建筑物理课件3

河北工程大学建筑学院孙凤明10/6/20211第三章建筑保温 第三章建筑保温建筑保温设计综合处理的基本原则建筑保温设计的有关规定建筑保温综合措施在我国大约有占全国总面积60％的地区冬季室内需要供暖，这些地区的建筑在设计上即要考虑保证良好的室内热环境，还要注意节省采暖的能耗和建造费用，即需注意建筑保温问题。建筑保温主要包括围护结构和建筑方案设计中的保温综合处理。10/6/20212第三章建筑保温 第一节建筑保温设计综合处理的基本原则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地主要按稳定传热计算。图3－1为冬季室外温度波动示意图。10/6/20213第三章建筑保温 图3－1冬季室外计算温度波动图10/6/20214第三章建筑保温 在进行建筑保温设计时，为了充分利用有利因素，克服不利因素，从各个方面全面处理有关建筑保温设计问题，应注意以下几条基本原则：一、充分利用太阳能二、防止冷风的不利影响三、选择合理的建筑体形与平面形式四、使房间具有良好的热特性与合理的供热系统10/6/20215第三章建筑保温 第二节建筑保温设计的有关规定我国现行的《民用建筑热工设计规范》(GB50176－93）和《民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分)》（JGJ26－95）《公共建筑节能设计标准》(GB50189-2005)《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》，(JGJ134－2001)《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》(JGJ75—2003)中，对围护结构的保温要求都作了规定。围护结构保温能力的选择主要是根据气候条件和房间的使用要求，并按照经济和节能的原则而定。10/6/20216第三章建筑保温 2006年国家建设部和质检总局联合发布《居住建筑节能设计标准》，面向公众征求意见。业内人士普遍认为，此标准一旦正式实施，意味着我国居住建筑节能设计标准将由行业标准升级至国家标准。新标准是在1995年发布的行业标准《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)》、2001年发布的行业标准《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》、2003年发布的行业标准《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》的基础上，统一修订补充，制定出的包括全国各地区居住建筑节能设计标准。10/6/20217第三章建筑保温 2007年4月4日，河北省建设厅组织召开《居住建筑节能设计标准》发布宣贯会。自5月1日起，《居住建筑节能设计标准》在我省各设区市新建居住建筑中施行，2008年1月1日在全省施行。《标准》的发布实施，标志着我省居住建筑迈入节能第三步。10/6/20218第三章建筑保温 在《民用建筑热工设计规范》（GB50176一93）中对围护结构规定了最小传热阻以保证使用者的最基本卫生要求，在《居住建筑节能设计标准》中则着重考虑经济和节能的需要，二者都是围护结构保温设计的主要依据。10/6/20219第三章建筑保温 一、围护结构的最小传热阻围护结构对室内热环境的影响，主要是通过内表面温度体现的。如内表面的温度太低，不仅对人产出冷辐射，影响到人的健康，而且如温度低于室内露点温度，还会在内表面产生结露，并使围护结构受潮，严重影响室内热环境并降低围护结构的耐久性。在稳定传热条件下，内表面温度取决于室内外温度和围护结构的传热阻，传热阻越大，内表面温度越和室内温度接近，即其温度越高。