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第4章 建筑节能(二)

第4章 建筑节能(二)


第4章 建筑节能(二)

? 在我国大约有占全国总面积70%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, 即需要注意建筑保温问题。 ? 建筑保温:围护结构在冬季阻止室内向室外传热,从 而保持室内适当温度的能力。 ? 建筑保温包括:
? 围护结构保温 ? 建筑方案设计中的保温综合处理 ? 围护结构的蒸汽渗透及冷凝
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围护结构保温设计

? 围护结构冬季保温设计是取阴寒天气作为设计基 本条件。 ? 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的主 要按稳定传热计算,见下图。

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一 外墙和屋顶的保温设计
? 外墙和屋顶是建筑外围护结构的主体部分。 ? 在外墙和屋顶的设计过程中应考虑以下几方面:
? 保证内表面不结露,即内表面温度不低于室内空气的 露点温度; ? 限制内表面温度,以免产生过强的冷辐射; ? 从节能要求考虑,热损失应尽可能小; ? 应具有一定的热稳定性。

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最小传热阻
? 在稳定传热的理论中,传热阻是外墙和屋顶保温性能 优劣的特征指标,热阻大,其结构传热量就小,保温 性能好;热阻小,传热量大,保温性能差。外墙和屋 顶的保温设计要确定结构有合理的传热阻。

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? 封闭空气间层保温
? 空气是一种良好的绝热体,只要空气层中不形成对流 条件,空气间层就具有高热阻性能。 ? 常见的形式:

窗帘与墙面空气间层;
双层、三层、四层玻璃间空气间层。

? 保温、承重相结合
? 承重材料或构件具有足够的力学性能外,还具有足够 的热阻值,如混凝土空心砌块、轻质实心砌块等。

? 多用于低层或多层墙承式建筑。
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? 混合型构造
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。复合结构形式大体上可分为: 内保温、外保温和夹芯保温。

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? 内保温——保温层在承重层内侧 特点:保温材料不受室外气候因素的影响,无须特殊保 护,造价比较低;

易受潮、水蒸气进易出难
“热桥”问题不易解决 适用范围:间歇使用的建筑空间,如影剧院观众厅、体 育馆等

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热桥保温
? 定义:在围护结构中,常有保温性能远低于主体部分 的嵌入构件,这些部位的传热量比主体部分大得多, 所以他们内表面的温度也比主体部分低,在建筑热工 学中,把这些容易传热的部分叫“热桥”。 “热桥” 即是热量容易通过的地方。 ? 外墙中的钢或钢筋混凝土骨架、圈梁;楼板、墙板中 的肋条等都属于“热桥”。

? 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 表面是否会结露,以确定保温措施。

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? 外保温——保温层在承重层外侧

特点:不易受潮,能有效保护主体结构,房间热稳定性 比较好。旧房的节能改造,外保温处理的效果最好。
要求高,保温材料要有一定强度,增加了造价。

? 夹芯保温——保温层布置在两个结构层中间 特点:保温层两侧都有所防护,对保温材料的强度要求 不高。 要严格控制保温材料的湿度,防止外界水分的渗入, 属装配式建筑,施工不方便。

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二 外窗、外门和地面的保温设计
对一栋建筑物来说,外窗、外门和地面在外围 护结构总面积中占30~60%之间,而外窗、外门和 地面的传热损失热量外加门窗缝隙引起的空气渗透 耗热量,占总耗热量的60%。因此必须做好窗户、 外门、地面的保温设计。

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窗户的保温设计
? 窗户的保温设计主要考虑以下几方面:
? 控制窗墙面积比;

? 提高气密性,减少冷风渗透; ? 提高窗户的保温能力。

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外门保温设计
? 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 尽可能选择保温性能好的保温门。

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地板保温设计
? 地板保温的特点:

由于地板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0.5m~2m左右。 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,在外墙内侧 0.5m~1.0m范围内应铺设保温层,其热阻不应小 于外墙的热阻。

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? 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。
? 依据B值,我国将地板划分三类:
Ⅰ类:木地板、塑料地板。如高级居住建筑、幼儿园、医疗机构等 采用。
Ⅱ类: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)宜采用不低于Ⅱ类。 Ⅲ类: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23℃的房间采用此类。

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? 低温辐射采暖地板
? 高效节能;

? 采暖舒适,热稳定性好; ? 技术可靠,寿命长。 ? 维护运行费用低,管理操作运行简便。

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充分利用太阳能
? 在建筑中利用太阳能的方式有两种:
? 主动式: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。 ? 被动式:利用建筑构件通过自然方式收集和传送日辐射 热量,不需机械动力

? 被动式太阳房的主要集热方式:
? 直接受益式

? 集热墙式
? 附加阳光间式 ? 屋顶池式和对流环路式
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? 直接受益式:

南向大窗口,冬季白天使大量 阳光透入,夜间则用专门的保 温窗帘或保温板遮挡窗口。室 内地面需用蓄热能力大的材料, 如砖或混凝土等做成,在白天 吸热并储存热量,夜间不断向 室内释放,使室内维持一定温 度,其他朝向的各面围护结构 则尽量加强保温,减少热量散 失。

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? 集热蓄热墙式 :
集热蓄热墙式由透光玻璃外罩和蓄热墙体组成,其间 留有空气间层,有的在墙体的下部和上部设有进出风 口。

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? 附加阳光间式:

阳光间与主体房间相邻,阳光间不但有很大的窗口, 其地面也是蓄热体,阳光通过玻璃照射到蓄热体上, 储存热量,提高室内温度,而主体房间是通过与阳光 间相邻的墙或窗获得热量。
为防止阳光间夏季 过热,在窗上方应 有可调节的排气孔 和遮阳措施。

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? 屋顶池式和对流环路式

屋顶池式:
? 屋顶池式又称蓄热屋顶,可兼有冬季采暖和夏季降温 双重功能。

? 屋顶组成:主要有作为蓄热体的装满水的密封袋和其 下的金属薄板顶棚及顶部可移动的保温盖板组成。

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对流环路式:
一般是指利用附加在房间南向的空气集热器向房间供热, 其供热方式:被日辐射加热的空气借助于温差产生的热压 从集热器流到设于地板下的卵石床内,空气中的热量逐渐 被卵石吸收而变冷,冷却后的空气又从下部进入集热器再 次加热,蓄热后的卵石床在夜间或冬季通过地面向室内供 热。

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? 被动式太阳房设计中应注意的问题:
? 太阳房的热稳定性:集热面朝向;蓄热体的配置和集热 墙厚度。 ? 夏季的防热:集热面的遮阳;太阳房的环境绿化。

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常见被动式太阳房

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