建筑構(gòu)造第八講-節(jié)能保溫以與隔墻

建筑構(gòu)造第八講——節(jié)能保溫以與隔墻第一頁，共37頁。建筑能耗占社會總能耗的30%～40%沿海地區(qū)建筑能耗目標(biāo)50%提高到65%墻體是建筑圍護結(jié)構(gòu)中的重要環(huán)節(jié)，其保溫隔熱性能的優(yōu)劣直接影響建筑物的能源消耗我國的南方地區(qū)尤其是夏熱冬冷地區(qū),建筑的室內(nèi)熱環(huán)境較差第二頁，共37頁。我國熱工設(shè)計分區(qū)全國分為5個熱工設(shè)計分區(qū):嚴(yán)寒地區(qū)、寒冷地區(qū)、夏熱冬冷地區(qū)、夏熱冬暖地區(qū)和溫暖地區(qū)。寧德、南平屬夏熱冬冷地區(qū)，但建筑設(shè)計參照夏熱冬暖地區(qū)北區(qū)標(biāo)準(zhǔn)。夏熱冬暖地區(qū)北區(qū)（福州、莆田、龍巖），以一月份平均氣溫11.5℃的等溫線為分界線，以北的部分為北區(qū)，以部分為南區(qū)。第三頁，共37頁。嚴(yán)寒地區(qū)嚴(yán)寒地區(qū)寒冷地區(qū)寒冷地區(qū)寒冷地區(qū)溫和地區(qū)夏熱冬冷地區(qū)夏熱冬暖地區(qū)第四頁，共37頁。建筑墻體的保溫和隔熱1、建筑保溫通常是指圍護結(jié)構(gòu)在冬季阻止室內(nèi)向室外傳熱，從而保持室內(nèi)適當(dāng)溫度的能力。2、傳熱系數(shù)K：圍護結(jié)構(gòu)兩側(cè)空氣溫差為1℃時，在單位時間內(nèi)通過單位面積圍護結(jié)構(gòu)的傳熱量。W/m2

?K3、熱系數(shù)λ：在穩(wěn)態(tài)傳熱條件下，1m厚的材料板，兩側(cè)表面溫差為1℃時，單位時間內(nèi)通過1m2面積傳熱的熱量。W/m.k第五頁，共37頁。4、建筑隔熱通常是指圍護結(jié)構(gòu)在夏天隔離太陽輻射熱和室外高溫的影響，從而使其內(nèi)表面保持適當(dāng)溫度的能力。內(nèi)表面最高溫度低于或等于240mm厚磚墻的內(nèi)表面最高溫度，則認為符合隔熱要求。隔熱性能反映的是夏季由室外向室內(nèi)以及由室內(nèi)向室外的傳熱過程。第六頁，共37頁。墻體節(jié)能技術(shù)圍護結(jié)構(gòu)各部位散熱熱損失比例為:墻體結(jié)構(gòu)的傳熱熱損失約占60%～70%;門窗的傳熱熱損失約占20%～30%;屋面的傳熱熱損失約占10%，可見，加強墻體結(jié)構(gòu)的保溫隔熱措施，是建筑節(jié)能的重要組成部分。第七頁，共37頁。保溫防熱的設(shè)計要求建筑物宜設(shè)在避風(fēng)和向陽的地段。建筑物的體形設(shè)計宜減少外表面積,其平、立面的凹凸面不宜過多。居住建筑,在嚴(yán)寒地區(qū)不應(yīng)設(shè)開敞式樓梯間和開敞式外廊;在寒冷地區(qū)不宜設(shè)開敞式樓梯間和開敞式外廊。公共建筑,在嚴(yán)寒地區(qū)入口處應(yīng)設(shè)門斗或熱風(fēng)幕等避風(fēng)設(shè)施;在寒冷地區(qū)出入口處宜設(shè)門斗或熱風(fēng)幕等避風(fēng)設(shè)施。1、冬季保溫設(shè)計要求。第八頁，共37頁。

