建筑物理-保温与隔热课件

第一篇第一篇 热 环 境境第五次作第五次作业1.根据自己出生地所在地城市根据自己出生地所在地城市(或或邻近城市近城市)类型和气候区要求型和气候区要求,用用计算法作相算法作相应日期的棒日期的棒影影图(表明城市名表明城市名,纬度度,日期日期,棒高比例棒高比例)2.用上述棒影用上述棒影图,求两同高建筑物正南朝向排列求两同高建筑物正南朝向排列时,保保证从从11:00到到13:00两小两小时日照日照,间距距D与建筑物高度与建筑物高度H之比。之比。第5章 保温与隔热1.保温与隔热概述2.保温隔热设计原理3.围护结构保温设计4.围护结构隔热设计5.15.1保温与隔保温与隔热概述概述5.1.15.1.1基本概念基本概念围护结构构：墙、屋、屋顶、门窗、地面窗、地面,作用有作用有围合、阻隔、合、阻隔、保温、隔保温、隔热、通通风等。等。在我国大在我国大约有有6060的地区冬季室内需要供的地区冬季室内需要供暖。暖。这些地区的建筑在些地区的建筑在设计上既要考上既要考虑保保证良好的室内良好的室内热环境，境，还要注意要注意节省采暖省采暖的能耗和建造的能耗和建造费用。用。不不让热量从室内量从室内传到室外叫保温。到室外叫保温。我国南方，我国南方，40%左右，气候潮湿、炎左右，气候潮湿、炎热，上世上世纪90年代后，大量空年代后，大量空调设备进入普通入普通家庭和各种建筑物，使建筑能耗大大增加。家庭和各种建筑物，使建筑能耗大大增加。不不让热量从室外量从室外传到室内，叫隔到室内，叫隔热。保温隔保温隔热要求在做到室内舒适、健康的同要求在做到室内舒适、健康的同时，实现能源高效利用。能源高效利用。保温隔保温隔热统称称为绝热，insulationinsulation，断，断热5.25.2保温隔保温隔热设计原理原理5.2.15.2.1围护结构的构的传热过程程传热的三个基本过程：内表面感内表面感热+构件构件传热+外表面感外表面感热（1 1）内表面感）内表面感热 围护结构的内表面主要通构的内表面主要通过对流和流和辐射方射方式从室内得到式从室内得到热量，内表面量，内表面单位面位面积上在上在单位位时间从室内得到的从室内得到的热量，即到达量，即到达围护结构内表面的构内表面的热流密度流密度q qi i可通可通过室内气温室内气温t ti i、内表面温度、内表面温度i i用下式用下式计算：算：ai-为内表面热转移系数，表示当内表面表示当内表面与室内空气之与室内空气之间的温差的温差为 1K1K（1C1C）时，单位位时间单位表面位表面积的的传热量。内表面量。内表面热转移系数移系数应为内表面内表面辐射射换热系数（系数（riri）与内表面）与内表面对流流换热系数（系数（cici）之和。）之和。irici 内表面内表面热转移阻（移阻（R Ri i），即内表面），即内表面热转移移系数的倒数系数的倒数R Ri i1/1/i i（2 2）围护结构构导热 稳定定传热时，平壁，平壁围护结构内各均匀材构内各均匀材料料层在在单位位时间、单位面位面积上的上的传热量量为:1 1d d1 1，2 2d d2 2，3 3d d3 3，分，分别代表代表围护结构各材料构各材料层的的导热能力，又称能力，又称为该材材料料层的的“热导”Gi Gi。热导的倒数称的倒数称为材料材料层的的“热阻阻”Ri Ri。多多层围护结构的构的热阻阻应为各各层材料材料热阻之和。阻之和。单层材料的材料的热阻就是此阻就是此层材料材料热阻阻。（3 3）外表面感）外表面感热 外表面感外表面感热和内表面感和内表面感热在在传热机理上机理上相同，都是表面与周相同，都是表面与周围环境和空气之境和空气之间通通过辐射和射和对流流进行行热交交换，热流流计算算为：与内表面感与内表面感热在在强度上有所不同度上有所不同e外表面外表面热转移系数移系数，外表面，外表面热转移系移系数（数（e）的倒数称）的倒数称为外表面外表面热转移阻移阻 Re。5.2.25.2.2围护结构的构的稳定定传热计算算 稳定定传热条件下，条件下，在在围护结构的构的3个个传热过程中，其程中，其单位位时间、单位面位面积的的传热量均量均相等。相等。