建筑的保温与隔热
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温和地区：最冷月平均温度0～13 ℃ ，最热月平均温度18℃～ 25℃。日平均气温 ≤5 ℃的天数在0—90天
建筑保温综合处理的基本原则
（保温措施）
1、充分利用太阳能：
日照对建筑保温的重要意义： ( 1 ) 太阳能能量密度高； （2）太阳能为清洁能源； （3）太阳能廉价； （4）太阳能有利于人体健康； （5）太阳能的利用非常现实。
一、建筑保温 （一）传热方式与过程
1、传热方式与过程 热传递的方式： 热对流 热传导 热辐射 建筑物维护结构的传热过程： 吸热：外围护结构的内表面从室内空气中吸收热量 传热：维护结构内部由高温向低温的一侧传递热量 放热：维护结构的外表面向低温的空间散发热量
传热的特点：传热发生在有温度差的地方，并且总是 自发地由高温处向低温处传递。
5、窗的设置和保温
玻璃窗的热阻远小于其它维护结构，是保温 重点部位。
（1）增加窗的层数； （2）改善窗框和玻璃的传热性能。
6、热桥处理
建筑保温条件薄弱的局部：墙转角、圈梁、 窗过梁、檐口等处。
外围护结构的保温设计
一、对外围护结构的保温要求 二、低限热阻的确定 三、绝热材料 四、围护结构构造方案的选择
绝热材料的选择：
绝热材料按材质构造分有：多孔的、板（块）状的和松 散状的。
从化学成分看有：无机材料，如膨胀矿渣、泡沫混凝土、 加气混凝土、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、浮石及浮石混凝 土、硅酸盐制品、矿棉、玻璃棉等；有机材料，如软木、 木丝板、甘蔗板、稻壳等；各种泡沫塑料；铝箔等反辐 射性能好的材料。
一般情况下，水得导热系数约为0.58，冰的导热系数约 为2.33，都远大于空气的导热系数0.03。
3Βιβλιοθήκη Baidu温度对导热系数的影响 温度愈高，导热系数愈大。原因是当温度增高时，分
子热运动加剧，此外，孔隙内的辐射换热也增强。 热流方向对导热系数也有影响 主要表现在各向异性材料，如木材、玻璃纤维等，当
热流平行纤维方向，导热系数较大，当热流方向垂直纤 维时，导热系数较小。
如图9-2。
原因是：孔隙率太大，不仅意味着孔隙的数量增 多，而且孔隙也必然增大。其结果，孔壁温差变大， 辐射传热量加大，同时，大孔隙内的对流传热也增多。 特别是由于材料骨架所剩无几，使许多孔隙互相贯通， 使对流显著增加。
材料受潮后，导热系数显著增大。原因是由于孔隙中有 了水分后，附加了水蒸气扩散的传热量，此外还增加了毛细 孔中的液态水分所传导的热量。
2、防止冷风的不利影响：
风对室内气候的影响有两方面：一是通过门窗口或 其它孔隙进入室内，形成冷风渗透；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。
防止冷风的措施：应争取不使大面积外表面朝向冬季 主导风向，当受条件限制不可避免时，也应在迎风面上 尽量少开门窗或其它孔洞，严寒地区还应设置门斗。
一、对外围护结构的保温要求：
围护结构对室内气候的影响，主要是通过内表面温度 体现的。内表面温度过低，不仅影响人体健康，还会 出现表面结露，严重影响卫生，加重结构潮湿状况， 降低结构耐久性。
稳定传热条件下，内表面温度仅决定于室内外温度和
围护结构的总热阻 R0 ， R0 越大则内表温度越高。
就大量性工业和民用建筑，控制围护结构内表面温度 不低于室内露点温度，以保证内表面不致结露是起码 的要求。
二、绝热材料：
绝热材料：指那些绝热性能较好，即导热系数较小的 材料，通常把导 热系数小于 0.25 并能用于绝热工程的材料。 保温材料：习惯上用于控制室内热量外流的材料。
隔热材料：防止室外热量进入室内的材料。
导热系数 是绝热材料最重要、最基本的热物理指标。一定 温差下，导热系数越小，通过一定厚度材料层的热量越小； 同样，为控制一定热流强度所需的材料层厚度也越小。
传热有三种基本方式（如图7-1）： 1. 导热 2. 对流 3. 辐射
实际传热过程 温度场
实际传热过程：
例：冬季，室内通过外墙向室外传热是包含 三种基本传热方式的复杂过程。如图所示：
对流 辐射