建筑物的夏季防熱,應(yīng)采取自然通風(fēng)、窗戶遮陽、圍護結(jié)構(gòu)隔熱和環(huán)境綠化等綜合性措施。建筑物的總體布置,單位的平、剖面設(shè)計和門窗的設(shè)置,應(yīng)有利于自然通風(fēng),并盡量避免主要房間受到東西向的日曬。建筑物的向陽面,特別是東、西向窗戶,應(yīng)采取有效的遮陽措施。在建筑設(shè)計中,宜結(jié)合外廊、陽臺、挑檐等處理方法達到遮陽目的。2、夏季防熱設(shè)計要求第九頁，共37頁?？照{(diào)建筑或空調(diào)房間應(yīng)盡量避免東西朝向和東西向窗戶?？照{(diào)房間應(yīng)集中布置、上下對齊;溫濕度要求相近的空調(diào)房間宜相鄰布置?？照{(diào)房間應(yīng)避免布置在有兩面相鄰?fù)鈮Φ霓D(zhuǎn)角處和有伸縮縫處?？照{(diào)房間應(yīng)避免布置在頂層;當(dāng)必須布置在頂層時,屋頂應(yīng)有良好的隔熱措施。在滿足使用要求的前提下,空調(diào)房間的凈高尺寸宜適當(dāng)減小?？照{(diào)建筑的外表面積宜減少,外表面宜采用淺色飾面。3、空調(diào)建筑熱工設(shè)計要求第十頁，共37頁。墻體的分類按保溫材料單一材料保溫復(fù)合材料保溫按墻體結(jié)構(gòu)形式墻體自保溫外墻外保溫內(nèi)墻內(nèi)保溫夾心復(fù)合墻保溫第十一頁，共37頁。提高外墻的保溫能力，減少熱損失1、增加墻體厚度2、選用孔隙率高，密度輕的材料做外墻3、采用多種材料的復(fù)合，解決保溫承重雙重問題第十二頁，共37頁。防止墻體的表面結(jié)露和內(nèi)部凝水表面結(jié)露，就是圍護結(jié)構(gòu)表面上出現(xiàn)冷凝水，其原因是由于水蒸氣含量較多而溫度較高的空氣遇到低于露點溫度的表面所致。危害:（1)由于結(jié)露使表面裝飾層出現(xiàn)水跡、污斑、甚至霉變，影響美觀，加速了裝修材料的破壞速度。（2)墻體內(nèi)部處理不當(dāng)而形成的內(nèi)部結(jié)露，會導(dǎo)致木結(jié)構(gòu)腐蝕、鋼筋銹爛、磚墻粉化而影響結(jié)構(gòu)強度，這是十分危險的。(3)墻體內(nèi)部含有水分，會造成墻體保溫隔熱性能的下降。第十三頁，共37頁。內(nèi)部冷凝是當(dāng)水蒸氣通過圍護結(jié)構(gòu)時，遇到結(jié)構(gòu)內(nèi)部某個冷區(qū)溫度達到或低于露點溫度時，水蒸氣凝結(jié)成水。防止內(nèi)部冷凝的主要原則：在材料層次的布置上盡量在水蒸氣滲透的通路上做到“進難出易”。這樣在具體的構(gòu)造方案中，為了消除或減弱圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)部冷凝的現(xiàn)象，在保溫層靠近高溫的一側(cè)，也就是水蒸氣流入的一側(cè)設(shè)置隔汽層(如瀝青、卷材、隔汽涂料等)。這樣可以使水蒸氣流抵達低溫表面之前，水蒸氣的分壓力已得到劇烈的下降，從而避免內(nèi)部冷凝的產(chǎn)生第十四頁，共37頁。

冷橋、熱橋是南方地區(qū)對同一事物的叫法，主要是指在建筑物外圍護結(jié)構(gòu)與外界進行熱量傳導(dǎo)時,由于圍護結(jié)構(gòu)中的某些部位的傳熱系數(shù)明顯大于其他部位,使得熱量集中地從這些部位快速傳遞,從而增大了建筑物的空調(diào)、采暖負荷及能耗，常見的是鋼筋混凝土的過梁圈梁（矩形截面，未做保溫處理）冬季室內(nèi)出現(xiàn)結(jié)露結(jié)霜現(xiàn)象，人們稱之為冷橋或熱橋（一般北方稱冷橋）冷熱橋第十五頁，共37頁。加強保溫是處理熱橋的有效辦法。采用外墻內(nèi)保溫可以提高外墻內(nèi)表面溫度，但外墻與隔墻、外墻與樓板等連接處的熱橋比較明顯。內(nèi)保溫越好，經(jīng)由熱橋散失熱量所占的比例就越大。采用外保溫則由于保溫層覆蓋住整個外墻面，有利于避免熱橋的產(chǎn)生，但對于門窗口四周側(cè)壁也應(yīng)注意妥善保溫，避免此處熱量過多散失。至于鋁窗框的熱橋問題，可以通過在窗框內(nèi)設(shè)置斷熱條的方法解決。熱橋的處理方法第十六頁，共37頁。實例、清華大學(xué)環(huán)境能源樓第十七頁，共37頁。

