構(gòu)造方案、施工工藝、材料的來(lái)源以及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等因素，要按材料

28、的熱物理指標(biāo)及有關(guān)的物理化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行具體分析。,一 保溫絕熱材料的選擇：,第三節(jié) 圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫構(gòu)造方案,具體見(jiàn)P96 表4－5,1、單設(shè)保溫層 在房屋建筑中，由于承重層必須采用強(qiáng)度高、力學(xué)性能良好的材料或構(gòu)件，但這些材料的導(dǎo)熱系數(shù)大，在結(jié)構(gòu)要求的厚度內(nèi)達(dá)不到保溫的要求因此需要用導(dǎo)熱系數(shù)很小的材料作保溫層起主要保溫作用。 保溫層不起承重作用，所以選擇的靈活性較大，不論是板塊狀，纖維狀以至松散顆粒狀材料均可應(yīng)

29、用。,二 保溫構(gòu)造方案,空心砌塊保溫與承重結(jié)合構(gòu)造,2、保溫與承重相結(jié)合 如果承重材料或構(gòu)件除具有足夠的力學(xué)性能外，同時(shí)還具有足夠的熱阻值，就能二者合為一體，如空心板、空心砌塊、輕質(zhì)實(shí)心砌塊等，既能載重又能保溫。這種構(gòu)造簡(jiǎn)單、施工方便，多用在低層或多層墻承式結(jié)構(gòu)。,3、復(fù)合型構(gòu)造 當(dāng)單獨(dú)用某一種方式不能滿(mǎn)足保溫要求，或?yàn)檫_(dá)到保溫要求而造成技術(shù)經(jīng)濟(jì)上不合理時(shí)，往往采用混合型保溫構(gòu)造。例如既有實(shí)體保溫層，又有空氣層和承重層

30、的外墻或屋頂結(jié)構(gòu)。如圖是一個(gè)200C的恒溫車(chē)間外墻構(gòu)造。,1—混凝土；2—粘結(jié)劑；3—聚氨脂泡沫塑料；4—木纖維板；5—塑料薄膜；6—鋁箔紙板；7—空氣間層；8—膠合板涂油漆,保溫層的放置方法及其特點(diǎn):,保溫層放置的位置對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的造價(jià)、質(zhì)量、施工有很大影響,其保溫及防冷凝效果有很大不同,其放置方式一般有三種:,(１)保溫層置于承重層內(nèi)層,優(yōu)點(diǎn)加熱時(shí)室內(nèi)升溫快,且沒(méi)有雨水滲入保溫層的麻煩.多用于劇場(chǎng)及體育館等間歇使用的場(chǎng)所;

31、但對(duì)間歇供暖、連續(xù)使用的居住房間,熱穩(wěn)定性不足.,(２)保溫層置于承重層的中間,其優(yōu)點(diǎn)是保溫材料不需具有特別高的強(qiáng)度,且不會(huì)大氣侵蝕及室內(nèi)潮氣的侵入,選材相對(duì)容易,因此被廣泛采用.但對(duì)兩側(cè)均為非透氣性材料時(shí),要嚴(yán)格控制保溫材料的濕度,且要防止外界水分的滲入.,(３)保溫層置于承重層的外側(cè),亦稱(chēng)外保溫.,保溫層在承重層外側(cè)的優(yōu)點(diǎn)：ａ、使墻或屋頂?shù)闹饕糠质艿奖Ｗo(hù)，大大降低溫度應(yīng)力的起伏，提高結(jié)構(gòu)的耐久性。此外，外保溫對(duì)減少防水層的破壞，

32、也是有利的。,ｂ、由于承重層材料的熱容量一般都遠(yuǎn)比保溫層大，所以這種布置方式對(duì)房間熱穩(wěn)定性有利。當(dāng)供熱不均勻時(shí)可保證圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面的溫度不致急劇下降，從而使室溫不致很快下降。,ｃ、保溫層放在外側(cè)時(shí)，使水蒸氣“進(jìn)難出易”，將減少保溫層內(nèi)部產(chǎn)生水蒸氣凝結(jié)的可能性。,ｄ、舊房改造，特別是為了節(jié)能而加強(qiáng)舊房的保溫改造時(shí)，外保溫處理效果最好。,由于保溫層多為輕質(zhì)多孔材料,放在結(jié)構(gòu)外側(cè),要根據(jù)選材的情況妥善保護(hù).,,e、外保溫可消除熱橋影響，節(jié)省保