导热 对流 辐射
概述：
我国《民用建筑热工设计规范GB50176-93》按下列条件，将全 国划分成五个建筑热工设计分区：
4、使房间具有良好的热特性与合理的供热系统：
热特性应适合使用要求。例如：全天使用的房间应 有较大的热稳定性，以防止室外温度下降或间断供热 时，室温波动太大；对于只白天使用或只有一段时间 使用的房间，要求在开始供热后，室温能较快上升到 所需标准。
当室外气温昼夜波动，特别是寒潮期间连续降温时， 为使室内气候能维持所需的标准，要有合理的供热系 统。
另外，还要综合考虑房间密闭性和透气性的关系。
3、选择合理的建筑体型、朝向
建筑师处理体型与平面设计时，首先应考虑功能要 求，必须正确处理体型，平面形式与保温的关系；否 则，不仅增加采暖费用，浪费能源，而且必然影响围 护结构的热工质量。
尽量减少表面积以减少热量的散失，球形、圆形、 方形、多边形、多层。
经济热阻
按最小传热阻，节省建造费但增加采暖费；无限增加 热阻，节省采暖费但浪费建造费，存在最佳经济热阻。
世界发达国家外墙保温标准逐渐提高。英国（气候与 上海相近）1973年前外墙传热系数1.6w/(m2k)，1974 年后1.0w/(m2k) ，1982年后0.6w/(m2k) ，1988年后 0.45w/(m2k)。与北京相近气候的发达国家约为 0.35w/(m2k)。我国北京为0.9w/(m2k)。
严寒区：最冷月平均温度≤－10℃，日平均气温 ≤5 ℃的天数，在 145天以上的地区；
寒冷区：最冷月平均温度 0～－10 ℃ ，日平均气温 ≤5 ℃的天数 在90—145天的地区；
夏热冬冷区：最冷月平均温度0～10 ℃ ，最热月平均温度25℃～ 30℃；
夏热冬暖区：最冷月平均温度大于10 ℃ ，最热月平均温度25℃～ 29℃；日平均气温 ≥25 ℃的天数在100—200天，夏季防热、冬 季可不保温；
影响导热系数的因素很多，如密实性，内部孔隙的大小、 数量、形状，材料的湿度，材料骨架部分（固体部分）的 化学性质，以及工作温度等。常温下，影响最大的因素是 容重和湿度。
导热系数随孔隙率增加而减小，即容重越小，导热 系数也越小。
但容重小到一定程度后，再加大孔隙率，则导热
系数不仅不再降低，还会变大，存在有最佳容重。例
建筑保温综合处理的基本原则
（保温措施）
1、充分利用太阳能：
日照对建筑保温的重要意义： ( 1 ) 太阳能能量密度高； （2）太阳能为清洁能源； （3）太阳能廉价； （4）太阳能有利于人体健康； （5）太阳能的利用非常现实。
一、建筑保温 （一）传热方式与过程
1、传热方式与过程 热传递的方式： 热对流 热传导 热辐射 建筑物维护结构的传热过程： 吸热：外围护结构的内表面从室内空气中吸收热量 传热：维护结构内部由高温向低温的一侧传递热量 放热：维护结构的外表面向低温的空间散发热量
传热的特点：传热发生在有温度差的地方，并且总是 自发地由高温处向低温处传递。
5、窗的设置和保温
玻璃窗的热阻远小于其它维护结构，是保温 重点部位。
（1）增加窗的层数； （2）改善窗框和玻璃的传热性能。
6、热桥处理
建筑保温条件薄弱的局部：墙转角、圈梁、 窗过梁、檐口等处。
外围护结构的保温设计
一、对外围护结构的保温要求 二、低限热阻的确定 三、绝热材料 四、围护结构构造方案的选择
绝热材料的选择：
绝热材料按材质构造分有：多孔的、板（块）状的和松 散状的。
从化学成分看有：无机材料，如膨胀矿渣、泡沫混凝土、 加气混凝土、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、浮石及浮石混凝 土、硅酸盐制品、矿棉、玻璃棉等；有机材料，如软木、 木丝板、甘蔗板、稻壳等；各种泡沫塑料；铝箔等反辐 射性能好的材料。
一般情况下，水得导热系数约为0.58，冰的导热系数约 为2.33，都远大于空气的导热系数0.03。
3Βιβλιοθήκη Baidu温度对导热系数的影响 温度愈高，导热系数愈大。原因是当温度增高时，分
子热运动加剧，此外，孔隙内的辐射换热也增强。 热流方向对导热系数也有影响 主要表现在各向异性材料，如木材、玻璃纤维等，当
热流平行纤维方向，导热系数较大，当热流方向垂直纤 维时，导热系数较小。
如图9-2。
