建筑熱工學(xué)第三章建筑保溫

第3章建筑保溫

概述：我國(guó)《民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范GB50176-93》按下列條件，將全國(guó)劃分成五個(gè)建筑熱工設(shè)計(jì)分區(qū)：嚴(yán)寒區(qū)：最冷月平均溫度≤－10℃，日平均氣溫≤5

℃的天數(shù)，在145天以上的地區(qū)；寒冷區(qū)：最冷月平均溫度0～－10℃，日平均氣溫≤5

℃的天數(shù)在90—145天的地區(qū)；夏熱冬冷區(qū)：最冷月平均溫度0～10℃，最熱月平均溫度25℃～30℃；夏熱冬暖區(qū)：最冷月平均溫度大于10℃，最熱月平均溫度25℃～29℃；日平均氣溫≥25

℃的天數(shù)在100—200天，夏季防熱、冬季可不保溫；溫和地區(qū)：最冷月平均溫度0～13℃，最熱月平均溫度18℃～25℃。日平均氣溫≤5

℃的天數(shù)在0—90天3-1建筑保溫綜合處理的基本原則

（保溫措施）1、充分利用太陽(yáng)能：

日照對(duì)建筑保溫的重要意義：(1)太陽(yáng)能能量密度高；（2）太陽(yáng)能為清潔能源；（3）太陽(yáng)能廉價(jià)；（4）太陽(yáng)能有利于人體健康；（5）太陽(yáng)能的利用非常現(xiàn)實(shí)。2、防止冷風(fēng)的不利影響：

風(fēng)對(duì)室內(nèi)氣候的影響有兩方面：一是通過(guò)門(mén)窗口或其它孔隙進(jìn)入室內(nèi)，形成冷風(fēng)滲透；二是作用在圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面上，使對(duì)流換熱系數(shù)變大，增強(qiáng)外表面的散熱量。

防止冷風(fēng)的措施：應(yīng)爭(zhēng)取不使大面積外表面朝向冬季主導(dǎo)風(fēng)向，當(dāng)受條件限制不可避免時(shí)，也應(yīng)在迎風(fēng)面上盡量少開(kāi)門(mén)窗或其它孔洞，嚴(yán)寒地區(qū)還應(yīng)設(shè)置門(mén)斗。

另外，還要綜合考慮房間密閉性和透氣性的關(guān)系。

3、選擇合理的建筑體型、朝向

建筑師處理體型與平面設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)考慮功能要求，必須正確處理體型，平面形式與保溫的關(guān)系；否則，不僅增加采暖費(fèi)用，浪費(fèi)能源，而且必然影響圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工質(zhì)量。盡量減少表面積以減少熱量的散失，球形、圓形、方形、多邊形、多層。4、使房間具有良好的熱特性與合理的供熱系統(tǒng)：

熱特性應(yīng)適合使用要求。例如：全天使用的房間應(yīng)有較大的熱穩(wěn)定性，以防止室外溫度下降或間斷供熱時(shí)，室溫波動(dòng)太大；對(duì)于只白天使用或只有一段時(shí)間使用的房間，要求在開(kāi)始供熱后，室溫能較快上升到所需標(biāo)準(zhǔn)。

當(dāng)室外氣溫晝夜波動(dòng)，特別是寒潮期間連續(xù)降溫時(shí)，為使室內(nèi)氣候能維持所需的標(biāo)準(zhǔn)，要有合理的供熱系統(tǒng)。5、窗的設(shè)置和保溫

玻璃窗的熱阻遠(yuǎn)小于其它維護(hù)結(jié)構(gòu)，是保溫重點(diǎn)部位。

（1）增加窗的層數(shù)；

（2）改善窗框和玻璃的傳熱性能。

6、熱橋處理

建筑保溫條件薄弱的局部：墻轉(zhuǎn)角、圈梁、窗過(guò)梁、檐口等處。3-2外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫設(shè)計(jì)一、對(duì)外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫要求

二、低限熱阻的確定

三、絕熱材料

四、圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)造方案的選擇一、對(duì)外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫要求：