10/6/202110第三章建筑保温 对大量性工业与民用建筑来说，控制围护结构内表面温度使其不低于室内露点温度以保证内表面不致结露，同时考虑人体卫生保健的基本需要，并控制通过围护结构的热损失在一定范围之内，围护结构的总热阻就不能小于某个最低限度值，这个最低限度的总热阻称为最小总热阻Ro,min。应当指出，规定这个最小总热阻，并不意味着围护结构的实有热阻一定要刚好等于最小总热阻，它只是起码的标准，为满足热舒适和建筑节能的需要，实有的热阻完全可以高于它，但不得低于它。10/6/202111第三章建筑保温 根据《民用建筑热工设计规范》(GB50176－93)最小总热阻的计算公式如下：式中：R0,min－－最小总热阻，（m2·k/w）；ti－－冬季室内计算温度，一般居住建筑取18℃，高级居住建筑，医疗托幼建筑取20℃；te－－冬季室外计算温度（℃），其取值应考虑所选用围护结构的热惰性指标（D）值。在《规范》中将围护结构按其D值不同分为4类，规定了4种室外计算温度的取值方法，见下表。10/6/202112第三章建筑保温 注：tw－－采暖室外计算温度，相当于寒冷期连续10天左右的平均温度，℃；te－－历年最低一日的平均温度，℃；对于实心墙，当D<=6.0时，其冬季室外计算温度均按Ⅱ型取值。表3－1围护结构冬季室外计算温度te℃10/6/202113第三章建筑保温 [Δt]－－围护结构内表面与室内空气间的允许温差（℃）。根据房间性质及结构，按下表取值。允许温差是根据卫生和经济等要求确定的。按允许温差设计的围护结构，其内表面温度不会产生内表面结露现象，同时可满足卫生和控制围护结构传热量的需要。10/6/202114第三章建筑保温 表3－2室内空气与围护结构内表面之间的允许温差[Δt]℃10/6/202115第三章建筑保温 注：（1）潮湿房间系指室内温度为13～24℃，相对湿度大于75％，或室内温度高于24℃，相对湿度大于60％的房间。（2）表中ti、td分别为室内空气温度和露点温度，℃。（3）对于直接接触室外空气的楼板和不采暖地下室上面的楼板，当有人长期停留时，取允许温差[Δt]等于2.5℃；当无人长期停留时，取5.0℃。10/6/202116第三章建筑保温 n－－温差修正系数，根据围护结构所处位置情况，按下表取值。表3－3温差修正系数n值10/6/202117第三章建筑保温 Ri－－围护结构内表面换热阻，[(m2·k)/w]。在《规范》中还规定，对热稳定性要求较高的建筑（如居住建筑、医院和幼儿园等），采用轻型结构时，则在求得Ro·min之后还应按《规范》的规定对其进行附加修正。附加值按下表采用。10/6/202118第三章建筑保温 表3－4轻质外墙最小热阻的附加值％Kg/m3Kg/m3Kg/m310/6/202119第三章建筑保温 [例3－1]北京某住宅楼拟使用如图示的密度为700kg/m3加气混凝土外墙，已知建筑内为连续供热及北京地区冬季室外计算温度te分别为－9℃，－12℃，－14℃，－16℃，请按“最小总热阻的要求确定加气混凝土的厚度。123图3－21、水泥砂浆20mm,λ＝0.93w/(mk),s＝11.26w/(m2k);2、加气混凝土,λ＝0.22w/(mk),s＝3.59w/(m2k);3、混合砂浆20mm,λ＝0.87w/(mk),s＝10.79w/(m2k)10/6/202120第三章建筑保温 [解]（1）求最小总热阻：先假设为Ⅱ型结构，则＝－12℃，按居住建筑外墙查表得（Δt）=6℃，n=1，可得：Romin＝{[（18＋12）×1]/6}×0.11＝0.55(m2k)/w因为是住宅建筑，采用了加气混凝土（密度为700kg/m3）单一墙体，按上表应将Romin再加大30％，则最小总热阻应为Romin＝1.3×0.55＝0.715(m2k)/w10/6/202121第三章建筑保温 (2)计算加气混凝土应有厚度：设加气混凝土厚度为d，则计算如下：R0＝0.115+0.02/0.93+d/0.22+0.02/0.87+0.043＝0.202+d/0.22令R0＝R0,min则得：0.202+d/0.22=0.723(m2·k)/w求得加气混凝土应有厚度。