qi=qn=qe=q(1)密密实层稳定定传热计算算稳定定传热时 qi=qn=qe=q K K-称称为围护结构的构的传热系数系数，它的意，它的意义是当是当围护结构两构两侧温度差温度差 11（1K1K）时，在，在单位位时间里通里通过平壁平壁单位面位面积的的传热量量W W（m m2 2KK）。）。R0-为围护结构的构的传热阻（阻（过去称去称为总热阻），阻），是是传热系数系数K的倒数，表示的倒数，表示热量从量从围护结构的一构的一侧空空间传至另一至另一侧空空间所受所受到的到的总阻力。阻力。围护结构构传热阻阻R0的的计算式算式为：对面面积为F F的的围护结构在构在单位位时间内的内的传热量量Q Q，可用公式表示，可用公式表示为：对面面积为F F的的围护结构在构在单位位时间内的内的传热量量Q Q，可用公式表示，可用公式表示为：围护结构有构有时是是用两种或两种以用两种或两种以上的材料上的材料组合而合而成的成的组合合结构，构，如空心接板或如空心接板或带肋的填充肋的填充墙等，等，由于构件部分的由于构件部分的热阻不同，存在阻不同，存在着局部着局部传热不均不均匀匀。(1)组合合层稳定定传热计算算第第1 1层R1=d1/1R1=d1/1第第3 3层R3=d3/3R3=d3/3第第2 2层（组合合层）分）分块：R21=d2/21R21=d2/21R22=d2/22R22=d2/22R23=d3/23R23=d3/23首先分首先分层，然后，然后计算各算各层热阻阻类似于似于电路中的并路中的并联电阻求法：阻求法：1/R2=1/R21+1/R22+1/R23+1/R2nR=R1+R2+R3（3 3）封）封闭空气空气间层的的热阻阻计算算 围护结构中构中设封封闭空气空气间层是常是常见的保温措施。的保温措施。空气空气间层中的中的传热有有辐射、射、对流、流、传导3种方种方式。式。线 1-导热量量线2-对流流+导热传热量量线3-总传热量。量。辐辐射射射射传热约传热约占占占占总传热总传热量的量的量的量的60606060 70707070而而而而传导传导只占只占只占只占 10101010左右。因此，空气左右。因此，空气左右。因此，空气左右。因此，空气间间层层的的的的热热阻主要取决于阻主要取决于阻主要取决于阻主要取决于间层间层两个表面两个表面两个表面两个表面间间的的的的辐辐射和射和射和射和对对流流流流换热换热的能力。的能力。的能力。的能力。增加空气增加空气间层热阻的方法是阻的方法是 减弱减弱辐射射传热:布置在冷布置在冷侧;加加辐射系数小的材料。射系数小的材料。空气空气间层热阻一般用阻一般用查表法。表法。1 1未加反射材料未加反射材料2 2一个表面加反射材料一个表面加反射材料3 3两个表面加反射材料两个表面加反射材料 当当围护结构构造确构构造确定后，可以定后，可以进一步一步根据室内外的温度根据室内外的温度条件条件计算出其内表算出其内表面和内部各面和内部各层的温的温度，从而分析其保度，从而分析其保温效果和防潮分析。温效果和防潮分析。（4 4）围护结构内表面及内部温度构内表面及内部温度计算算内表面及内部温度内表面及内部温度计算式可由算式可由稳定定传热基基本方程本方程导出。出。5.2.3 周期性不周期性不稳定定传热 在周期性不在周期性不稳定定传热过程中，每一个与程中，每一个与热流方向垂直的截面上，流方向垂直的截面上，热流流强度都不相等度都不相等;壁壁体材料的比体材料的比热（c c）、）、密度（密度（）和）和导热系数系数（）以及）以及热流波流波动的的波幅和周期都影响着波幅和周期都影响着壁体内温度升降的速壁体内温度升降的速度度 。（1 1）谐波波热作用作用:内部任一点温度也做周期性内部任一点温度也做周期性变化。化。变化周期与外界化周期与外界热作用周期相同。作用周期相同。（2 2）半无限大物体周期性）半无限大物体周期性传热特点特点平均温度相等平均温度相等振幅有衰减。振幅有衰减。衰减度衰减度:时间有延有延迟,即相位即相位有延有延迟（3 3）有限平壁周期性）有限平壁周期性传热按照按照热作用的情况又可分作用的情况又可分单向周期性向周期性热作用和双向周期性作用和双向周期性热作用作用.平壁穿透衰减倍数平壁穿透衰减倍数(平壁衰减倍数平壁衰减倍数)V0=Aef/Aif 双向周期性双向周期性热作用的外作用的外围护结构内部温度构内部温度变化情况。