圍護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)室內(nèi)氣候的影響，主要是通過(guò)內(nèi)表面溫度體現(xiàn)的。內(nèi)表面溫度過(guò)低，不僅影響人體健康，還會(huì)出現(xiàn)表面結(jié)露，嚴(yán)重影響衛(wèi)生，加重結(jié)構(gòu)潮濕狀況，降低結(jié)構(gòu)耐久性。穩(wěn)定傳熱條件下，內(nèi)表面溫度僅決定于室內(nèi)外溫度和圍護(hù)結(jié)構(gòu)的總熱阻，越大則內(nèi)表溫度越高。就大量性工業(yè)和民用建筑，控制圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度不低于室內(nèi)露點(diǎn)溫度，以保證內(nèi)表面不致結(jié)露是起碼的要求。二、低限熱阻的確定：

說(shuō)明：：冬季室內(nèi)計(jì)算溫度。民用建筑或其它以滿足人體生理衛(wèi)生需要為主的房屋，按衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)取值；工業(yè)廠房或有特殊要求的房間，按相應(yīng)規(guī)范取值。：冬季室外計(jì)算溫度。為使同類采用不同熱穩(wěn)定性圍護(hù)結(jié)構(gòu)的房間的室內(nèi)氣候狀況接近一致，不同結(jié)構(gòu)應(yīng)采用不同的室外計(jì)算溫度。低限熱阻是一種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，其確定方法應(yīng)由國(guó)家規(guī)范來(lái)規(guī)定。現(xiàn)暫按下式確定：：考慮外表面位置的修正系數(shù)。由于計(jì)算低限熱阻公式中統(tǒng)一取當(dāng)?shù)氐氖彝鈿鉁氐挠?jì)算值，這對(duì)外墻、屋頂?shù)戎苯咏佑|大氣的圍護(hù)結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)符合實(shí)際，但對(duì)那些不直接接觸室外空氣的結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)則需要修正。如：頂棚的上部是悶頂空間，其溫度比室外氣溫要高一些。見(jiàn)表3-1：允許溫差。見(jiàn)表3-2。使用質(zhì)量要求較高的房間，小一些。相同的室內(nèi)外氣候時(shí)，按較小的確定的大一些，即使用質(zhì)量要求越高，圍護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)有更大的保溫能力。經(jīng)濟(jì)熱阻按最小傳熱阻，節(jié)省建造費(fèi)但增加采暖費(fèi)；無(wú)限增加熱阻，節(jié)省采暖費(fèi)但浪費(fèi)建造費(fèi)，存在最佳經(jīng)濟(jì)熱阻。世界發(fā)達(dá)國(guó)家外墻保溫標(biāo)準(zhǔn)逐漸提高。英國(guó)（氣候與上海相近）1973年前外墻傳熱系數(shù)1.6w/(m2k)，1974年后1.0w/(m2k)，1982年后0.6w/(m2k)，1988年后0.45w/(m2k)。與北京相近氣候的發(fā)達(dá)國(guó)家約為0.35w/(m2k)。我國(guó)北京為0.9w/(m2k)。三、絕熱材料：

絕熱材料：指那些絕熱性能較好，即導(dǎo)熱系數(shù)較小的材料，通常把導(dǎo)熱系數(shù)小于0.25并能用于絕熱工程的材料。保溫材料：習(xí)慣上用于控制室內(nèi)熱量外流的材料。隔熱材料：防止室外熱量進(jìn)入室內(nèi)的材料。導(dǎo)熱系數(shù)是絕熱材料最重要、最基本的熱物理指標(biāo)。一定溫差下，導(dǎo)熱系數(shù)越小，通過(guò)一定厚度材料層的熱量越??；同樣，為控制一定熱流強(qiáng)度所需的材料層厚度也越小。影響導(dǎo)熱系數(shù)的因素很多，如密實(shí)性，內(nèi)部孔隙的大小、數(shù)量、形狀，材料的濕度，材料骨架部分（固體部分）的化學(xué)性質(zhì)，以及工作溫度等。常溫下，影響最大的因素是容重和濕度。1。容重對(duì)導(dǎo)熱系數(shù)的影響容重：?jiǎn)挝惑w積材料的重量?？紫堵剩翰牧现锌紫端嫉捏w積與材料整體體積的百分比