d＝0.115m10/6/202122第三章建筑保温 (3)计算实有热阻和热惰性指标D：R1＝0.02/0.93＝0.021D1＝0.021×11.26＝0.24R2＝0.115/0.22＝0.523D2＝0.523×3.59＝1.88R3＝0.02/0.87＝0.023D3＝0.023×10.79＝0.25得：∑D＝0.24+1.88+0.25＝2.3710/6/202123第三章建筑保温 加30％R0,min=1.3×0.613=0.797(m2·k)/w（4）重新计算必需热阻，求加气混凝土厚度由于∑D值在1.6～4.0之间，故该结构应为Ⅲ型，在北京室外计算温度应取－14℃，原假设的－12℃不合适。此时：10/6/202124第三章建筑保温 令R0=R0,min得0.797=0.115+0.021+d/0.22+0.023+0.043d/0.22=0.569(m2·k)/wd=0.125m(按计算需0.125m厚）；∑D=0.24+0.569×3.59+0.25=2.53根据计算结果，加气混凝土厚度取0.125m，总热惰性指标为2.53，假设Ⅲ型合适，可以符合设计要求。10/6/202125第三章建筑保温 二、热桥（冷桥）部位的局部内表面温度在围护结构中，常有保温性能远低于主体部分的嵌入构件，如外墙中的钢筋混凝土圈梁等处。这些部位的传热量比主体部分大得多，所以它们的内表面温度也比主体部分低，在建筑热工学中，形象地将这种容易传热的部分叫作“热桥”。在“桥”部位的内表面温度既受“桥”处的热阻和构造方式的影响也受主体部分热阻的影响。10/6/202126第三章建筑保温 图3－4热桥形式10/6/202127第三章建筑保温 在工程中可按《民用建筑热工设计规范》（GB50176—93）采用以下计算式计算冷桥处内表面温度。10/6/202128第三章建筑保温 式中：θi’------热桥部位的内表面温度，℃；ti------室内空气计算温度，℃；te------冬季室外计算温度，℃；Ro------非热桥部位的传热阻，(m2·K)/W；Ro’------热桥部位的传热阻，(m2·K)/W；Ri------内表面热转移阻，通常取0.11(m2·K)/W；η------特性系数，无因次量，按表3－5取值。10/6/202129第三章建筑保温 表3－5(a)修正系数η值表3－5(b)修正系数η值10/6/202130第三章建筑保温 在热桥处内表面温度的计算式中，对不同类型的热桥应取不同的系数η值（见表3－5）。从表分析可得：（1）贯通式热桥，对内表面温度影响最大，在建筑中应尽量避免采用，或在热桥部位加设高效保温材料。（2)对非贯通式热桥，则最好将热桥布置在靠近室外一侧。它与在室内一侧的相比，由于修正系数η值的不同，前者热桥处的内表面温度相对较高，即受热桥的影响相对较少。10/6/202131第三章建筑保温 当热桥宽度较大，a／δ值大于1.5后，不论对哪一种热桥形式均只按热桥处的构造计算其内表面温度，即：式中符号意义与式（3－14）相同。10/6/202132第三章建筑保温 3．外墙角内表面温度由于在墙角部分的室内空气流动速度慢、感热阻大，更主要是由于墙角的放热面大于吸热面，因此墙角部分的内表面温度远比主体部分的内表面温度为低。一般可低4～5℃。在装配式板材建筑中，如保温处理不好，夹角处同时又是热桥，则其内表面的温度就会更低。图3－5外墙角等温线变化及热流方向（虚线代表等温线，箭头表示热流方向10/6/202133第三章建筑保温 图3－5表示外墙角散热情况。其中，虚线表示角部等温线，实线是热流线。在主体部分因属一维传热，等温线是一系列与结构表面平行的直线；在交角处属二维传热，所以等温线成了曲线。