化情况。有限平壁周期性有限平壁周期性热作用分解作用分解5.2.45.2.4围护结构的构的热稳定性定性在在实际使用中，冬季室内供暖常有波使用中，冬季室内供暖常有波动，室外气温也会在一天内有室外气温也会在一天内有变化，夏季外表化，夏季外表面温度因室外气温和太阳面温度因室外气温和太阳辐射也成周期性射也成周期性变化化,各种材料和各种材料和围护结构构对波波动热作用作用的抗拒能力（即的抗拒能力（即热稳定性）可用材料蓄定性）可用材料蓄热系数（系数（S S）、表面蓄）、表面蓄热系数（系数（YiYi）、围护结构构热惰性指惰性指标（D D）来体）来体现.(1).材料蓄热系数（S）当一种材料厚度当一种材料厚度为半无限大，并在其一半无限大，并在其一侧受到周期性波受到周期性波动热作用作用时，表面温度将按，表面温度将按同一周期而波同一周期而波动，通，通过表面的表面的热流波流波动的的振幅振幅AqAq与材料表面温度波与材料表面温度波动的振幅的振幅A A之比，之比，叫做材料的蓄叫做材料的蓄热系数。系数。它反映了它反映了这种材料种材料对波波动热作用反作用反应的敏的敏感程度。在同感程度。在同样波波动热流作用下，蓄流作用下，蓄热系系数大的材料，表面温度波数大的材料，表面温度波动较小，即小，即热稳定性好。定性好。作作为材材料料的的一一种种基基本本性性能能，材材料料蓄蓄热系系数数（S S）数数值取取决决于于材材料料的的导热系系数数及及材材料料体体积热容容量量（即即比比热与与密密度度的的乘乘积），同同时也也因波因波动热作用的周期而异。其作用的周期而异。其计算式算式为当当热流波流波动周期周期为2424小小时，以，以2424代入代入Z Z，则得以得以2424小小时为周期的材料蓄周期的材料蓄热系数系数S24S24 (2)(2)表面蓄表面蓄热系数（系数（YiYi）通通过围护结构表面构表面热流波流波动的振幅的振幅AqAq与表与表面温度波面温度波动振幅振幅AA之比，称之比，称为围护结构构表面蓄表面蓄热系数系数YiYi，以公式表示如下：，以公式表示如下：表面蓄表面蓄热系数系数Y Yi i 表示在周期性表示在周期性热作用下，作用下，直接受到直接受到热作用一作用一侧的表面的表面对周期性周期性热作作用反用反应敏感程度的指敏感程度的指标。Yi越大，表明在同越大，表明在同样的周期性的周期性热作用下，表作用下，表面温度波面温度波动越小，即温度越越小，即温度越稳定。定。围护结构表面蓄构表面蓄热系数系数Yi值反映了反映了围护结构表面的构表面的热稳定性。定性。表面蓄表面蓄热系数的数系数的数值和和围护结构各构各层材料材料的性的性质及厚度有关，大致可分两种情况加及厚度有关，大致可分两种情况加以考以考虑：A.A.当当围护结构构表表面面由由较厚厚的的一一种种材材料料组成成时，表表面面蓄蓄热系系数数可可用用这层材材料料的的材材料料蓄蓄热系系数（数（S S）值来表示。来表示。B.当当围护结构表面材料构表面材料层不不很厚很厚时，如由多，如由多层材料构成材料构成的屋的屋顶或外或外墙，其内表面温，其内表面温度的波度的波动振幅不振幅不仅与面与面层材材料的物理性能有关，而且与料的物理性能有关，而且与其后面材料的性能有关其后面材料的性能有关 。计算算方方法法：依依照照围护结构构的的材材料料分分层，逐逐层计算。算。(3)(3)热惰性指惰性指标（D D）当当围护结构的表面受到周期性构的表面受到周期性热作用后，作用后，温度波将向温度波将向结构内部构内部传递，同，同时不断衰减，不断衰减，直到背波面。直到背波面。热惰性指惰性指标是表明背波面上温度波衰减程是表明背波面上温度波衰减程度的一个主要数度的一个主要数值，它表明，它表明围护结构抵抗构抵抗周期性温度波周期性温度波动的能力的能力。热惰性指惰性指标的的计算算:A.对单一一材材料料围护结构构，热惰惰性性指指标即即其其热阻阻与与材材料料蓄蓄热系系数数的的乘乘积。表示。表示为：DRS B.对多多层材料的材料的围护结构，构，热惰性指惰性指标为各材料各材料层热惰性指惰性指标之和：之和：D R1S1 R2S2 R3S3 D1 D2 Dn R、S分分别为各材料各材料层的的热阻和蓄阻和蓄热系系数。数。C.围护结构构中中空空气气层的蓄的蓄热系数系数 为0，该层热惰惰性性指指标D为0。