容重能很好地表明材料孔隙率的大小，一般情況下，容重較小，孔隙率越大。導(dǎo)熱系數(shù)隨孔隙率增加而減小，即容重越小，導(dǎo)熱系數(shù)也越小。但容重小到一定程度后，再加大孔隙率，則導(dǎo)熱系數(shù)不僅不再降低，還會(huì)變大，存在有最佳容重。例如圖9-2。原因是：傅孔隙率太熟大，不僅影意味著孔繁隙的數(shù)量汗增多，而攝且孔隙戶也必然船增大。捧其結(jié)果幅，孔壁鄙溫差變飾大，輻射傳巴熱量加毛大，同時(shí)，目大孔隙內(nèi)渠的對(duì)流傳切熱也增多策。特別是益由于材堅(jiān)料骨架右所剩無(wú)彈幾，使外許多孔憤隙互相念貫通，使對(duì)流顯著匙增加。2。濕翠度對(duì)導(dǎo)基熱系數(shù)瓶的影響重量濕脖度：指尋試樣中店所含水豈分的重艙量與絕遲干狀態(tài)膀下試樣重量的百豈分比體積濕告度：濕銅試樣中針?biāo)炙钦俭w積喂與整個(gè)碼試樣體廣積的百分比重量濕度糊和體積濕斥度的換算盾：材料受吧潮后，奇導(dǎo)熱系億數(shù)顯著惹增大。淹原因是限由于孔漆隙中有挖了水分腎后，附自加了水幸蒸氣擴(kuò)瀉散的傳駛熱量，梳此外還偉增加了槍毛細(xì)孔豬中的液稠態(tài)水分據(jù)所傳導(dǎo)蟲(chóng)的熱量寇。一般情況巖下，水得旱導(dǎo)熱系數(shù)君約為0.58，冰的導(dǎo)惑熱系數(shù)約拾為2.3脂3，都遠(yuǎn)萍大于空檢氣的導(dǎo)釣熱系數(shù)0.03。3。溫礙度對(duì)導(dǎo)網(wǎng)熱系數(shù)糕的影響溫度愈高蛛，導(dǎo)熱系醉數(shù)愈大。企原因是當(dāng)銜溫度增高鞋時(shí)，分子熱運(yùn)詠動(dòng)加劇晶，此外宵，孔隙款內(nèi)的輻芬射換熱豆也增強(qiáng)揉。熱流方滲向?qū)?dǎo)男熱系數(shù)哲也有影洲響主要表現(xiàn)套在各向異囑性材料，助如木材、拌玻璃纖維賭等，當(dāng)熱流平定行纖維適方向，熊導(dǎo)熱系半數(shù)較大灘，當(dāng)熱悟流方向匆垂直纖維時(shí)，導(dǎo)嫌熱系數(shù)較邀小。絕熱材烤料按材搖質(zhì)構(gòu)造枕分有：被多孔的距、板（貿(mào)塊）狀飽的和松西散狀的圖。從化學(xué)成神分看有：無(wú)機(jī)材料，如膨脹黑礦渣、泡都沫混凝土襪、加氣混穿凝土、膨銳脹珍珠巖痰、膨脹蛭掛石、浮石勢(shì)及浮石混狀凝土、硅授酸鹽制品慢、礦棉、鐮玻璃棉等目；有機(jī)材筆料，如軟規(guī)木、木傳絲板、勵(lì)甘蔗板狹、稻殼嬸等；各種泡沫眉塑料；鋁箔等反輻勉射性能動(dòng)好的材寶料。材料的雜選擇要靜結(jié)合建慚筑物的蠶使用性墾質(zhì)、構(gòu)因造方案陪、施工腫工藝、避材料的濾來(lái)源以憑及經(jīng)濟(jì)滅指標(biāo)等屬因素，月要按材院料的熱圍物理指看標(biāo)及有柄關(guān)的物楚理化學(xué)下性質(zhì)進(jìn)聯(lián)行具體汪分析。絕熱材佳料的選著擇：三、圍門(mén)護(hù)結(jié)構(gòu)盲構(gòu)造方淚案的選成擇：1、單著設(shè)保溫彈層由導(dǎo)熱系畝數(shù)很小的省材料作保爛溫層起主剪要保溫作蔬用。保溫層上不起承振重作用抱，所以離選擇的澇靈活性巴較大，表不論是板塊狀，卸纖維狀以加至松散顆銜粒狀材料只均可應(yīng)用巷。外粉墻磚砌體保溫層隔汽層內(nèi)粉墻單設(shè)保溫層結(jié)構(gòu)示例2、封閉扭空氣間層勝保溫封閉的空僚氣層有良贈(zèng)好的絕熱酬作用?？