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文檔簡介
第十一章建筑防熱11-1室外熱環(huán)境與防熱途徑11-2外圍護結(jié)構(gòu)的隔熱設(shè)計原則和措施11-3房間的自然通風(fēng)11-4窗口遮陽11-1室外熱環(huán)境與防熱途徑一、室外熱環(huán)境二、防熱途徑三、氣候條件和地理環(huán)境對建筑的影響一、室外熱環(huán)境:構(gòu)成室外熱環(huán)境的主要氣候因素:太陽輻射、溫度、濕度和風(fēng)等。1.太陽輻射:
太陽輻射是房屋外部的主要熱源:
如圖:太陽輻射圖解到達地面的太陽輻射又可分為:直接輻射和散射輻射。進入大氣上界的太陽輻射100被氣體分子與塵埃吸收15云吸收3因散射而反射5云反射21地面反射6總反射:32總吸收:68地面吸收50影響太陽輻射強度的因素:太陽高度角、大氣透明度、地理緯度、云量和海拔高度等。2.風(fēng)風(fēng):就是大氣的流動。大氣環(huán)流是各地氣候差異的原因。風(fēng)的種類:
季候風(fēng):由大氣環(huán)流形成的風(fēng),在一年內(nèi)隨季節(jié)不同而有規(guī)律變換方向。例如:我國氣候特點之一就是季風(fēng)性強。地方風(fēng):由于地面上水陸分布,地勢起伏,表面覆蓋等地方性條件不同而引起小范圍內(nèi)的大氣環(huán)流。如:水陸風(fēng),山谷風(fēng),庭院風(fēng),巷道風(fēng),這些都是由于局部受熱不均而引起的,其特點是日夜交替變向。風(fēng)的描述:風(fēng)通常是以水平運動為主的空氣運動。風(fēng)的描述包括風(fēng)向和風(fēng)速。風(fēng)玫瑰圖能直觀反映一個地方的風(fēng)速和風(fēng)向。如下圖。(a)為某地夏季七月的風(fēng)向頻率分布;(b)為各方位的風(fēng)速。3.氣溫:氣溫:指空氣的溫度。一般氣象學(xué)上所指氣溫是距地面高處的空氣溫度。影響氣溫的主要因素:入射到地面上的太陽輻射熱量,地形與地表面的覆蓋以及大氣環(huán)流的熱交換作用等。其中,太陽輻射起決定作用。氣溫變化:四季變化(年變化)、日變化和隨地理緯度的變化。4.空氣濕度:空氣濕度:表示大氣濕潤程度。一般用相對濕度表示。相對濕度的日變化通常與氣溫的日變化相反:如圖11-1我國各地的相對濕度:受海洋氣候影響,南方大部分地區(qū)相對濕度一年內(nèi)夏季最大,秋季最?。蝗A南和東南沿海一帶因春季海洋氣團入侵,且此時溫度還不高,形成較大相對濕度,大約以3-5月為最大,秋季最小,南方地區(qū)在夏季之交氣候潮濕,室內(nèi)地面常出現(xiàn)泛潮現(xiàn)象。5.降水:指從地球表面蒸發(fā)出去的大量水汽進入大氣層,經(jīng)凝結(jié)后又降到地面上的液態(tài)或固態(tài)水分。如:雨、雪、冰、雹等。二、防熱途徑:1.室內(nèi)過熱的原因:室內(nèi)過熱的原因:主要是強烈的太陽輻射和較高的室外氣溫,室外風(fēng)速、風(fēng)向,空氣濕度及環(huán)境特點也在某種程度上起作用。夏季室內(nèi)熱量的主要來源:如圖示。
2.防熱途徑:減弱室外熱作用:主要辦法是正確選擇房屋朝向和布局,防止日曬;同時綠化周圍環(huán)境,降低環(huán)境輻射和氣溫,并對熱風(fēng)起冷卻作用;外圍護結(jié)構(gòu)表面采用淺色,減少對太陽輻射吸收,從而減少結(jié)構(gòu)的傳熱量。外圍護結(jié)構(gòu)的隔熱和散熱:對屋面、外墻(特別是西墻)進行隔熱處理,減少傳進室內(nèi)的熱量,降低圍護結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面溫度。