D.如如围护结构构中中某某层是是由由几几种种材材料料组合合时，则需需先先求求出出该材材料料层的的平平均均热阻阻R和和平平均均蓄蓄热系系数数S，再加以再加以计算。算。当遇到某一材料当遇到某一材料层是由几种材料是由几种材料组合而合而成成时，则组合材料合材料层的蓄的蓄热系数（系数（S S）应由各材料蓄由各材料蓄热系数按下式加系数按下式加权平均得平均得出：出：材材料料层的的热惰惰性性指指标愈愈大大，说明明温温度度波波在在其其间的的衰衰减减愈愈大大。温温度度波波的的衰衰减减倍倍数数与与材材料料层的的热惰性指惰性指标是呈指数函数关系。是呈指数函数关系。振振幅幅衰衰减减倍倍数数达达到到2时称称这层材材料料为“厚厚”层，或或“剧烈波烈波动层”，按照按照计算衰减倍数算衰减倍数为2，则D值需等于需等于1，由此得出以，由此得出以热惰性指惰性指标是否大于是否大于1作作为材料最是否材料最是否为“厚厚”层的判断。的判断。我国我国规定定,建筑保温建筑保温设计以冬季阴天最不利以冬季阴天最不利情况情况为设计依据依据,且且传热可以粗略地按可以粗略地按稳定定传热计算。算。5.3围护结构的保温设计5.3.15.3.1热桥 （1）热桥概念：在在围护结构中，常有保温性构中，常有保温性能能远低于主体部分的嵌入构件，低于主体部分的嵌入构件，这些部位的些部位的传热量比主体部分大得多，所以它量比主体部分大得多，所以它们的内表的内表面温度也比主体部分低，在建筑面温度也比主体部分低，在建筑热工学中，工学中，这种容易种容易传热的部件叫作的部件叫作“热桥”。（2 2）热桥分分类:贯通式通式和和非非贯通式通式贯通式通式热桥对内表面温度影响最大，在建筑内表面温度影响最大，在建筑中中应尽量避免采用，或在尽量避免采用，或在热桥部位加部位加设高效高效保温材料。保温材料。对非非贯通式通式热桥，则最好将最好将热桥布置在靠近室外一布置在靠近室外一侧。热(冷冷)桥处内表面温度的内表面温度的计算算在在“冷冷桥”部位的内表面温度既受部位的内表面温度既受“冷冷桥”处的的传热热阻阻RR0 0和构造方式的影响，也受主体和构造方式的影响，也受主体部分部分热阻阻R0R0的影响。的影响。热桥保温保温设计时，使其，使其热阻与主体阻与主体结构构热阻相同。阻相同。5.3.25.3.2主体主体围护结构的保温构的保温设计（1 1）主体）主体围护结构分构分类:围护结构一般都需构一般都需满足承重和保温要求。足承重和保温要求。按材料构造分按材料构造分单一材料一材料:既承重又保温既承重又保温,如如砖砌体（砌体（墙）、）、加气混凝土（加气混凝土（墙、屋、屋顶）等。）等。复合复合围护结构构:由两种由两种类型（或两种以上）材型（或两种以上）材料料组成成,分分别满足保温和承重的需要，成足保温和承重的需要，成为复合复合围护结构。构。复合复合围护结构可以充分构可以充分发挥材料的特性，材料的特性，以以强度大的材料承重，以度大的材料承重，以轻质材料（如岩材料（如岩棉、膨棉、膨胀珍珠岩制品，或泡沫聚苯乙珍珠岩制品，或泡沫聚苯乙烯等）等）作作为保温。随着保温。随着对围护结构保温要求的增构保温要求的增加，复合构造也使用得日益广泛。加，复合构造也使用得日益广泛。（2 2）复合）复合围护结构保温分构保温分类及及优缺点缺点 A外保温外保温B内保温内保温C中中间保温保温三种保温三种保温层设置方式的比置方式的比较内表面温度的内表面温度的稳定性定性 热桥问题 防止保温材料内部凝防止保温材料内部凝结水水对承重承重结构的保构的保护 旧房改造旧房改造 外外饰面面处理理 外外保保温温和和中中间保保温温作作法法，能能大大大大减减小小室室外外温温度度波波动对内内表表面面温温度度的的影影响响,内内表表面面温温度相度相对稳定。定。对一天中只有短一天中只有短时间使用的房使用的房间，用内，用内保温可使室内温度上保温可使室内温度上升快。升快。比较内容一:内表面温度的稳定性比较内保温作法常会在内内保温作法常会在内外外墙联接以及外接以及外墙与与楼板楼板联接等接等处产生生热桥。中。中间保温的外保温的外墙也由于内外两也由于内外两层结构构需要拉接而增加需要拉接而增加热桥耗耗热。而外保温在减。而外保温在减少少热桥方面比方面比较有利。