原因是：孔隙率太大，不仅意味着孔隙的数量增 多，而且孔隙也必然增大。其结果，孔壁温差变大， 辐射传热量加大，同时，大孔隙内的对流传热也增多。 特别是由于材料骨架所剩无几，使许多孔隙互相贯通， 使对流显著增加。
材料受潮后，导热系数显著增大。原因是由于孔隙中有 了水分后，附加了水蒸气扩散的传热量，此外还增加了毛细 孔中的液态水分所传导的热量。
2、防止冷风的不利影响：
风对室内气候的影响有两方面：一是通过门窗口或 其它孔隙进入室内，形成冷风渗透；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。
防止冷风的措施：应争取不使大面积外表面朝向冬季 主导风向，当受条件限制不可避免时，也应在迎风面上 尽量少开门窗或其它孔洞，严寒地区还应设置门斗。
一、对外围护结构的保温要求：
围护结构对室内气候的影响，主要是通过内表面温度 体现的。内表面温度过低，不仅影响人体健康，还会 出现表面结露，严重影响卫生，加重结构潮湿状况， 降低结构耐久性。
稳定传热条件下，内表面温度仅决定于室内外温度和
围护结构的总热阻 R0 ， R0 越大则内表温度越高。
就大量性工业和民用建筑，控制围护结构内表面温度 不低于室内露点温度，以保证内表面不致结露是起码 的要求。
二、绝热材料：
绝热材料：指那些绝热性能较好，即导热系数较小的 材料，通常把导 热系数小于 0.25 并能用于绝热工程的材料。 保温材料：习惯上用于控制室内热量外流的材料。
隔热材料：防止室外热量进入室内的材料。
导热系数 是绝热材料最重要、最基本的热物理指标。一定 温差下，导热系数越小，通过一定厚度材料层的热量越小； 同样，为控制一定热流强度所需的材料层厚度也越小。
传热有三种基本方式（如图7-1）： 1. 导热 2. 对流 3. 辐射
实际传热过程 温度场
实际传热过程：
例：冬季，室内通过外墙向室外传热是包含 三种基本传热方式的复杂过程。如图所示：
对流 辐射
导热 对流 辐射
概述：
我国《民用建筑热工设计规范GB50176-93》按下列条件，将全 国划分成五个建筑热工设计分区：
4、使房间具有良好的热特性与合理的供热系统：
热特性应适合使用要求。例如：全天使用的房间应 有较大的热稳定性，以防止室外温度下降或间断供热 时，室温波动太大；对于只白天使用或只有一段时间 使用的房间，要求在开始供热后，室温能较快上升到 所需标准。
当室外气温昼夜波动，特别是寒潮期间连续降温时， 为使室内气候能维持所需的标准，要有合理的供热系 统。
另外，还要综合考虑房间密闭性和透气性的关系。
3、选择合理的建筑体型、朝向
建筑师处理体型与平面设计时，首先应考虑功能要 求，必须正确处理体型，平面形式与保温的关系；否 则，不仅增加采暖费用，浪费能源，而且必然影响围 护结构的热工质量。
尽量减少表面积以减少热量的散失，球形、圆形、 方形、多边形、多层。
经济热阻
按最小传热阻，节省建造费但增加采暖费；无限增加 热阻，节省采暖费但浪费建造费，存在最佳经济热阻。
世界发达国家外墙保温标准逐渐提高。英国（气候与 上海相近）1973年前外墙传热系数1.6w/(m2k)，1974 年后1.0w/(m2k) ，1982年后0.6w/(m2k) ，1988年后 0.45w/(m2k)。与北京相近气候的发达国家约为 0.35w/(m2k)。我国北京为0.9w/(m2k)。
严寒区：最冷月平均温度≤－10℃，日平均气温 ≤5 ℃的天数，在 145天以上的地区；
寒冷区：最冷月平均温度 0～－10 ℃ ，日平均气温 ≤5 ℃的天数 在90—145天的地区；
夏热冬冷区：最冷月平均温度0～10 ℃ ，最热月平均温度25℃～ 30℃；
夏热冬暖区：最冷月平均温度大于10 ℃ ，最热月平均温度25℃～ 29℃；日平均气温 ≥25 ℃的天数在100—200天，夏季防热、冬 季可不保温；
影响导热系数的因素很多，如密实性，内部孔隙的大小、 数量、形状，材料的湿度，材料骨架部分（固体部分）的 化学性质，以及工作温度等。常温下，影响最大的因素是 容重和湿度。
导热系数随孔隙率增加而减小，即容重越小，导热 系数也越小。
但容重小到一定程度后，再加大孔隙率，则导热
系数不仅不再降低，还会变大，存在有最佳容重。例