33、溫材料，降低成本，適當(dāng)增加使用面積。,三、 傳熱異常部位的設(shè)計(jì)要點(diǎn),1、地板保溫,2、窗戶(hù)保溫,3、熱橋,4、其它傳熱異常部位保溫,,人腳與地板直接接觸傳熱 以木地面和水磨石兩種地面為例，即使它們的表面溫度完全相同，但若赤腳站在水磨石地面上，就比站在木地面上涼得多。這是因?yàn)閮烧叩奈鼰嶂笖?shù) B 不同造成的。,木地面:B=10.5　　　　水磨石:B=26.8,采暖建筑地面熱工性能按地面吸熱指數(shù)分為三類(lèi)，不同使用的建筑采用不同的類(lèi)型。見(jiàn)

34、P105 表4－9,1、地板保溫,地面吸熱指數(shù)由地面所用材料和構(gòu)造決定。,沿外墻周邊局部保溫處理 越靠近外墻，地板表面溫度越低，單位面積的熱損失越多。為改善外墻周邊地板的熱工狀況，可采用圖示的局部保溫措施。,2、窗戶(hù)保溫,窗戶(hù)保溫性能低的原因，主要是縫隙透氣；玻璃、窗框和窗樘等的熱阻太小。下表是常用的各類(lèi)窗戶(hù)的總傳熱系數(shù)和總傳熱阻的值。,（1）提高氣密性，減少冷風(fēng)滲透。,針對(duì)我國(guó)目前的情況，應(yīng)從以下幾方面來(lái)改善窗的保溫性能：,（

35、2）提高窗框保溫性能。,,（3）改善玻璃部分的保溫能力。,（4）緊跟和應(yīng)用新發(fā)展的窗戶(hù)超級(jí)隔熱技術(shù),見(jiàn)P101,3、熱橋保溫,圍護(hù)結(jié)構(gòu)中，一般都有保溫性能遠(yuǎn)低于主體部分的嵌入構(gòu)件，如外墻體中的鋼筋混凝土骨架、圈梁；樓板、墻板中的肋條等，稱(chēng)為熱橋。熱橋就是熱量容易通過(guò)的地方。,熱橋內(nèi)表面的溫度往往低于主體部分，按最小傳熱阻設(shè)計(jì)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)只保證主體部分的保溫要求，對(duì)熱橋部位要單獨(dú)校核，低于露點(diǎn)就要作保溫處理。,《民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)圍護(hù)

36、結(jié)構(gòu)常見(jiàn)的五種形式的熱橋的內(nèi)表面溫度按以下公式計(jì)算： 見(jiàn) P101－102,（1）當(dāng)肋寬和結(jié)構(gòu)厚度比小于等于1.5時(shí)：,（2）當(dāng)肋寬和結(jié)構(gòu)厚度比大于1.5時(shí)：,構(gòu)造方式也會(huì)影響熱橋的保溫性能，設(shè)計(jì)時(shí)要遵循以下原則：,（1）、盡量避免出現(xiàn)貫通式熱橋，如果必須使用，可在熱橋部位采用局部保溫處理。,（2）、盡量將非貫通式熱橋布置在靠室外的一側(cè)，此時(shí)內(nèi)表面溫度要比熱橋布置在靠室內(nèi)時(shí)高得多。,（3）、盡量減少熱橋斷面面積。熱橋斷面面積

37、越小，通過(guò)熱橋的熱損失越小。,閱讀 P103【例4－3】,4、其它傳熱異常部位保溫,圍護(hù)結(jié)構(gòu)的其它傳熱異常部位有：外墻角、外墻與內(nèi)墻交角、樓地板或屋頂與外墻交角等?！　∪鐖D為一單一材料勻質(zhì)外墻角。,如圖是加氣混凝土復(fù)合墻板外墻角的保溫處理。,第四節(jié) 室內(nèi)供熱不均勻時(shí)外圍結(jié)構(gòu)與房間的熱穩(wěn)定性,對(duì)于室內(nèi)供暖的房間，往往由于室內(nèi)供暖不均勻，引起室內(nèi)空氣溫度出現(xiàn)波動(dòng)，其波動(dòng)的程度取決于供暖情況與房間的熱穩(wěn)定性。據(jù)對(duì)北京的部分建筑實(shí)測(cè)統(tǒng)計(jì)表