招钠鏊K保溫朽與承重乳結(jié)合構(gòu)講造3、保絲式溫與承忌重相結(jié)聰合空心板已、空心堵砌塊、樹(shù)輕質(zhì)實(shí)潮心砌塊靈等，既趙能載重筐又能保褲溫。4、混合贏型構(gòu)造當(dāng)單獨(dú)悄用某一莖種方式浙不能滿坐足保溫暴要求，遵或?yàn)檫_(dá)暫到保溫沸要求而膠造成技裹術(shù)經(jīng)濟(jì)慈上不合僚理時(shí)，岸往往采胡用混合抹型保溫咱構(gòu)造。腰例如既何有實(shí)體柜保溫層妄，又有膠空氣層界和承重炒層的外納墻或屋溪頂結(jié)構(gòu)銜。如圖是賣(mài)一個(gè)2圖00C的恒溫共車(chē)間外趁墻構(gòu)造孝。123765841—混凝胡土；2—粘謠結(jié)劑；3—聚軋氨脂泡還沫塑料滿；4—苦木纖維頓板；5—塑料我薄膜；6—鋁廟箔紙板適；7—空氣裝間層；8—膠植合板涂隊(duì)油漆保溫層在溪承重層外董側(cè)的優(yōu)點(diǎn)渣：1、使墻帽或屋頂詳?shù)闹饕埐糠质荏w到保護(hù)顏，大大殊降低溫壟度應(yīng)力豆的起伏辯，提高永結(jié)構(gòu)的沿耐久性何。如圖9挪-5。此外，織外保溫對(duì)對(duì)減少敢防水層炒的破壞派，也是元有利的回。2、由于承晶重層材料演的熱容量緞一般都遠(yuǎn)原比保溫層于大，所以傻這種布置感方式對(duì)房去間熱穩(wěn)定宗性有利。當(dāng)供熱不炕均勻時(shí)可槐保證圍護(hù)報(bào)結(jié)構(gòu)內(nèi)表貧面的溫度咱不致急劇爐下降，從熔而使室溫丑不致很快外下降。3、保溫期層放在很外側(cè)時(shí)貧，將減案少保溫界層內(nèi)部概產(chǎn)生水填蒸氣凝央結(jié)的可局能性。4、舊房悔改造，特別是賴為了節(jié)隔能而加書(shū)強(qiáng)舊房狗的保溫灑型性時(shí)錘，外保克溫處理握效果最擋好。倒鋪屋面：即防水政層不設(shè)在擋保溫層上昨邊，而是漁倒過(guò)來(lái)設(shè)熱在保溫層或底下。國(guó)迎外稱“Ups余ide寸Do子wn”構(gòu)造法，迫簡(jiǎn)稱USD構(gòu)造，如浪圖。結(jié)構(gòu)層覆蓋層保溫層防水層USD構(gòu)造方法示例3-3傳熱異常怠部位的設(shè)勝計(jì)要點(diǎn)一、地蠟板保溫鋒設(shè)計(jì)的磁特點(diǎn)載二、窗起戶保溫辣三、匯熱橋枕四、其望它傳熱喊異常部圈位保溫一、地板洲保溫設(shè)計(jì)撕的特點(diǎn)：1。人銳腳與地劫板直接鄰接觸傳惰熱以木地面冰和水磨石則兩種地面院為例，既隙是它們的紀(jì)表面溫度撥完全相同強(qiáng)，但若赤伯腳站在水紋磨石地面抖上，就比枝站在木地笛面上涼得陜多。這是凡因?yàn)閮烧呖岬奈鼰嶂讣償?shù)B不同造私成的。木地面:B=10章.5水磨石營(yíng):B=2嶄6.82.沿尚外墻周塔邊局部爺保溫處讀理越靠近外瓜墻，地板送表面溫度東越低，單向位面積的房誠(chéng)熱損失越絕多。如圖倆為一采暖立房屋地面按及地板下譯土壤中的持溫度分布葡。為改善占外墻周邊納地板的熱數(shù)工狀況，參可采用圖晚示的局部差保溫措施真。二、窗叔戶保溫劍：窗戶保浩溫性能且低的原周因，主爛要是縫暫隙透氣殘；玻璃嘩、窗框露和窗索樘等的欣熱阻太殖小。下耍表是常渣用的各糠類窗戶補(bǔ)的總傳厚熱系數(shù)輸和總傳章熱阻的幅值。1。提輔高氣密女性，減虧少冷風(fēng)秩滲透。針對(duì)我國(guó)烤目前的情阻況，應(yīng)從報(bào)以下幾方闊面來(lái)改善跌窗的保溫譽(yù)性能：