有利。比比较内容二内容二:热桥问题 外保温和中外保温和中间保温保温作法，可防止保温作法，可防止保温材料由于蒸汽的渗材料由于蒸汽的渗透透积累而受潮。累而受潮。内保温作法内保温作法则保温保温材料有可能在冬季材料有可能在冬季受潮。受潮。比比较内容三内容三:防止保温材料凝防止保温材料凝结水水外保温可避免主外保温可避免主要承重要承重结构受到构受到室外温度的室外温度的剧烈烈波波动影响，从而影响，从而提高其耐久性提高其耐久性 。比较内容四:对承重结构的保护为节约能源而增加旧房的保温能力能源而增加旧房的保温能力时，利，利用外保温，在施工中可不影响房用外保温，在施工中可不影响房间使用，使用，同同时也不占用室内面也不占用室内面积，但施工技，但施工技术要求要求高。高。比较内容五:旧房改造外保温作法外保温作法对外表面的保外表面的保护层要求要求较高高;因受外界因素影响大因受外界因素影响大.内保温和中内保温和中间层保温保温则由于外表面由于外表面是由是由强度大的密度大的密实材料构成，材料构成，饰面面层的的处理比理比较简单。比较内容六:外饰面处理 总之，外保温之，外保温优点点较多；但内保温往多；但内保温往往施工比往施工比较方便；中方便；中间保温保温则有利于有利于用松散填充材料作保温用松散填充材料作保温层。（3 3）主体）主体围护结构保温构保温设计依据依据 满足足最小最小总热阻阻要求。要求。在我国在我国现行的行的民用建筑民用建筑热工工设计规范范 （GB5017693GB5017693）和和民用建筑民用建筑节能能设计标准（采暖居住建筑部分）准（采暖居住建筑部分）（JGJ26JGJ268686）对围护结构的保温要求都作了构的保温要求都作了规定。定。围护结构保温能力的构保温能力的选择主要是根据气候主要是根据气候条件和房条件和房间的使用要求，并按照的使用要求，并按照经济和节能能的原的原则而定。主体而定。主体围护结构构规定了定了最小传热阻以保以保证使用者的最基本使用者的最基本卫生要求。生要求。最小最小传热阻（低限阻（低限热阻）阻）围护结构构对室内室内热环境的影响，主要是通境的影响，主要是通过内表面温度体内表面温度体现的。如内表面的温度太的。如内表面的温度太低，不低，不仅对人人产生冷生冷辐射，影响到人的健射，影响到人的健康，而且如温度低于室内露点温度，康，而且如温度低于室内露点温度，还会会在内表面在内表面产生生结露，并使露，并使围护结构受潮，构受潮，严重影响室内重影响室内热环境并降低境并降低围护结构的保构的保温性和耐久性。温性和耐久性。A.保保证围护结构构内内表表面面温温度度接接近近室室内内空空气气温温度。度。B.控制控制围护结构内表面不构内表面不结露。露。C.同同时考考虑人体人体卫生保健的基本需要。生保健的基本需要。D.控制通控制通过围护结构的构的热损失失 在在一一定定范范围之之内内围护结构构的的传热阻阻就就不不能能小小于于某某个个最最低低限限度度值，这个个最最低低限限度度的的传热阻称阻称为最小最小传热阻阻R0min。规定最小定最小总热阻作用阻作用最小总热阻计算：根据根据民用建筑民用建筑热工工设计规范范（GB50176一一93）最小）最小传热阻的阻的计算算公式如下：公式如下：经济热阻阻经济热阻的阻的计算算值不不仅和当地气候因素有和当地气候因素有关，关，还取决于建筑的使用年限，所用的建取决于建筑的使用年限，所用的建筑材料和采暖用燃料的价格以及筑材料和采暖用燃料的价格以及银行利率行利率等因素。等因素。一般情况下，一般情况下，经济热阻阻值均均远远大于按最大于按最小小总热阻阻计算的算的结果。果。近近20年来世界上各年来世界上各发达国家都在逐达国家都在逐渐提高提高其建筑物外其建筑物外围护结构的保温构的保温标准。准。我国在我国在1986年制定年制定民用建筑民用建筑节能能设计标准准，1995年制定年制定民用建筑民用建筑节能能设计标准（采暖居住部分）准（采暖居住部分）。5.3.35.3.3特殊部位的保温特殊部位的保温设计（1）热(冷)桥厚度厚度d=(R0-R0)d=(R0-R0)a1.5a1.5a,l2.0a,l2.0（2 2）外）外墙角角 ：由于在由于在墙角部分的室内空气流角部分的室内空气流动速度慢、感速度慢、感热阻大；阻大；墙角的放角的放热面大于面大于吸吸热面，因此面，因此墙角部分的内表面温度角部分的内表面温度远比比主体部分的内表面温度主体部分的内表面温度为低。