38、明，當(dāng)供熱設(shè)備放熱周期為12小時(shí)、散熱器平均水溫為20℃－60℃時(shí)，對(duì)熱穩(wěn)定性較好的磚混結(jié)構(gòu)房間，室內(nèi)氣溫波幅一般在1－3℃以?xún)?nèi)；對(duì)熱穩(wěn)定性較差的加氣混凝土、框架輕板結(jié)構(gòu)房間，室內(nèi)氣溫波幅可達(dá)3－5℃.室內(nèi)氣溫的波動(dòng)，會(huì)引起圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度的波動(dòng),室內(nèi)氣溫和圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度波動(dòng)過(guò)大，會(huì)引起人體不舒服的感覺(jué)，同時(shí)可能會(huì)引起圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面結(jié)露而使結(jié)構(gòu)受潮。,一、問(wèn)題的提出,因此，在設(shè)計(jì)外圍護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)，除了要確定其最小傳熱阻外，還要檢驗(yàn)其熱

39、穩(wěn)定性。,二、外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱穩(wěn)定性,,外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱穩(wěn)定性: 當(dāng)通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱流產(chǎn)生波動(dòng)時(shí)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)控制其內(nèi)表面溫度變化的能力。,如果熱流波幅相同，圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度波幅愈小，說(shuō)明該圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱穩(wěn)定性愈好；反之，如果熱流波幅相同，內(nèi)表面溫度波幅愈大，說(shuō)明該圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱穩(wěn)定性愈差。,引入外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱穩(wěn)定系數(shù)Φs來(lái)反應(yīng)此性質(zhì)。,定義：,Φs — 外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱穩(wěn)定系數(shù)；,ti、te —分別為采暖室內(nèi)、外空氣計(jì)算溫度，℃；,Aif —外圍

40、結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度波幅， ℃。,以下通過(guò)變換導(dǎo)出Φs的計(jì)算式：,1）外圍結(jié)構(gòu)內(nèi)表面蓄熱系數(shù)的定義：,式中,Aq —通過(guò)外圍結(jié)構(gòu)內(nèi)表面熱流波動(dòng)的振幅，W/m2k。它決定于室內(nèi)采暖設(shè)備供熱的不均勻程度，即供熱的波幅。,采暖設(shè)備供熱量的波幅可表示為： Aq＝mq,式中,m —采暖設(shè)備供熱的不均勻系數(shù)，即,其值可由實(shí)測(cè)確定。,qmax —采暖設(shè)備的最大供熱量，W/m2；,—采暖設(shè)備的平均供熱量，等于通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱流強(qiáng)度， W/m2；,因此，,將以

41、上各式代入Φs的定義式，整理得Φs的計(jì)算式：,由上式可見(jiàn)，為了提高外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱穩(wěn)定性，可采用下列措施：,1. 提高外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的總熱阻。,2.增加外圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面的蓄熱系數(shù)，應(yīng)將蓄熱系數(shù)大的材料布置在圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)。,3.選用放熱均勻的采暖設(shè)備和縮短供熱間歇時(shí)間，以降低采暖設(shè)備不均勻供熱系數(shù)m值。,外圍護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)具有最低限度的熱穩(wěn)定系數(shù)，應(yīng)使其在供熱不均勻時(shí)，內(nèi)表面溫度波幅不至于過(guò)大而產(chǎn)生冷凝水。,1. 提高外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的總熱阻。,2.增加

42、外圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面的蓄熱系數(shù)，應(yīng)將蓄熱系數(shù)大的材料布置在圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)。,三、房間的熱穩(wěn)定性,房間的熱穩(wěn)定性，是表明采暖設(shè)備供熱有波動(dòng)時(shí)，室內(nèi)空氣溫度的波動(dòng)程度。在其他條件相同時(shí)，室內(nèi)溫度波動(dòng)愈小，房間熱穩(wěn)定性愈大。,以,表示室內(nèi)空氣溫度波動(dòng)的振幅.,外圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面的熱流波幅為Aq:,如果忽略熱流波動(dòng)與溫度波動(dòng)的相位差，則有：,（1）,（2）,（3）,將（2）、（3) 兩式代入（1）式，得到：,若將,代入上式，可得：,整理得：,令,上式

43、可寫(xiě)為：,我們將Bi值叫做圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面上的吸熱系數(shù)。它是圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面的熱流波幅與室內(nèi)空氣溫度波幅的比值，單位W/m2k.,吸熱系數(shù)可理解為：當(dāng)室內(nèi)空氣溫度波動(dòng)1℃時(shí)，在單位時(shí)間內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面單位面積所吸收或放出的熱量。,若圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面面積為Fi，則，房間全部圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面吸收或放出的熱量為∑BiFi。,,對(duì)比,則有：,式中,AQ — 通過(guò)房間全部圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面的熱流波幅，W；,Ai —室內(nèi)空氣溫度波幅，℃；,Bi —圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)

