西建大建筑物理精品課程市公開課獲獎?wù)n件

1、建筑熱環(huán)境與 建筑節(jié)能 西安建筑科技大學 建筑學院建筑技術(shù) .4 第1頁第1頁課程目的和任務(wù)本課程目的是探討外部熱環(huán)境特性、室內(nèi)熱環(huán)境形成原因與特性，以及人對環(huán)境要求，是一門反應(yīng)人建筑自然環(huán)境三者之間關(guān)系科學。通過學習這門科學，我們要完畢這樣任務(wù)：理解人和生產(chǎn)過程需要什么樣室內(nèi)、外熱環(huán)境；理解室內(nèi)、外熱環(huán)境形成特性和影響原因；掌握改變或控制這些室內(nèi)、外熱環(huán)境基本原理與辦法。通過本課程學習使學生理解圍護結(jié)構(gòu)傳熱基礎(chǔ)知識，以及如何合理地處理房屋保溫、防熱、防潮及節(jié)能設(shè)計等問題，理解并掌握建筑熱工、建筑節(jié)能及室內(nèi)熱環(huán)境設(shè)計所必需技術(shù)基礎(chǔ)知識。第2頁第2頁第三部分建筑熱環(huán)境設(shè)計本講主要內(nèi)容建筑保溫設(shè)計

2、:建筑保溫綜合處理原則，外墻和屋頂保溫設(shè)計，外窗、外門和地面保溫設(shè)計，特殊部位保溫設(shè)計，被動式太陽能利用設(shè)計初步建筑隔熱設(shè)計:建筑防熱綜合路徑，建筑防熱控制指標，屋頂和外墻隔熱設(shè)計，自然通風，窗口遮陽建筑隔熱設(shè)計,建筑日照設(shè)計,日照基本原理,棒影圖應(yīng)用.本講總結(jié)推薦課外閱讀書目、資料第3頁第3頁回顧 第一部分 基礎(chǔ)知識 第一章 緒論建筑熱環(huán)境分類建筑熱工學任務(wù)建筑熱工學基本內(nèi)容第二章 建筑熱工學基礎(chǔ)知識建筑中幾中傳熱現(xiàn)象建筑圍護結(jié)構(gòu)傳熱基本方式 濕空氣物理性質(zhì) 室內(nèi)熱環(huán)境及其評價 室外熱環(huán)境原因 第4頁第4頁回顧 第二部分 建筑傳熱、傳濕原理第三章 建筑圍護結(jié)構(gòu)傳熱原理及計算 穩(wěn)定傳熱一維穩(wěn)定

3、傳熱特性平壁內(nèi)導熱過程平壁穩(wěn)定傳熱過程 封閉空氣間層熱阻 平壁內(nèi)部溫度計算 周期性不穩(wěn)定傳熱諧波熱作用諧波熱作用下傳熱特性諧波熱作用下材料和圍護結(jié)構(gòu)熱特性指標諧波熱作用下平壁傳熱計算溫度波在平壁內(nèi)衰減和延遲計算第5頁第5頁回顧 第二部分建筑傳熱、傳濕原理第五章 外圍護結(jié)構(gòu)濕情況材料吸濕 外圍護結(jié)構(gòu)中水分轉(zhuǎn)移 圍護結(jié)構(gòu)蒸汽滲入 內(nèi)部冷凝檢查 預防和控制冷凝辦法 預防和控制表面冷凝 預防和控制內(nèi)部冷凝第6頁第6頁建筑熱環(huán)境在建筑學教學計劃中定位分析第7頁第7頁參考資料第8頁第8頁第9頁第9頁建筑保溫設(shè)計建筑保溫設(shè)計綜合處理基本原則外墻和屋頂保溫設(shè)計外窗、外門和地面保溫設(shè)計特殊部位保溫設(shè)計被動式利用