低。在在主主体体部部分分因因属属一一维传热，等等温温线是是一一系系列列与与结构构表表面面平平行行的的直直线；在在交交角角处属属二二维传热，所所以以等等温温线成成了了曲曲线。（3 3）窗）窗 门保温保温A.A.加加强密封密封B.B.增加窗扇增加窗扇C.C.增加玻璃厚度增加玻璃厚度D.D.增加玻璃增加玻璃层数（数（设密密闭空气空气间层）E.E.选用用导热系数小的窗框材料系数小的窗框材料（4 4）地板保温）地板保温特点：涉及特点：涉及热舒适与舒适与节能能问题吸吸热系数系数B B按按B B对地板分地板分类保温措施保温措施 例例题：外：外墙为240240厚厚砖墙，带钢筋混凝土筋混凝土圈梁，房圈梁，房间开开间3.3 m3.3 m，层高高2.7 m2.7 m，窗，窗户1.5 m1.5 m1.5 m1.5 m，采用采用饰面石膏聚苯板面石膏聚苯板(厚厚=50mm)=50mm)内保温，外内保温，外墙构造如构造如图所示，所用所示，所用材料的材料的导热系数系数为：砖墙0 08181，钢筋混筋混凝土凝土1.741.74，聚苯板，聚苯板0.0450.045；空气；空气间层热阻阻R=0.16 mR=0.16 m2 2KKW W。试求外求外墙的平均的平均传热系系数。数。解答：解答：(1)主体部分：主体部分：Kp=1/0.115+0.05/0.045+0.16+0.24/0.81+0.04Kp=1/0.115+0.05/0.045+0.16+0.24/0.81+0.04=0.58W/m=0.58W/m2 2K K面面面面积积Fp=(3.3-0.122)(0.9+1.5)Fp=(3.3-0.122)(0.9+1.5)1.51.5=5.09m1.51.5=5.09m2 2 (2)热桥部分部分：a a a a抗震柱抗震柱抗震柱抗震柱 K KB1B1=1/0.11+(0.05+0.02)/0.81+0.24/1.74+0.04=1/0.11+(0.05+0.02)/0.81+0.24/1.74+0.04=2.67W/m=2.67W/m2 2K K面面面面积积F FB1B1=2.70.24=0.65m=2.70.24=0.65m2 2b b圈梁：圈梁：KB2=1/0.11+(0.24+0.02+0.05)/1.74+0.04=3.047W/m2K面面积FB2=（3.3-0.12 2）0.14=0.4284 m2KB3=1/0.11+0.24/1.74+0.16+0.05/0.045+0.04=0.641W/m2K面面积FB2=（3.3-0.24）0.16=0.4896 m2(3)墙体平均体平均传热系数系数K=(KpFp+KB1FB1+KB2FB2+KB3FB3)/(Fp+FB1+FB2+FB3)=(0.58 5.09+2.67 0.65+3.047 0.4284+0.641 0.4896)/(5.09+0.65+0.4284+0.4896)=(2.9522+1.7355+1.3053+0.3138)/6.658=0.947W/m25.45.4建筑建筑围护结构隔构隔热设计5.4.15.4.1隔隔热设计概述概述 一些冬季保温好的房一些冬季保温好的房间，夏季非常，夏季非常热，这是什么原因呢？因是什么原因呢？因为夏季夏季热作用有不同作用有不同的特点，需要考的特点，需要考虑太阳太阳辐射的周期性射的周期性变化。日出和日落是不化。日出和日落是不稳定定传热的最大因的最大因素。素。不不稳定定传热，不不是是单纯的的热传递问题，还需要考需要考虑围护结构自身的蓄构自身的蓄热和放和放热。周周期期性性传热：白白天天，太太阳阳辐射射强度度大大，围护结构构外外表表面面的的温温度度大大大大高高于于室室外外的的空空气气温温度，度，热量从量从围护结构外表面向室内构外表面向室内传递。夜夜间，围护结构的外表面温构的外表面温度迅速降低，度迅速降低，甚至低于室外甚至低于室外空气温度，空气温度，热量从室内向室量从室内向室外外传递。围护结构隔构隔热设计要按周期性不要按周期性不稳态传热来来设计：评价价围护结构的隔构的隔热优劣的劣的标准是其抵抗准是其抵抗波波动热作用的能力。