根据用电模拟实验和温度场计算的结果，墙角等温线明显弯曲的范围，即墙角散热的影响范围，大约是墙厚d的1.5～2.0倍。单一材料的外墙角内表面温度可用以下近似计算公式，式（3－15）(3－15)10/6/202134第三章建筑保温 式中：ti------冬季室内空气计算温度，℃；te------冬季室外空气计算温度，℃；Ro------外墙传热阻，当两面外墙的热阻不同时，取较小者，；ε------修正系数，可查下表。2·表3－610/6/202135第三章建筑保温 【例3一2】试求右图所示复合外墙板主体部分和肋处的内表面温度。已知材料的导热系数为；λ1＝λ3＝1.74W／(m·K）,λ2＝0.24W/(m·K）(考虑ωv＝10％)，室内计算温度ti＝18℃，室外计算温度te＝一12℃。图3－6有肋复合板1,3、钢筋混凝土；2、加强混凝土10/6/202136第三章建筑保温 【解】①先求主体和热桥的传热阻：主体部分传热阻为：Ro＝Ri＋R＋ReRo＝0.11+0.03/1.74+0.125/0.244+0.125/1.74+0.04＝0.751(m2·K/W)热桥部分热阻为：Ro’＝0.11+0.28/1.74+0.04＝0.311(m2·K/W)10/6/202137第三章建筑保温 ②查表3－5求修正系数η值：a/δ＝56/280＝0.2，按其构造形式属类型2，查表得η＝0.42。③计算主体部分内表面温度θi，根据公式(3-12)θi＝18－0.11/0.751×(18+12)＝18－4.39＝13.6℃④计算肋处的内表面温度θi’，根据公式(3-14)10/6/202138第三章建筑保温 4．窗的传热阻窗户是保温能力最低的围护结构。一般情况下，通过单层窗的传热量是同等面积外墙的3～5倍。单层窗的框边和玻璃本身的热阻都很小，在窗的传热阻中内、外表面换热阻的影响就相对较大。各种常用窗户的传热阻由专门的实验得出，设计者可直接查表取得。表3－7为按《民用建筑热工设计规范》（GB50176一93）给出的窗户传热阻和传热系数。10/6/202139第三章建筑保温 表3－7窗户的传热系数和传热阻10/6/202140第三章建筑保温 五、围护结构保温层设置方式围护结构一般都需满足承重和保温要求，其构造有的是用单一材料，它既承重又保温，如砖砌体（墙）、加气混凝土（墙、屋顶）等。这种作法构造简单，但由于承重与保温对围护结构厚度的要求往往不一致而不得不增加结构厚度。另一种，是用两种类型（或两种以上）材料分别满足保温和承重的需要，成为复合围护结构。它可以充分发挥材料的特性，以强度大的材料承重，以轻质材料（如岩棉、膨胀珍珠岩制品，或泡沫聚苯乙烯等）作为保温。随着对围护结构保温要求的增加，复合构造也使用得日益广泛。10/6/202141第三章建筑保温 （一）复合构造墙体复合构造大体上可分外保温（保温层在室外一侧）、内保温（保温层在室内一侧）和中间保温（保温层在中间夹芯）。图3－7为外墙3种保温方式示意。3种配置方式各有优缺点。从建筑热工角度上看，外保温优点较多，但内保温往往施工比较方便，中间保温则有利于用松散填充材料作保温层。具体比较如下：10/6/202142第三章建筑保温 图3－7外墙保温层设置a----内饰面层；b----承重层；c----空气层；d----保温层；e----外饰面层10/6/202143第三章建筑保温 1．内表面温度的稳定性：外保温和中间保温作法，在室内一侧均为体积热容量较大的承重结构，材料蓄热系数大，从而在室内供热波动时，内表面温度相对稳定，对室温调节避免骤冷骤热很有好处，适用于经常使用的房间。但对一天中只有短时间使用的房间，如体育馆、影剧院等，是在每次使用前临时供热，要求室温尽快达到所需标准，这时外保温作法使靠近室内的承重层要吸收大量热量，所需吸热时间也长，就不如用内保温可使室内温度上升快。10/6/202144第三章建筑保温 2．热桥问题：热桥不但降低了局部温度，也会使建筑物总的耗热量增加。