第5讲：第3章：建筑保温与节能

建筑层数对体型系数及 单位面积耗热也有很大 影响。在同样建筑面积 的情况下，一般是单层 建筑的体型系数及耗热 量比值大于多层建筑。
一般是总建筑面积愈大 时，要求建筑层数也相 应加多，对节能有利。
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建筑物的体形系数是控制建筑采暖能耗的
一个重要参数
在建筑设计标准中规定：
F S 0
V0
严寒、寒冷地区公共建筑的体形系数应小于或等于0.4；
F―各部位对应的面积
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二、建筑节能与传热系数限值法 ----最大传热系数法
3、建筑能耗控制与围护结构热工性能权衡判断法： 建筑能耗控制是居住建筑节能设计与计算的基本方法：设定了以1980-
1981当地住宅通用设计图，四单元六层集合式住宅的建筑能耗为基准 值，在此基础上实现三步节能目标。 围护结构热工性能的权衡判断法，是建立在控制建筑总能耗的基础上， 先构想出一栋虚拟的参照建筑（此建筑构造各个方面均应完全符合有 关节能设计标准的规定），分别计算参照建筑和实际设计的建筑的全 年采暖和空调能耗，并依据两个计算进行比较。当实际设计建筑能耗 大于参照建筑时，调整部分设计参数（提高窗的保温性能缩小窗面 积），直至设计建筑的能耗不大于参照建筑的能耗为止。
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二、建筑节能与传热系数限值法 ----最大传热系数法
❖ 按最小传热阻确定的外围护结构，只能满足内 表面不结露的起码卫生要求，按此热阻确定的围护结 构，可以节省建造费用，但会增加采暖费，增加能耗 。 ❖ 建筑节能标准综合考虑建造费和采暖费以及维护 费用，从经济和节能角度限定了不同地区围护结构各 部分的传热系数。 ❖按传热公式计算传热系数，和节能标准值进行比对 ，以确定设计是符合标准）
热惰性指标D ＞6.0 4.1~6.0 1.6~4.0 ≤1.5
te 的取值方法
te tw
te 0.6tw 0.4te.min te 0.3tw 0.7te.min
te te.min
tw 为采暖室外计算温度， te.min
为累计最低一个日平均温度
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注：
•直接与室外空气接触的楼板和不采暖地下室上面楼板，室 内空气和围护结构内表面之间的允许温差：
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一、围护结构的保温、节能设计准则 ----最低传热阻
在设计过程中应考虑以下几方面：
（1）保证内表面不结露，即 内表面温度不低于室 内空气的露点温度----也从人体卫生保健的基本需要 考虑；
（2）限制内表面温度，以免产生过强的冷辐射；
（3）从节能要求考虑，热损失应尽可能小；
（4）应具有一定的热稳定性。
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建筑保温设计综合处理的措施:
2）防止冷风的不利影响
建筑保温减少冷风影响的措施： 一、争取不使大面积外表面朝向冬季主导风向。当受条件限制而 不可避开主导风向，亦应在迎风面上尽量少开门窗或其他孔洞， 在严寒地区还应设置门斗。 二、利用周围自然条件挡风（树丛、小丘或其他保留的建筑物） 三、提高门窗的密闭性 四、合理布置竖向交通井（电梯、楼梯）的位置。楼梯、电梯及 内天井等上下联系的空间，高度大，像烟囱一样能显著增加有热 压引起的冷风渗透；如果布置在门厅口附近，中间没有一段缓冲 部分，会由热压通风而产生的大量冷风渗透，而使门厅里的温度 很低。
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5）建筑保温系统科学、节点构造设计合理
1、针对建筑的功能、规模以及所在地区的气候条件科 学的确定保温系统，注意保温系统的材料选择、性价 比、施工技术等。
2.做好建筑围护结构特殊部位的保温，如外墙转角， 内外墙交角，女儿墙、出挑阳台等。
如在严寒地区对建筑保温节能构造设计八项要求:P60
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可再生的能源，将其作为采暖能源，可以节约 常规能源，保护自然生态环境。 二是从卫生角度考虑；太阳辐射中的短波成份 有强烈的杀菌防腐效果，室内有充足的日照对 人体健康非常有利。
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2）防止冷风的不利影响
风对室内热环境的影响主要有两方面： 一是通过门窗口或其他孔隙进入室内，形成冷风渗透，冷
风渗透量愈大，室温下降愈多；一般砖混结构空气渗透所 致热耗占采暖热耗的1/4~1/3； 二是作用在围护结构外表面上，使对流换热系数变大，增 强外表面的散热量，外表面散热愈多，房间的热损失就愈 多。
在严寒地区居住建筑的体形系数：3层以下不应大于0.55， 4~6层不应大于0.3 7~9层不应大于0.26 10层以上不应大于0.24
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建筑保温设计综合处理的措施：
4）房间具有良好的热工特性、 建筑具有整体保温和蓄热能力
•1、房间的热特性应适合其使用性质 ：如全天使用的房间（围护结构内侧 应选用蓄热性和热惰性指标大的材料 ）和间歇使用的房间（应选用密度小 且蓄热系数小的材料）. •2.房间的围护结构具有足够的保温能 力，以控制房间的热损失。 •3建筑的外围护结构：外墙、屋顶、 楼板、地面、门窗等部位的传热系数 不应大于相关标准的规定。（如大于 则减少其面积或减少其传热系数）
围护结构保温能力的选择，要根据气候条件和房间的使用要求， 按照设计准则，并按照经济和节能原则而定。