該建筑是采用高效先進的環(huán)保和節(jié)能技術(shù)，集辦公、實驗室、教室、技術(shù)展廳為一體。地下兩層，地上10層。該建筑作為一項示范性工程，它的建設(shè)通過建材選擇、設(shè)計、施工、運行管理等各個環(huán)節(jié)，提供了一個適合沖國國情的環(huán)保節(jié)能辦公建筑的技術(shù)方案；同時以歐洲的先進設(shè)計技術(shù)為依托，展示了傳統(tǒng)與現(xiàn)代相結(jié)合的建筑風(fēng)格。

第十八頁，共37頁。大樓的特征除了盡可能降低溫室氣體排放、提高能效、利用可再生能源外，還具有以下特征：·節(jié)約建筑材料和水資源；·在建造和使用過程中最小限度造成對環(huán)境的影響；·在運行和維護過程中進行智能控制；·室內(nèi)空氣的健康化處理；·合理和耐用的環(huán)保材料；·水的高效利用和再生。目標(biāo)是通過使用功能和舒適標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)合，達到低COz排放和生態(tài)的設(shè)計。第十九頁，共37頁。在剖面中，樓層的層層退臺是為了能夠接收到最大限度的日照和給予內(nèi)部花園更大的空間。第二十頁，共37頁。功能布局：大樓被定義為兩個不同功能和活動區(qū)域。較低的部分從地下1層到2層，為公共區(qū)域。這部分樓層形態(tài)主要從面積分配幾何分得來，包括中部空間和內(nèi)部花園。辦公室和實驗室被分配到上部的樓層。從平面布局分析，集中的管道間、衛(wèi)生間以及實驗室均布置在C型北側(cè)；C型南側(cè)兩翼布置為辦公空間。第二十一頁，共37頁。1.有效的遮陽系統(tǒng)按照北京的13照條件，為13曬窗設(shè)置有效的遮陽系統(tǒng)，南向出挑鋼架上置遮陽板。2.外圍護系統(tǒng)的隔熱、保溫處理大樓選用的是PREMASTEELISA技術(shù)先進的幕墻系統(tǒng)。東西兩側(cè)為帶金屬檢修走廊的雙層幕墻。第二十二頁，共37頁。建筑北側(cè)采用單層幕墻。設(shè)置開啟的透明玻璃窗并在窗框外側(cè)覆固定的激光穿孔鋁板，其余不開啟的幕墻內(nèi)部均填充保溫巖棉。南向凹空間的東西北三側(cè)設(shè)計了另外一種雙層幕墻。外側(cè)幕墻由玻璃百葉構(gòu)成。每層上部的兩個遮陽百葉能夠通過旋轉(zhuǎn)一定角度保證反射光線可最大限度地到達室內(nèi)。所有幕墻系統(tǒng)的內(nèi)層玻璃均為高熱工性能的LOW—E玻璃；另外南側(cè)的幕墻玻璃和底層公共空間的外側(cè)幕墻玻璃采用三層中空玻璃內(nèi)充氬氣，其內(nèi)二層的玻璃為LOW—E玻璃，K值不低于1．4W／m2k。第二十三頁，共37頁。屋頂是架空板面層上人屋面，采用50mm厚擠塑型保溫板作為保溫層，架空層的間隙為50mm；并且在保溫層設(shè)置了上下兩道隔氣層。第二十四頁，共37頁。