作用的能力。5.4.25.4.2室外室外综合温度概念及合温度概念及计算算 考考虑到到室室内内有有人人活活动，一一般般认为，夏夏季季的的室室内内空空气气温温度度高高于于室室外外空空气气温温度度。对于于通通风的的房房间,围护结构构受受热的的作作用用是是室室内内外外波波动温度。温度。对于于空空调的的房房间,围护结构构受受热的的作作用用是是室室外波外波动温度。温度。(1)(1)室外室外综合温度概念合温度概念 是一种假想的温度是一种假想的温度,它它对围护结构外表面的构外表面的热作用效果等于室外气温与太阳作用效果等于室外气温与太阳辐射射对围护结构外表面宗合的构外表面宗合的热作用效果。作用效果。室外室外综合温度合温度室外气温太阳室外气温太阳辐射当量射当量温度温度。/e/e 称称为太太阳阳辐射的射的“当量当量温度温度”，或称，或称为“等效温度等效温度”，表示表示为：teq=/eteq=/e 综合合温温度度随随围护结构构的的朝朝向向及及外外表表面面对日日辐射射的的吸吸收收率率不不同同而而有有很很大大的的变化。化。不不同同朝朝向向表表面面接接受受的的太太阳阳辐射射照照度度有有很大的差异，很大的差异，见图。(2)(2)室外室外综合温度合温度计算算室外室外综合温度是波合温度是波动的，以一天的，以一天为周期，周期，为了了进行隔行隔热计算，算，还需要确定需要确定综合温度合温度的最大的最大值、昼夜平均、昼夜平均值和温度波和温度波动振幅。振幅。A.A.综合温度平均合温度平均值计算算 B.综合温度最大合温度最大值 计算算C.综合温度振幅合温度振幅计算算D.D.太阳太阳辐射等效温度振幅射等效温度振幅计算算 5.4.35.4.3围护结构隔构隔热评价方法价方法 围护结构隔构隔热好坏是以好坏是以内表面最高温度内表面最高温度和和其其出出现的的时间来很量的。来很量的。取决于取决于围护结构在具体的气候状构在具体的气候状态下，下，对室室外周期性外周期性热作用的衰减和延作用的衰减和延迟。衰减倍数衰减倍数 和和延延迟时间是衡量是衡量围护结构隔构隔热好坏的两个指好坏的两个指标。（1）围护结构衰减倍数：构衰减倍数：围护结构在室外构在室外综合温度波的作用下，温度沿着厚度方向逐合温度波的作用下，温度沿着厚度方向逐渐衰减，振幅越来越小。衰减，振幅越来越小。室外室外综合温度振幅与合温度振幅与围护结构内表面的温度振幅的比构内表面的温度振幅的比值称称为围护结构的衰减倍数。构的衰减倍数。衰衰减减倍倍数数与与材材料料的的导热系系数数、比比热、密密度度和和热作作用用周周期期有有关关。热作作用用周周期期越越短短，对围护结构的影响越小。构的影响越小。围护结构的衰减倍数与构的衰减倍数与热惰性惰性总和有关。和有关。外外层衰减大衰减大内内层衰减小衰减小 相相对有利有利 外外层衰减小衰减小内内层衰减大衰减大 相相对不利不利最好采用外保温材料，尽量在外最好采用外保温材料，尽量在外层衰减。衰减。衰减倍数衰减倍数计算：算：(2)(2)围护结构构延延迟时间延延迟时间计算：算：5.4.4 5.4.4 围护结构构内表面温度内表面温度计算算 （1）当房）当房间为空空调房房间时：规范范规定，内表面最高温度不能超定，内表面最高温度不能超过某个某个值。内表面平均温度内表面平均温度计算：算：内表面最高温度内表面最高温度计算：算：内表面最高温度出内表面最高温度出现的的时间：（1）当房）当房间为自然通自然通风房房间时：要考要考虑双向温度波的影响，双向温度波的影响，还要要计算室内算室内的温度波衰减和的温度波衰减和时间延延迟。内表面平均温度内表面平均温度计算：算：内表面最高温度内表面最高温度计算：算：内表面最高温度出内表面最高温度出现的的时间：规范范规定：定：对于自然通于自然通风房房间，隔，隔热必必须满足足5.4.5 5.4.5 隔隔热能力的能力的选择隔隔热能力的能力的选择考考虑因素因素（1）建筑建筑类型型自自然然通通风建建筑筑：白白天天主主要要隔隔绝太太阳阳辐射射,使使得得围护结构构内内表表面面温温度度不不高高于于室室外外空空气气温温度。夜度。夜间室内室内热量尽快散量尽快散发出去。出去。空空调建建筑筑：围护结构构隔隔热性性能能应优于于一一般般建建筑。