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建筑保温的传热-----稳定传热
•建筑保温设计考虑的不利情况是在冬季阴天。 •室外为稳定低温，并且昼夜温度波动较小，室内是由供 暖设备保持一定温度，热量持续由室内流向室外，因此 冬季围护结构的传热可以粗略的主要按稳定传热计算
。
有人长时间停留时[∆t]=2.5C
。
有人短时间停留时[∆t]=5.0C
•外墙或屋顶为轻质材料，如单一轻骨料混凝土单一材料墙体等 ，而且建筑的要求质量较高时，须在最小传热阻基础上加上一 附加值。《轻质外墙最小传热阻的附加值 》---表4-4
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二、建筑节能与传热系数限值法 ----最大传热系数法
1、居住建筑的保温与节能： 采暖区：累计日平均气温低于或等于5℃的天数，在90天以上的地区为
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5.2 非透明围护结构的保温与节能：
国家建筑设计规范和节能标准对非透明围护结 构的保温与节能提出有具体要求
建筑外围护结构非透明部分：外墙、屋顶、地 面、与室外空气接触的架空的楼地面、非透明 幕墙、非采暖楼梯间等。
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一） 围护结构的保温、节能设计准则
建筑保温节能设计的有关规定
• 一、《民用建筑设计规范》（DB50176-93）-------规定 最小传热阻。 • 二、《民用建筑节能设计标准》（JGJ26-86）----------围护 结构传热系数值作了限定。
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二、建筑节能与传热系数限值法 ----最大传热系数法 4）地板的保温设计
采暖房屋地板的热工性能对室内热环境的质量、对人体的热舒 适有重要的影响。对于底层地板，和屋顶、外墙一样，也应有 必要的保温能力。
地板保温的特点：
a）由于地面下土壤温度的年变化比室外空气小很多，因此冬 季地面散热最大的部分是靠近外墙的地面，其宽度约在 0.5m~2m左右。我国规范规定，对于严寒地区采暖建筑的底层 地面，当建筑物周围无采暖管沟时，在外墙内侧0.5m~1.0m范 围内应铺设保温层，其热阻不应小于外墙的热阻。
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建筑保温设计综合处理的措施：
3）选择合理的建筑体型、朝向和平面形式：
对寒冷地区的建筑，从体型上考虑节能问题主要包 括两方面：一是尽量节省外围护结构面积；二是使 建筑物能充分争取到冬季的日辐射得热。如体型过 于复杂，外表面面积较大，热损失越多。
对同样体积的建筑物，在各面外围护结构的传热情 况均相同时，外围护结构的面积愈小则传出的热量 愈小。表面积与体积的关系用“体型系数”（S） 来表示，即 一栋建筑的外表面积F0与其所包围的体 积V0之比，S= F0 / V0
建筑保温设计综合处理的措施：
6）建筑物具有舒适、高效的供热系统
当室外气温昼夜波动，为使室内热环境能维持所需的标准，除了 房间应有一定得热稳定性外，在供热方式供热的间歇时间不宜太 长，以防夜间温度达不到基本的热舒适标准。
建筑保温与节能，一是保证室内热环境的舒适性，尽可能降低建 筑物的采暖能耗；二是提高能源的利用率，在采暖建筑中配置高 效率的供热系统，从而实现建筑节能的总体目标。
建筑保温包括： 建筑方案设计中的保温综合处理 围护结构保温
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本讲主要内容
5.1：建筑保温与节能设计策略 5 2：非透明围护结构的保温与节能 5.3：保温材料与构造 5.4：透明围护结构的保温与节能 5.5：被动式太阳能利用设计
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5.1 建筑保温与节能设计策略
在严寒和寒冷地区，为了保证室内热环境的舒适度，一 方面加强建筑保温，另一方面有采暖设备提供热量。
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二、建筑节能与传热系数限值法 ----最大传热系数法
围护结构的传热系数K的计算公式：
K 1 R0
R0 Ri R Re
外墙的平均传热系数
：
Km
K p Fp1
KB1FB1 KB2FB2 Fp FB1 FB2 FB3
K B3 FB3
KP―外墙主体部位的传热系数，W/(m2•K) KB―外墙非主体部位的传热系数，W/(m2•K)
第五讲： 第3章：建筑保温节能设计
建筑的体型与围护结构的设计
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围护结构的作用
围护结构 墙、屋顶、 门窗、地面
围护结构的作用 保温 隔热 通风
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建筑保温问题
在我国大约有占全国总面积70%的地区冬季室内 需要采暖。这些地区的建筑在设计上既要考虑保证 良好的室内热环境，还要注意节省采暖的能耗和建 造费用，即需要注意建筑保温问题。
采暖区。主要包括东北、西北和华北地区。 采暖居住建筑节能目标：第一阶段：1986年后的建筑与之前比节能
30%；第二阶段：1996年后建筑，与第一阶段之前的能耗比节能50%； 第三阶段：是在达到第二阶段要求的基础上再节能30%，从而达到节 能65%的目标。 居住建筑的采暖节能指标由建筑围护结构和采暖系统共同完成。建筑 围护结构所承担不同阶段的节能比例是：20%、35%、50%。 由此可推断：各地区在一定气候条件下，建筑体系系数一定时，室内 采暖温度为18℃，建筑外围护结构传热系数的限值（参见表3-1）