44、表面吸熱系數(shù)，W/m2k;,Fi —圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面面積，m2。,根據(jù)采暖設(shè)備的不均勻供熱情況，有：,式中,—采暖設(shè)備平均供熱量(功率)，W。,聯(lián)立兩式，得：,上式?jīng)]有考慮熱流與室內(nèi)空氣波動(dòng)、熱流與圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度波的相位差，因此可對(duì)Bi乘以一個(gè)修正系數(shù)1.08. 此外溫度的周期性波并不是簡(jiǎn)諧波動(dòng)，因此對(duì)Ai要乘以另一修正系數(shù)0.95.又因采暖設(shè)備對(duì)Ai的影響只考慮了對(duì)流換熱形式，若考慮輻射放熱影響，可將Ai再乘以0.8的修正系數(shù)。將

45、修正系數(shù)都代入，則有,這就是決定室內(nèi)空氣溫度波動(dòng)振幅的公式。從衛(wèi)生的角度要求，室內(nèi)氣溫的波幅以不超過(guò) 3℃為限。,[例題] 北京地區(qū)一位于頂層端頭的磚混結(jié)構(gòu)房屋，其圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)造見(jiàn)下描述。房間寬3.3m，深5.0m，層高2.9m，窗戶(hù)面積2.34m2，假設(shè)采用晝夜兩次波動(dòng)放熱的供熱制度，m＝0.7。室內(nèi)空氣計(jì)算溫度16℃，室外空氣計(jì)算溫度－10℃。求房間的室內(nèi)氣溫波動(dòng)值(波幅)。,(1),外墻：370磚砌體、石灰砂漿20。,R0＝0.64

46、 K0＝1.56 Yif＝10.36,計(jì)算通過(guò)外墻的Q、BiFi,BiFi＝4.73×21.73＝102.8W/K,(2) 加氣混凝土屋頂：二氈三油10、水泥砂漿20、加氣混凝土100（ρ＝500）、鋼筋混凝土30、空氣間層60、鋼筋混凝土30,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,R0＝0.88 K0＝1.14 Yif＝11.55,F2=3.3

47、15;5=16.5m2,計(jì)算通過(guò)屋頂?shù)腝、BiFi,(3) 24cm磚內(nèi)墻：石灰砂漿20、磚砌體200、石灰砂漿20。,R0＝0.50 Yif＝10.36,,,,,,,,,,,,（4）混凝土空心地板：鋼筋混凝土30、空氣間層60、鋼筋混凝土30。,Yif＝13.08,（5） 單層木窗,窗戶(hù)的熱損失由傳熱損失Qc1及冷風(fēng)滲透熱損失Qc2組成。,R0＝0.172 Ko＝5.82 Bi＝5.39,Qc1 ＝5.8

48、2×（16＋10）×2.34＝354.09W,Qc2＝0.28LIγ（ti－te）n,Qc2根據(jù)《采暖通風(fēng)手冊(cè)》，可按下式計(jì)算,L —經(jīng)每米窗縫滲入室內(nèi)的冷風(fēng)量，當(dāng)風(fēng)速為3m/s時(shí)， L＝3.5m3/h;,,I —窗縫長(zhǎng)度，本房屋為8m；,γ—空氣容量，通常取1.35kg/m3；,n —各方向冷風(fēng)滲入量修正值，對(duì)北京地區(qū)朝北向可取1.0。,把上述數(shù)值代入上式，得,Qc2＝0.28×3.5×8&#

49、215;1.35（16＋10）×1.0＝275.18W,Bi＝K0/1.08=5.82/1.08=5.39W/m2K,BiFi＝5.39×2.34＝12.61W/K,求∑Q及∑BiFi,∑Q＝888.37＋489.06＋354.09＋275.18＝1999.7W,∑BiFi＝102.8＋82＋116.6＋86.3＋12.61＝405.7W/K,計(jì)算室內(nèi)氣溫波幅Ai,一、計(jì)算：某建筑的一面外墻寬5m、高3m，由①20m

50、m石灰砂漿、②50mm泡沫混凝土（500）及③140mm重沙漿磚砌體組成。計(jì)算（1）該結(jié)構(gòu)的R0、K0、Yif值;（2）通過(guò)該結(jié)構(gòu)的傳熱量Q、及BiFi值。（室內(nèi)空氣計(jì)算溫度取20℃、室外空氣計(jì)算溫度?。?0℃、）,,,,,,,,,,,,,,,,,,,①,②,③,三、問(wèn)題：為了提高外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱穩(wěn)定性，可采用哪些措施？,1、外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱穩(wěn)定性,二、解釋?zhuān)?2、房間的熱穩(wěn)定性,1.外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱穩(wěn)定性: 當(dāng)通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱流產(chǎn)生波動(dòng)時(shí)，