内保温作法常会在内外墙联接以及外墙与楼板联接等处产生热桥，如图3－8为内、外墙联结处构造示意。图3－8内外墙连接10/6/202145第三章建筑保温 根据计算，一幢居住建筑如外墙采用370mm砖墙，墙角处和热桥的热损失约为全部热损失的10％左右；而改用240mm砖墙或200mm混凝土加内保温构造，墙角和热桥所占的热损失可达全部热损失的25％～30％即相当于将其传热系数增加了25％～30％。中间保温的外墙也由于内外两层结构需要拉接而增加热桥耗热，而外保温在减少热桥方面比较有利。10/6/202146第三章建筑保温 3．防止保温材料内部在冬季产生凝结水问题：外保温和中间保温作法，由于在室内一侧为密实的承重材料，室内水蒸汽不易透过，可防止保温材料由于蒸汽的渗透积累而受潮。内保温作法则保温材料有可能在冬季受潮（详见第4章）。4．对承重结构的保护：外保温可避免主要承重结构受到室外温度的剧烈波动影响，从而提高其耐久性（图3－9）。10/6/202147第三章建筑保温 图3－9保温层位置对墙体内温度分布影响10/6/202148第三章建筑保温 5．旧房改造：为节约能源而增加旧房的保温能力时，利用外保温，在施工中可不影响房间使用，同时也不占用室内面积，但施工技术要求高。6．外饰面处理：外保温作法对外表面的保护层要求较高，外饰面比较难于处理。内保温和中间层保温则由于外表面是由强度大的密实材料构成，饰面层的处理比较简单。10/6/202149第三章建筑保温 （二）复合构造屋顶采用外保温的屋顶，传统的做法是在保温层上面做防水层。这种防水层的蒸汽渗透阻很大，使屋面容易产生内部结露。同时，由于防水层直接暴露在大气中，受日晒、交替冻融等作用，极易老化和破坏。为了改进这种状况，产生了“倒铺”屋面的想法，即防水层不设在保温层上边，而是倒过来设在保温层底下。这种做法在国外叫做“UpsideDown”构造方法，简称USD构造法。10/6/202150第三章建筑保温 倒铺法不仅完全有可能消除内部结露的可能性，又使防水层得到保护，从而大大提高其耐久性。但这种做法对保温材料的要求更高了，而且目前都要在保温层上面设置某种覆盖层加以保护（图3－10）。10/6/202151第三章建筑保温 图3－10倒铺屋面构造(a)新建屋面保温；(b)原有屋面提高保温10/6/202152第三章建筑保温 覆盖层可以用大阶砖，这是比较好的。也可以用混凝土预制板、卵石、砾石等。国外有用粒径100～150mm的砾石作覆盖层的，它透气性好，能使浸入到保温层的水分较快的蒸发出去。但风大地区不适用。至于保温材料，目前还没有适合倒铺屋面的理想材料。不过国外已有不少使用硬质泡沫塑料的实例，其中以硬质泡沫聚氨酯为最好。泡沫玻璃虽有不吸水、耐火、耐化学腐蚀等优点，但因系脆性材料不利于施工，很少有人用。10/6/202153第三章建筑保温 六、地面保温地面的保温要求与屋顶、外墙有相同之处，但也有很大特点，在《民用建筑热工设计规范》（GB50176－93）中对采暖建筑地面规定了单独的热工要求。地面保温的特点为：1．由于地面下土壤温度的年变化比室外空气小很多，因此冬季地面散热最大的部分是靠近外墙的地面，其宽度约在0.5～2m左右（图3－11）。在严寒地区的建筑，当外墙周边无采暖管沟时，往往在地面靠外墙的内侧周边作局部保温处理，如图（3－12），使其具有相当于外墙的热阻，一般不必在全部地面增加保温。10/6/202154第三章建筑保温 图3－11地面温度分布举例图3－1210/6/202155第三章建筑保温 2、地面是与人脚直接接触而传热的，经验证明，在室内各种不同材料的地面，即使它们的温度完全相同，但人站在上面的感觉也会不一样。例如木地面与水磨石地面相比，后者要使人感到凉得多。地面舒适条件取决于地面的吸热指数B值。B值愈大，则地面从人脚吸取的热量愈多愈快。10/6/202156第三章建筑保温 根据B值，我国将地面划分成3类（表3－8）：木地面、塑料地面等属I类；水泥砂浆地面等属Ⅱ类；水磨石地面及其它石类地面属Ⅲ类。