大樓南側(cè)層層退臺的平臺上設(shè)置了綠化種植屋面，種檀土的厚度約為180—250mm厚的綠色屋頂系統(tǒng)，提高屋頂夏季隔熱和冬季保溫性能。平臺種植的植物以灌木和藤蔓類為主，對墻壁和屋頂平臺綠化隔熱，利用藤蔓類植物的落葉性能調(diào)整直射光照對室內(nèi)的影響。底層的花園是不規(guī)則的形狀，模擬自然界的碎裂形態(tài)，灌木、水、草生長其中。下沉花園布置成意大利園林特有臺地形態(tài)，自然環(huán)境的水面、涌泉、梯田等。建筑物的北側(cè)因朝向和自身陰影的影響，不再布置植被，設(shè)計一系列的從室外廣場跌落至花園的疊水，水深為400mm深。將一些自然形態(tài)的大石放置于池中，形成自然景觀中的元素。在南面相同的高差內(nèi)堆滿土壤，種植了樹木、灌木、草皮等植被。第二十五頁，共37頁。水系統(tǒng)的綜合利用大樓的地下室四周均設(shè)置了連通的通風(fēng)采光窗井，其一是地下室可減少黑房間的出現(xiàn)，其二是利用這個空間將雨水方便地回收至地下二層的雨水貯水池。地下二層設(shè)計中水處理站，經(jīng)處理后的中水用于全部的衛(wèi)生間便器沖洗、車庫地面沖洗等。樓內(nèi)衛(wèi)生間采用先進的負壓式大小便分離系統(tǒng)，減輕污水處理的負擔(dān)，同時分離出的小便經(jīng)處理后可用于綠化肥料。室內(nèi)管道采用聚丙烯靜音排水管，減小室內(nèi)噪聲。第二十六頁，共37頁。大樓采用了一套BMS系統(tǒng)來管理整棟建筑，系統(tǒng)不僅能夠?qū)怯罾錈犭娐?lián)產(chǎn)、變配電、送排風(fēng)、給排水、建筑物室內(nèi)外照明，還能夠?qū)κ覂?nèi)溫濕度、CO：濃度、照度、人員情況進行探測和監(jiān)控。太陽能發(fā)電系統(tǒng)智能化管理系統(tǒng)

在南側(cè)退臺設(shè)置了遮陽系統(tǒng)，遮陽板面層覆蓋太陽能PV板，與配套設(shè)備構(gòu)成太陽能發(fā)電系統(tǒng)太陽能PV模塊產(chǎn)生有效電流，并由逆變器轉(zhuǎn)變成SIEEB設(shè)備所需的交流電。第二十七頁，共37頁。墻體的隔聲構(gòu)造作為圍護構(gòu)件的墻體，必須具有足夠的隔音能力，是室內(nèi)有一個安靜的環(huán)境，保證人們的工作和生活不受噪音的干擾。住宅臥室為40dB，教室一般在50dB以內(nèi)，手術(shù)室45dB。墻體主要用來隔音由空氣直接傳播的噪聲。一、建筑隔聲的基本概念第二十八頁，共37頁。二、噪聲的傳播方式1、由空氣直接傳播，即通過維護結(jié)構(gòu)的縫隙和空洞傳播2、透過圍護結(jié)構(gòu)傳播。有空氣傳播的聲音遇到密實的墻壁時，在聲波作用下，墻壁將受到的激發(fā)而產(chǎn)生的振動，是聲音透過墻壁而傳到鄰室去3、由于建筑中的機械撞擊或者振動的直接作用，使圍護結(jié)構(gòu)產(chǎn)生振動而發(fā)聲第二十九頁，共37頁。三、隔聲材料墻體噪音的減弱可以通過兩個方面：墻體的隔聲與墻體建筑材料的吸聲。吸音材料是多孔材料，比如玻璃纖維、礦物棉、紡織物等。將吸音材料貼在墻體表面，可以減少聲波從墻體表面的鏡面反射，改變室內(nèi)的混響時間，并從而提高室內(nèi)的聽覺效果，因此常用在影院、劇院等的內(nèi)部裝修上。大量檢測證實，在輕質(zhì)墻體中填充吸音材料，只能提高墻體隔聲值約2個分貝。第三十頁，共37頁。傳統(tǒng)的隔音材料一般都是高密度的材料，比如混凝土墻、金屬板、實心紅磚等，隔音材料用于提高墻體的隔聲值。假設(shè)房間乙內(nèi)有一噪音源，如果合理采用高性能的隔音材料，透過分戶墻傳到房間甲內(nèi)的噪音就可以大幅度降低。但是通過提高墻體面密度的辦法一方面浪費大量材料和能源，提高工程造價；更嚴(yán)重的是面密度每提高一倍，墻體隔聲值理論上最多只可以增加6分貝。如果要將墻體的隔聲值提高18分貝，需要將墻體的面密度或厚度提高8倍。第三十一頁，共37頁?？湟馗粢魤Π迨且环N引入了高性能的高分子粘彈阻尼隔音涂層和約束阻尼層，共同構(gòu)成約