筑。（2）气候状况）气候状况干干热地地区区：日日夜夜温温差差大大，采采用用热惰惰性性指指标大大，厚厚重重的的材材料料。增增加加对温温度度波波动的的衰减和延衰减和延迟。湿湿热地区：湿度大，通地区：湿度大，通风降温。降温。（3）建筑使用特点）建筑使用特点白白天天使使用用的的房房间：将将内内表表面面最最高高温温度度出出现的的时间和使用和使用时间错开。开。（4）围护结构朝向构朝向不不同同朝朝向向受受太太阳阳辐射射的的强度度不不同同，综合合温度最高温度最高值及其出及其出现的的时间也不一也不一样。隔隔热重点：重点：屋屋顶和天窗和天窗 东、西向、西向墙和窗和窗 南向南向墙和窗和窗 北向北向墙和窗和窗5.4.55.4.5外外墙和屋和屋顶的隔的隔热措施措施 隔隔热措施：措施：设计方案隔方案隔热围护结构隔构隔热 （屋（屋顶、墙面朝向、面朝向、颜色和通色和通风间层）（1 1）减少日）减少日辐射的射的吸收吸收A.A.采用吸收率小的材采用吸收率小的材料。料。B.B.颜色浅色化。白色色浅色化。白色表面的温度低于其他表面的温度低于其他颜色，浅色低于深色。色，浅色低于深色。（2 2）使用）使用实体隔体隔热材料或材料或封封闭空气空气间层提提高高材材料料的的热阻阻和和热惰惰性性指指标值，加加大大对温温度度波波的的衰衰减减，提提高高衰衰减减倍倍数数和和延延迟时间。降低内表面平均温度和最高温度。降低内表面平均温度和最高温度。纤维纤维增增增增强强聚苯外聚苯外聚苯外聚苯外绝热绝热及聚苯板的排板及聚苯板的排板及聚苯板的排板及聚苯板的排板聚苯板保温隔聚苯板保温隔热屋面屋面 架空型岩棉板架空型岩棉板绝热屋面屋面 架空型聚苯板架空型聚苯板绝热屋面屋面 集保温和找坡一体屋面集保温和找坡一体屋面 倒倒倒倒铺铺屋面的几种防水屋面的几种防水屋面的几种防水屋面的几种防水处处理方式理方式理方式理方式（4 4）在）在围护结构内构内设通通风层 空空气气间层与与室室外外相相通通，利利用用热压或或者者风压使使间层空空气气流流动，带走走进入入间层的的辐射射热，有有效效降降低低围护结构构内内表表面面的的温温度度。白天隔白天隔热好，夜好，夜间散散热快。快。架架空空通通风屋屋顶：长度度（小小于于10m）和和高高度度（200-300mm），面面层不不保保温温材材料料，基基层采用适当保温材料采用适当保温材料 。风口朝向夏季主口朝向夏季主导风向。向。檐口形式：有利檐口形式：有利于将于将风引入引入间层。风兜出兜出风口口涂黑。涂黑。几种通几种通风屋面屋面几种通几种通风屋面屋面几种通几种通风墙面面混凝土花格混凝土花格墙及板材通及板材通风遮阳遮阳墙 双双层皮技皮技术370mm370mm砖墙的的热惰性指惰性指标是是5.065.06通通风墙的的热惰性惰性指指标为1.581.58夏季内表面温度夏季内表面温度相差不大相差不大砖墙和通和通风墙的隔的隔热比比较（5）利用水的蒸）利用水的蒸发降温降温水水比比热大大,为4.186KJ/kg，蒸蒸发热也也大大2428kJ/kg,容容易易获取取，消消耗耗太太阳阳辐射射热。（蓄水高度（蓄水高度50mm以上以上200mm）蓄水屋面的二种构造方式蓄水屋面的二种构造方式蓄水屋面的二种构造方式蓄水屋面的二种构造方式定定时洒水屋面洒水屋面（6）利用植被降温）利用植被降温利用叶面的蒸利用叶面的蒸腾作用和光合作用吸收太阳作用和光合作用吸收太阳辐射。射。能能够起到和地面起到和地面绿化一化一样的的调节气候的作气候的作用。用。一棵大一棵大树每天能蒸每天能蒸发450450升的水，相当与消耗升的水，相当与消耗2323万千卡的蒸万千卡的蒸发能量，相当于能量，相当于5 5台每小台每小时消耗消耗25002500千卡的空千卡的空调机每天工作机每天工作1919个小个小时。无土栽培无土栽培（培养液水渣、珍珠岩、陶粒）。（培养液水渣、珍珠岩、陶粒）。植物通植物通过新新陈代代谢的蒸的蒸发作用，能作用，能够控制控制环境的温度和湿度。境的温度和湿度。某些植物在7cm厚的砾石土和沙土中就能够生长，一些耐寒植物能够在这样浅的土壤和腐殖物的环境中成活。屋顶庭院还可以用于城市农业，许多蔬菜只要在不到20cm的土壤中就可以生长。几种屋几种屋顶的构造与隔的构造与隔热效果效果