一般在高级居住建筑、托儿所、幼儿园、医疗建筑等宜用I类地面；普通居住建筑和公共建筑（包括中小学教室）宜采用不低于Ⅱ类地面；至于仅供人们短时间逗留的房间及过厅，以及室温高于23℃的房间，则可用Ⅲ类地面。10/6/202157第三章建筑保温 表3－8地面的分类类别吸热指数B[W/(m2·h-1/2·K)]I<17Ⅱ17~23Ⅲ>23地面的吸热指数B值是由地面所采用的构造和材料决定的，当影响吸热的界面在最上一层材料内，即地面最上一层（面层）能满足下式要求时，即当B值可以只由面层材料的“热渗透系数”b1值决定：10/6/202158第三章建筑保温 式中:δ1----面层材料的厚度，m；a1----面层材料的导温系数，m2/h；τ----人脚与地面接触的时间，一般取0.2h。例如面层为20mm厚以上的木地面或面层厚度为40mm以上的混凝土地面都可以满足上式要求。可以用面层材料的热渗透系数b1作为地面的吸热指数B，面层材料的热渗透系数b1的计算式为:10/6/202159第三章建筑保温 式中：b1----面层材料的热渗透系数，W／（m2·h-1/2·K）；C1----面层材料的比热，（W·h)／（kg·K）；ρ1----面层材料的密度，kg／m3。当面层材料很薄不能满足δ12/a1τ≥3.0的要求时，则需考虑面层以下各层的材料吸热特性。具体计算方法应按照《民用建筑热工设计规范》（GB50176～93）中的规定。10/6/202160第三章建筑保温 第三节建筑保温综合措施建筑体型、朝向与保温节能减少冷风渗透窗的设置和保温热桥处理利用太阳能采暖影响建筑耗热量的因素，除了围护结构的保温性能外，建筑物的体型、朝向、窗墙比等都对耗热有很大影响。一般说来：低层、体型复杂的建筑的耗热指标大；东西向比南北向建筑耗热指标大；另外，适当减小窗墙比及提高窗缝的密封性，减少空气渗透量，也可明显的减少采暖耗热，以达到节能的目的。10/6/202161第三章建筑保温 一、建筑体型、朝向与保温节能对寒冷地区的建筑，从体型上考虑节能问题主要包括两个方面：1、尽量减少外围护结构的面积；2、使建筑物充分争取冬季的日辐射得热。10/6/202162第三章建筑保温 1、体型系数对同样体积的建筑物，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去的热量愈少。体型系数（S）即一栋建筑的外表面积F0与其所包的体积V0之比，即S＝Fo/Vo（3－28）10/6/202163第三章建筑保温 在《民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）》（JGJ26—95）中规定，多层居住建筑的体型系数以O.3或0.3以下为宜，大于0.3则比较不利于节能，需按该《标准》的规定用增加围护结构热阻来弥补过多的热损失。10/6/202164第三章建筑保温 2．体型朝向对日辐射得热的影响对多数采暖地区建筑来说，日辐射是冬季主要辅助热源，而建筑的体型和朝向不同，获得的日辐射量也各异。在北半球，冬季南向窗获得的日辐射远大于其他朝向。10/6/202165第三章建筑保温 3．最佳节能体型建筑作为一个整体，其最佳节能体型是和各地区的室内外空气温度、太阳辐射量、风向、风速以及围护结构面积大小和其热工特性等各方面因素有关，不能由单一因素决定。但在某一具体情况下，以上各因素的影响大小也不相同。10/6/202166第三章建筑保温 在严寒地区，由于从窗户进入的辐射热不足以抵销从窗户散失的热量，因此必需尽量减少开窗面积，并增大墙体保温；当窗户小到一定程度时，日辐射得热的因素就相对减小，而体型系数的影响就相对加大，这时房屋建成圆形或方形就比较更为有利。而在温和地区，有的建筑虽使用上需要保温，但并没有采暖设备，太阳辐射成为主要热源，争取日照就成为主要方面。