房間自然通風(fēng):自然通風(fēng)是排除房間余熱、改善人體舒適感的主要途徑。房屋朝向要力求接近夏季主導(dǎo)風(fēng)向;選擇合理布局形式,正確設(shè)計房屋的平面和剖面、房間開口的位置和面積,以及采用各種通風(fēng)構(gòu)造設(shè)施,以利房間通風(fēng)散熱。窗口遮陽:主要是阻擋直射陽光從窗口透入,減少對人體的輻射,防止室內(nèi)墻面、地面和家具表面被曬而導(dǎo)致室溫升高。遮陽方式:利用綠化(中樹或攀緣植物);結(jié)合建筑構(gòu)件處理(入出檐、雨蓬、外廊等);采用臨時性的布篷和活動的合金百葉;采用專門的遮陽板設(shè)施等。幾種途徑要綜合處理,但主要是屋面、西墻隔熱、窗口防輻射和房間自然通風(fēng),同時也必須同環(huán)境綠化等一起綜合考慮。三、氣候條件和地理環(huán)境對建筑的影響:無論在房屋布局,細部處理和建筑形式等方面,都因氣候條件和地理環(huán)境不同而具有不同的手法和地方特點。例1。云南省西雙版納一帶的民居。氣候類型(英)環(huán)境特點設(shè)計要點寒冷地區(qū)寒冷保溫表面積小、窗小、墻保溫(愛斯基摩)溫和地區(qū)夏熱冬寒隔熱保溫通風(fēng)朝陽大玻璃窗夏日遮陽干熱地區(qū)風(fēng)沙暴曬干燥消除溫差內(nèi)院型、設(shè)前廊、厚重墻濕熱地區(qū)潮濕暴曬通風(fēng)冷卻遮陽、穿堂風(fēng)、房間高大例2。干熱地區(qū)的傳統(tǒng)住宅。11-2外圍護結(jié)構(gòu)的隔熱設(shè)計原則和措施一、外圍護結(jié)構(gòu)隔熱設(shè)計的原則二、外圍護結(jié)構(gòu)的隔熱措施一、外圍護結(jié)構(gòu)隔熱設(shè)計的原則:1.屋頂隔熱。外圍護結(jié)構(gòu)外表面受到的日曬時數(shù)和太陽輻射強度以水平面為最大,東西向其次,東南和西南又次之,南向較小,北向最小,所以屋頂隔熱極為重要,其次是西墻和東墻。
2.降低室外綜合溫度。其辦法有:
結(jié)構(gòu)外表面采用淺色平滑的粉刷和飾面材料。如:馬賽克、小瓷磚等,以減少對太陽輻射的吸收。
在屋頂或墻面的外側(cè)設(shè)置遮陽設(shè)施,可有效降低室外綜合溫度。3.在外圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)部設(shè)置通風(fēng)間層。通風(fēng)間層與室外或室內(nèi)相通,利用風(fēng)壓和熱壓的作用帶走進入空氣層內(nèi)的一部分熱量,從而減少傳熱室內(nèi)的熱量。4.合理選擇外圍護結(jié)構(gòu)的隔熱能力。主要根據(jù)地區(qū)氣候特點,房屋的使用性質(zhì)和結(jié)構(gòu)在房屋中的部位等因素來選擇。5.利用水的蒸發(fā)和植被對太陽能的轉(zhuǎn)化作用降溫。如:蓄水屋頂,植被屋頂。這些屋頂具有很好的隔熱能力,但也增加了結(jié)構(gòu)的荷載,而且如果蓄水屋頂防水處理不當,還可能漏水、滲水。6.屋頂和東、西外墻的內(nèi)表面溫度應(yīng)通過驗算,要求內(nèi)表面最高溫度應(yīng)低于當?shù)叵募臼彝庥嬎阕罡邷囟?,保證滿足隔熱設(shè)計標準。二、外圍護結(jié)構(gòu)隔熱措施:(一)屋頂隔熱(二)通風(fēng)屋頂(三)閣樓屋頂(四)蓄水屋頂(五)鋪土(或無土)中指屋頂(六)外墻隔熱(一)屋頂隔熱:1.實體材料層屋頂隔熱:是一種從提高圍護結(jié)構(gòu)本身熱阻和熱惰性來提高隔熱能力的處理方法。要注意材料層層次的排序,因排序不同也會影響衰減度,必須進行比較選擇。如圖(a)、(b)、(c)(a)無隔熱層,熱工性能差。(b)加一層井厚其泡逆沫混凝個土,隔填熱效果違顯著。疊內(nèi)表面衰比石(a)降低,刺低丹。對防水層歲要求高。