4、太陽能設(shè)計初步第10頁第10頁保溫設(shè)計綜合處理基本原則充足利用可再生能源預防冷風不利影響選擇合理建筑體形與平面形式使房間含有良好熱特性與合理供熱系統(tǒng)第11頁第11頁外墻和屋頂保溫設(shè)計外墻和屋頂是建筑外圍護結(jié)構(gòu)主體部分，對其保溫能力要求，取決于房間使用性質(zhì)及技術(shù)經(jīng)濟條件。普通從下面幾個方面來考慮：確保內(nèi)表面不結(jié)露，即內(nèi)表面溫度不得低于室內(nèi)空氣露點溫度；對于大量民用建筑，不但要確保內(nèi)表面不結(jié)露，還需滿足一定熱舒適條件，限制內(nèi)表面溫度，以免產(chǎn)生過強冷輻射效應(yīng)；從節(jié)能要求考慮，熱損失應(yīng)盡也許小；應(yīng)含有一定熱穩(wěn)定性。第12頁第12頁最小傳熱阻按我國現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范，保溫設(shè)計是取陰寒天氣作為設(shè)計計算基準條件。

5、下列是我國國家原則民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范中要求設(shè)計辦法-最小熱阻法。第13頁第13頁以上參數(shù)確實定標準和選取方法為：冬季室內(nèi)計算溫度ti ti值因房間使用性質(zhì)不同而有不同要求值。 對于普通居住建筑取18；對于高級居住建筑、醫(yī)療和福利建筑、托幼建筑等，取20 。冬季室外計算溫度te te值選取較為復雜一些，它取值大小與所設(shè)計外墻或屋頂熱惰性指標值大小相關(guān)。普通說來，熱惰性指標值大， te取值較高，相反亦然。 我國規(guī)范對te選取作了詳細要求，見表3-1第14頁第14頁第15頁第15頁室內(nèi)空氣與外墻（或屋頂）內(nèi)表面之間允許溫t允許溫差t，依據(jù)房間性質(zhì)及結(jié)構(gòu)，按表3-2取值。第16頁第16頁溫差修正系數(shù)

6、n第17頁第17頁內(nèi)表面換熱阻Ri，按第二章表2-2取值。 按上述環(huán)節(jié)，在取得各參數(shù)值后，便可求得Ro.min 。 應(yīng)當注意，求得這個最小傳熱組，并不意味著外圍護結(jié)構(gòu)實有熱阻一定要剛好等于最小傳熱阻，它只是起碼原則。 實際熱阻應(yīng)高于或等于它，但不得低于它。 Ro Ro.min第18頁第18頁 另外，在實際設(shè)計當中，當居住建筑、醫(yī)院、幼稚園、辦公樓、學校和門診部等建筑物外墻為輕質(zhì)材料時，外墻最小傳熱阻應(yīng)在前述計算求得Ro.min基礎(chǔ)上進行附加，其附加值應(yīng)按表3-4要求采用。第19頁第19頁絕熱材料 所謂絕熱材料是指那些絕熱性能比較高，也就是導熱系數(shù)比較小材料。 通常把導熱系數(shù)0.25，并能用于絕

7、熱工程稱為絕熱材料 把用于控制室內(nèi)熱量外流叫保溫材料。 預防熱量進入室內(nèi)叫隔熱材料。第20頁第20頁影響材料導熱系數(shù)原因：1.密度；2.濕度；3.溫度 絕熱材料選擇（按熱物理性能、強度、耐久性、耐火性及耐侵蝕性等，滿足要求）第21頁第21頁 三、選擇保溫結(jié)構(gòu)方案（一）保溫結(jié)構(gòu)種類1.單設(shè)保溫層（見圖3-6）2.封閉空氣間層保溫（普通空氣間層厚4-5cm）3.保溫與承重相結(jié)合（見圖3-7）4.混合型結(jié)構(gòu)（見圖3-8）第22頁第22頁選擇保溫結(jié)構(gòu)方案保溫結(jié)構(gòu)種類單設(shè)保溫層（見圖3-6）（普通空氣間層厚4-5cm)D保溫與承重相結(jié)合（見圖3-7） d混合型結(jié)構(gòu)（見圖3-8）第23頁第23頁第24頁第