10/6/202167第三章建筑保温 二、减少冷风渗透1．冷风渗透与室内空气质量冷风渗透主要是指空气通过围护结构的缝隙，如门、窗缝等处的无组织渗透。虽然，对一般建筑来说，适量的渗透可使室内通风换气，是排除空气污染的一种方式，但无组织的渗透受缝隙情况以及室内外环境中的风压，热压大小等多种因素影响，常常大大超过换气需要，造成极大的热损失。因此，在建筑设计中，不应以冷风渗透作为换气手段，而应尽量避免或减少。10/6/202168第三章建筑保温 按照卫生的要求，排除由人呼吸产生的CO2，每人至少需要5m3／h的换气量（保持室内CO2含量小于0.5％）；如按人的舒适要求及排除各种气味等污染，则每人的换气量约为15～20m3／h按此计算，根据我国居住情况，居住建筑房间的换气次数宜为0.7～0.8次/h左右。10/6/202169第三章建筑保温 2．减少冷风渗透措施（l）提高门窗的密封性门窗密封性的提高主要依靠正确选材及改善门窗设计和制造质量。提高门窗密封性是提高门窗质量的一个主要方面。在《民用建筑节能设计标准》中对门窗缝的渗透量都作了具体的限定。10/6/202170第三章建筑保温 （2）主要入口设置为减少冷风的渗透，在寒冷地区应注意不要把主要入口朝向冬季主导风向，尤其对人流大量出入的公共建筑更需注意。在哈尔滨，有人统计，在迎风状况下住宅单元门通过渗透的热损失相当于单层外门本身热损失的1.7倍，或相当于同面积490mm厚砖墙的6.24倍。10/6/202171第三章建筑保温 在入口处设置门斗作为防寒的缓冲区，对避免冷风直接灌入室内也具有一定的效果。图3－19为几种门斗形式。如图中（a）和（b），人进入门斗后，再转90°进入室内，则效果更好。另外，门开启时冷风入侵所造成的热损失又与楼的层数成正比。其热损失约相当于单层外门的2N倍（N为楼层数），即建筑物层数愈多（建筑愈高）由渗透和开启引起的热损失愈大。如将入口设在冬季背风面，风压减小，则渗透耗热的影响要小得多。10/6/202172第三章建筑保温 (a)(b)(c)图3－19几种门斗形式10/6/202173第三章建筑保温 （3）竖向交通井（电梯、楼梯）的布置楼梯、电梯以及内天井等上下联系的空间，高度大，像烟囱一样能显著增仅由热压引起的冷风渗透；尤其是高层建筑的竖向交通井，如果正对主人口布置，将大大增加不必要的冷风渗透。10/6/202174第三章建筑保温 如图3－20为某市50年代建造的一幢饭店的平面简图，电梯厅正对主入口布置，直通顶层，由于空气进出口的高差大，在冬季底层冷空气渗入的压力很大，通过门缝把大量冷空气压入室内，以致门厅部分温度极低，即使增加供暖，在楼上已经很热而楼下服务台处的温度仍然很低，影响正常工作。10/6/202175第三章建筑保温 图3－2010/6/202176第三章建筑保温 相比之下，有些饭店设计时将门厅设在底层的裙房内，使其与电梯井之间有一段距离，或门厅虽在客房楼下而电梯并不正对入口，中间有一段缓冲部分，（如图3－21），便可以在不同程度上减小由热压通风而产生的大量冷风渗透。10/6/202177第三章建筑保温 图3－2110/6/202178第三章建筑保温 三、窗的设置和保温。建筑中玻璃窗的热阻远远小于其他外围护结构，据统计，一般居住建筑通过窗的散热量约占总散热量的1／3。另外，冬季由于窗的内表面温度低，低温的内表面以辐射换热方式从位于窗口附近的人体夺走热量，使人感到很不舒服。10/6/202179第三章建筑保温 在《民用建筑节能设计标准》中，除了根据地区气候情况分别对窗的传热系数加以限定外，还规定居住建筑北向、东西向和南向窗的窗墙比应分别控制在25％，30％和35％以下，其比例不同是考虑朝阳的窗子冬季又是建筑物透过日辐射得热的主要构件。10/6/202180第三章建筑保温 增加窗保温能力的措施主要有以下两方面：l．增加窗的层数多层窗或在单层窗的窗框上增设保温薄膜，以及增设保温窗帘，都可以利用增加空气间层来改善窗的热阻。