(c)加一層蓄翠熱系數(shù)大洲的粘土方只磚(或混雕凝土板)踏。其粘土佩方磚外表顏面比卷材屋走面降低左右。但自重大趁,傍晚蓄器熱層蓄存創(chuàng)的熱量仍昆繼續(xù)向室親內(nèi)散發(fā)。2.封動閉空氣間悉層隔熱:采用空所心板屋應(yīng)面,利薄用封閉案空氣間芽層隔熱凱,可減歪輕自重連,解決饅隔熱和恢散熱矛潮盾。封閉空五氣間層主內(nèi)傳熱準方式主拋要是輻掠射換熱邊,可在徑間層內(nèi)醉鋪設(shè)反循射系數(shù)屬大,輻胳射系數(shù)翠小的材送料,如蔽鋁箔。如圖旅(e)間層設(shè)鋁皮箔后,結(jié)鏈構(gòu)內(nèi)表面狂溫度比(d)降低私,訓(xùn)效果較殼顯著。如圖(f)外表面鋪侄白色光滑義的無水石鑼膏,結(jié)果浩結(jié)構(gòu)內(nèi)表棋面溫度比沾(d)低財,比(e)低跳,說明梳選擇屋松頂面層趙材料和尸顏色的執(zhí)重要性觀。(二)慮通風(fēng)屋造頂:1.別通風(fēng)屋廊頂隔熱浪性能及茄其作用蘭:我國南方胖地區(qū)氣候睛炎熱多雨運,為了隔版熱防漏,摧創(chuàng)造了雙論層瓦通風(fēng)贏屋頂和大濕階磚通風(fēng)襖屋頂。如歷圖以大階磚惜通風(fēng)屋頂妖為例。如插圖是一個怨對比性實慎測結(jié)果。2.通悲風(fēng)屋頂傳膠熱過程與泄影響隔熱坑的因素:通風(fēng)屋頂克是當室外桃空氣流經(jīng)與間層時,夸帶走部分擾從面層傳口下的熱量純,從而減鋸少透過基摩層傳入室浮內(nèi)的熱量奔。如圖1叼1-4:間層通風(fēng)化量愈大,削帶走的熱綠量愈多。愁通風(fēng)量大身小與空氣觸流動的動茶力,通風(fēng)病間層高度挖和通風(fēng)間遍層內(nèi)的空銅氣阻力等鍋因素有關(guān)惰。風(fēng)壓和猛熱壓是捷間層內(nèi)欺空氣流胖動的動些力試驗表明炭:在同樣單風(fēng)力作用乒下,通風(fēng)蜘口朝向與件風(fēng)向的偏蓋角(即風(fēng)美的投射角野)愈小,留間層的通芳風(fēng)效果愈飾好,故應(yīng)盡量使寬通風(fēng)口面炎向夏季主威導(dǎo)風(fēng)向。由于風(fēng)借壓愈風(fēng)速趁的平方成猴正比,所逐以風(fēng)速大移的地區(qū),訊利用通風(fēng)亭屋頂效果麻顯著。試驗還表旬明,將間層面哀層在檐口側(cè)處適當向轎外挑出一往段,能起功兜風(fēng)作用,可提高睜間層的通伴風(fēng)效果。熱壓的妹大小取戶決于進宴排氣口讀的溫差膚和高差義,溫差儀與高差堅愈大,郵熱壓愈完大,通絨風(fēng)量就梁愈大。通風(fēng)間層柱高度試驗表明椒:間層高孝度增高,薦對加大通蒜風(fēng)量有利溝,但增高重到一定程閉度后,其鼠效果漸趨彼緩慢。如圖幾錦種通風(fēng)擁屋頂在鋤不同高切度的空芳氣間層決情況下適的熱工銳效果。由圖可見束,間層高臺度以20斑~24cm左右為壟好。因找此,一波般情況在下,采炒用矩形摘截面通陸風(fēng)口,束房屋進星深為9京~12m的雙坡滅屋頂或期平屋頂躍,其間偏層高度教可考慮寨取20稍~24cm,坡頂可用麗其下限,疤平屋頂可隨用其上限雜;如為拱短形或三角姥形的截面勝,其間層存高度要酌忙量增大,偶平均高度抽也不宜低來于20cm.通風(fēng)間層硬內(nèi)的空氣棕阻力。室外空氣紅流過間層瀉的阻力有摩擦阻力和局部阻力。為降低摩拼擦阻力,箱間層內(nèi)表擱面不宜過悲分粗糙;為降低裕局部阻寺力,進觀、出風(fēng)舌口的面湯積與間娘層橫界粥面的面媽積比要睬大。若洗進出風(fēng)們口有啟犁閉裝置馳,應(yīng)盡拳量加大竿其開口折面積,尤并注意意使裝置塵有利于善導(dǎo)風(fēng),塌以減少戲局部阻世力,增堂大通風(fēng)孟量。間層通軍風(fēng)組織眼形式和卡隔熱措板施:組織方式控:a.