8、24頁單設(shè)保溫層復合結(jié)構(gòu)形式及持點內(nèi)保溫和外保溫外保溫長處主要有：保護墻或屋頂，減少溫度應(yīng)力起伏，提升結(jié)構(gòu)耐久性;有助于房間熱穩(wěn)定性；預防內(nèi)部產(chǎn)生水蒸汽凝結(jié)；消除熱橋；有助于舊房節(jié)能改造；節(jié)約使用空間.第25頁第25頁第26頁第26頁 防水層不設(shè)在保溫層上邊，而是倒過來設(shè)在保溫層底下,這種辦法，在國外叫作Upsidedown結(jié)構(gòu)辦法;簡稱USD構(gòu)法。第27頁第27頁外窗、外門和地面保溫設(shè)計 對一棟建筑物來說，外窗戶、外門和地面在外圍護結(jié)構(gòu)總面積中占有相稱百分比，普通在30-60%之間。從冬季失熱量來看，外窗、外門及地面失熱量要不小于外墻和屋頂失熱丘，表3-5是西安建筑科技大學一棟住宅樓外圍護結(jié)

9、構(gòu)各部分耗熱量分布。第28頁第28頁窗戶保溫設(shè)計控制窗墻面積比（表3-6） 按我國設(shè)計規(guī)范，窗墻面積比=窗戶洞口面積/外墻面積（開間*層高）提升氣密性，減少冷風滲入 我國相關(guān)原則要求，在窗兩側(cè)空氣壓差為10Pa條件.單位時間內(nèi)每米縫長空氣滲入量q1允許原則下列： 在低層和多層建筑中應(yīng)小于4.0m3/（m.h） 在中、高層建筑中應(yīng)小于2.5m3/（m.h）第29頁第29頁第30頁第30頁窗縫處理第31頁第31頁提升窗戶保溫能力改進窗框保溫性能改進窗玻璃部分保溫能力合理選擇窗戶類型外門保溫設(shè)計 這里外門包括戶門（不采暖樓梯間）、單元門（采暖樓梯間） 陽臺門下部以及與室外空氣直接接觸其它各式各樣門。

10、 門熱阻普通比窗戶熱阻大，而比外墻和屋頂熱阻小，因而也是建筑外圍護結(jié)構(gòu)保溫微弱環(huán)節(jié)，見表3-8第32頁第32頁第33頁第33頁地板保溫設(shè)計人體足部與地板直接接觸傳熱地板面層材料密度、比熱容和導熱系數(shù)值大小是決定地面熱工指標吸熱指數(shù)主要參數(shù)。B是與傳熱阻R不同另一個熱工指標。B越大，則從人腳吸取熱量越多越快。依據(jù)B值，我國將地面劃分為三類（表3-9）。第34頁第34頁 試驗研究證實，地面對人體熱舒適及健康影響最大是厚度約3-4mm面層材料。第35頁第35頁沿底層外墻周圍局部保溫處理 我國規(guī)范要求，對于嚴寒地域采暖建筑底層地面，當建筑物周圍無采暖管溝時，在外墻內(nèi)側(cè)0.51.0m范圍內(nèi)應(yīng)鋪設(shè)保溫層，其熱阻不應(yīng)小于外墻熱阻。第36頁第36頁特殊部位保溫設(shè)計圍護結(jié)構(gòu)交角處保溫設(shè)計 圍護結(jié)構(gòu)交角，包括外墻轉(zhuǎn)角、內(nèi)外墻交角、樓板或屋頂與外墻交角等。第37頁第37頁第38頁第38頁第五節(jié) 被動式利用太陽能設(shè)計初步太陽能建筑積極式 運營中需要機械動力被動式 不需要機械動力直接受益式間接受益式集熱墻水墻附加日光間第39頁第