这种方式对接受日辐射热的影响不大，而保温效果较好。10/6/202181第三章建筑保温 图3－23通过单层或双层玻璃窗所获得和损失的热量比10/6/202182第三章建筑保温 2．改善窗框和玻璃的传热性能在改善玻璃的特性方面，目前进展较快，国内已有在中间设有空气层的保温玻璃，在玻璃表面镀一薄层透明金属膜的热反射玻璃，以及各种彩色吸热玻璃等，其目的是增加玻璃的保温性，减少玻璃对室内热量向外辐射的透过率。10/6/202183第三章建筑保温 在窗框材料方面，为了克服金属窗框在保温上的缺陷，现已大量使用具有保温性能好的塑料窗框和综合材料窗框，即外侧用颜色美观、耐老化的铝型材，内侧用木材或塑料，制成铝木、铝塑综合材料窗，其保温效果均优于金属窗框。见图3－24、3－25。10/6/202184第三章建筑保温 图3－24邯郸市2007年建材博览会展出彩铝窗110/6/202185第三章建筑保温 图3－25邯郸市2007年建材博览会展出彩铝窗210/6/202186第三章建筑保温 四、热桥处理建筑中保温条件薄弱的局部是墙转角、圈梁、窗过梁、檐口等处，在这些部位的热量散发快，形成热桥，如不加以处理则不但局部温度低、影响使用，而且增加了整个建筑的热耗失。10/6/202187第三章建筑保温 为改善热桥部分的保温，常需在构造上分别采取措施，局部采用高效保温材料加以弥补，以尽量维持保温材料的连续性。在《民用建筑热工设计规范》（GB50176－93）中对几种节点的处理原则建议如图3－26。檐口处的热桥是在构造上比较难于解决的部位，图3－27为檐口热桥及处理方法举例。10/6/202188第三章建筑保温 (1)外墙角节点(2)内外墙联接节点图3－26几种节点的保温处理方式10/6/202189第三章建筑保温 (3)楼板与外墙联接节点(4)地下室楼板与外墙联接节点10/6/202190第三章建筑保温 (5)勒角节点(6)檐口节点10/6/202191第三章建筑保温 图3－27檐口热桥及改进方法(a)有热桥；(b)局部加外保温；(c)局部加内保温(a)(b)(c)10/6/202192第三章建筑保温 五、利用太阳能采暖利用建筑构件通过自然方式收集和传送日辐射热量，通常称为被动式太阳能采暖。它包括集热、蓄热、保温3个方面。按照房间得热方式的不同，被动式太阳能采暖系统分为直接受益式、集热墙式、附加阳光间式、屋顶池式和对流环路，见图3－28。具体设计将在“建筑节能”课程中介绍。10/6/202193第三章建筑保温 图3－28被动式太阳能采暖系统(a)直接受益式；(b,c)集热蓄热墙式；(d)附加阳光间式(e)；屋顶池式；(f)对流环路式10/6/202194第三章建筑保温 习题1．为什么实体围护结构的热阻和其厚度成正比而空气间层就不是这样？2．表示围护结构传热能力的指标是什么？3．表示围护结构热稳定性的指标有表面蓄热系数和热惰性指标，它们分别代表什么含义？为什么在确定最小传热阻时要考虑热情性指标？4．某屋顶构造如图3－29，试计算其传热阻及传热系数；并计算当室内18℃、室外一10℃时，这种屋顶lm2在1小时内的传热量。10/6/202195第三章建筑保温 图3－291、油毡防水层10；2、水泥砂浆20；3、加气混凝土150；(γ=500kg/m3)4、水泥砂浆20；5、混凝土圆孔板130(R=0.139)10/6/202196第三章建筑保温 5．某建筑要求外墙传热阻Ro＝2（m2·K）/W，试合理选择其构造作法，并画出构造示意图。材料可由附录中选取。6．计算图3-30所示外墙内表面及各层间的温度，设室内计算温度为20℃，室外计算温度为一15℃。7．建筑外墙采用内保温或外保温构造，在冬季保温和节能上各有什么优缺点？8．为了节省建筑采暖能耗、改善室内热环境，对寒冷地区的建筑在设计中应注意哪些方面？10/6/202197第三章建筑保温 图3－3010/6/202198第三章建筑保温