從室外守進氣(韻采用兜漂風(fēng)檐口柔可加強煌風(fēng)壓作用)蒸;b.從室內(nèi)鎮(zhèn)進氣;c.室內(nèi)、室倚外同時進狡氣。另外,有道的為提高捆熱壓作用袖,在水平冊的通風(fēng)層輪中間,增報設(shè)排風(fēng)帽雖,造成進略、出風(fēng)口緩的高度差便,并且在格帽頂?shù)耐庵鞅硗可虾诤跎?,加強云吸收太陽樓輻射,以勻提高帽?nèi)駝的氣溫,危有利于排如風(fēng)。間層通庫風(fēng)組織蛛形式:隔熱措洋施舉例編號構(gòu)造間層高度(cm)外表面溫度內(nèi)表面溫度室外氣溫最高(℃)平均(℃)最高(℃)平均(℃)最高出現(xiàn)時間最高(℃)平均(℃)1雙層架空粘土瓦548.331.632.128.814:3033.326.62山型槽板上鋪粘土瓦1552.032.430.027.815:0033.729.43雙層架空水泥瓦954.534.136.430.014:0032.227.14鋼筋混凝土這般下吊木絲板6356.0——32.8——29.1—5鋼筋混凝土板上鋪大階磚2456.036.329.828.820:0035.531.36鋼筋混凝土板上砌1/4磚拱6059.038.433.832.318:0034.931.37鋼筋混凝土板上砌1/4磚拱裝百葉6056.538.334.031.819:0035.531.3(三)靈閣樓屋殖頂:在提高浸閣樓屋捆頂隔熱隸能力的鐘措施中沸,加強伐閣樓通雖風(fēng)是一聽種經(jīng)濟準而有效茅的方法思。如加閥大通風(fēng)吵口的面蒜積,合蹦理布置插通風(fēng)口旋的位置追等。通碌風(fēng)口可恢做成開打閉式的肺,夏季峽開啟,變冬季關(guān)子閉;組從織閣樓豎的自然攤通風(fēng)也竿應(yīng)充分濁利用風(fēng)加壓和熱塌壓的作渣用。閣樓通風(fēng)淋形式有:船山墻上開區(qū)口通風(fēng),殖從檐口下臟進氣有屋靜脊排氣,迅在屋頂設(shè)吼老虎窗通競風(fēng)等。如侍圖11-補6:水的比熱促大,而且迅蒸發(fā)也可妄帶走大量倡熱量,因誘此,利用以水作為隔還熱材料,愧可取得很標好的隔熱復(fù)效果。重慶地區(qū)學(xué)對同樣結(jié)域構(gòu)的蓄水少屋頂(水子厚100mm)于不蓄駁水屋頂劑實測結(jié)殿果表明饑:蓄水逝后外表礦面溫度榨比不蓄冤水低1壤5℃,成內(nèi)表面樣低8℃挺;蓄水金屋頂內(nèi)妥、外表姑面溫度群的振幅片僅為不筐蓄水的杰1/2用;蓄水端后通過臣屋頂傳痕入室內(nèi)滅的最大揭熱量只家是未蓄建水時傳參入的1幻玉/3;至蓄水后燥通過屋賠頂傳入停室內(nèi)的賣平均熱哈量只有怪未蓄水廳時的1青/35讓。水面上敷呢設(shè)鋁箔或南其它淺色張漂浮物,驚或在水面尋上種植漂擦浮植物水諷浮蓮、水超葫蘆等將缺反射或吸姿收大量太翠陽輻射,耕能取得更斬好的隔熱歪效果。(四)蓄傭水屋頂:蓄水屋頂障的水層深湖度,從白章天隔熱和丙夜間散熱塊的作用綜講合考慮,祝宜小于5cm而大于3cm。水隔熱筑屋頂要墳求屋頂鍵有很好敗的防水運質(zhì)量,止否則,吸易發(fā)生命漏水現(xiàn)保象。但盼從另外噴角度考勒慮,由串于用水思隔熱后忍,大大繼降低了廳結(jié)構(gòu)的槳平均溫模度和振優(yōu)幅,可虛以保護季防水層伏,防止傾發(fā)生漏飛水現(xiàn)象桃。(五)鋪找土(或無垂土)種植碰屋頂:在鋼筋混之凝土屋面監(jiān)板上鋪土鐘,再在上獵面種植作仍物,即為嚷鋪土種植末屋頂。鋪土種給植屋頂絲式時利用鍬植物的曉光合作侮用,葉糊面的蒸君騰作用見以及對灘太陽輻憂射熱的蹦遮擋作線用,來砍減少太葛陽輻射笑熱對屋惡面的影烏響。此嶼外,土膝層也具魯有一定思的蓄熱辛能力,袖并能保菜持一定望水分,俘通過水暗的蒸發(fā)煌吸熱也厭
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