建筑保温设计综合处理基本原则
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Manipulation
体形系数：S＝F/V
每层建筑面积为500平方米，高度为16.8m的6层单元居住建筑， 各面围护结构的传热能力相同，采用不同平面形式时体形系 数。 外表面积 体型系数 耗热量/平方米
1831.57
0.218
91.5
1:1
2002.59
0.238
100
1:2
2093.98
0.249
第二节 外墙和屋顶的保温设计 Outer Wall and Roof Heat Preservation
第二节 外墙和屋顶的保温设计 Outer Wall and Roof Heat Preservation
第二节 外墙和屋顶的保温设计 Outer Wall and Roof Heat Preservation
+
R2 S 2
=
0.02 0.81
X 10.12
+
0.24 0.76
X 10.16
=
3.464
查表3-1得 D为III型 ，西安的计算温度为－10℃
R0,min
=
(ti
− te )n Δt
Ri
=
(18 +10) X1 6
X
0.11 =
0.513
∴ R0,min > R0 不满足保温要求
石灰砂浆：0.02m P＝1600kg/m3 λ＝0.81 S＝10.12 砖： 0.24m P＝1800kg/m3 λ＝0.76 S＝10.16
轻质实心砌块
砖、
第二节 外墙和屋顶的保温设计 Outer Wall and Roof Heat Preservation
d.混合构造
5
第二节 外墙和屋顶的保温设计 Outer Wall and Roof Heat Preservation
2.单设保温种类：外保温、内保温、中间保温 ●外保温
优点：切断冷桥，充分发挥保温材料的作用 缺点：技术较复杂，粘接料、面层材料要求高 ●内保温 优点：施工简单 缺点：无法切断冷桥，不能充分发挥保温材料的作用 ●夹心保温 优点：面层可用传统材料，保温材料得到较好的保护 缺点：内外两层皮，抗震性差，有冷桥
补充相关一些常用墙体材料性能：
4
第二节 外墙和屋顶的保温设计 Outer Wall and Roof Heat Preservation
第二节 外墙和屋顶的保温设计 Outer Wall and Roof Heat Preservation
第二节 外墙和屋顶的保温设计 Outer Wall and Roof Heat Preservation
防止冷风渗透（avoid cold wind penetrating）： a.门 窗 b.围护结构表面减少对流
体形系数：S＝F/V
第一节 建筑保温设计综合处理基本原则 Heat Preservation Principles in Building
Manipulation
体形系数（shape coefficient of building） S＝F/V
第一节 建筑保温设计综合处理基本原则 Heat Preservation Principles in Building
来自百度文库Manipulation
2.建筑层面：(Architecture)
平面(plane)：处理好建筑各部分的组合关系，合理设置 出入口位置和朝向。
立面、剖面(Elevation 、Section）：朝向、窗墙比来保 证太阳辐射
第三章 建筑保温 Building Heat Preservation
第一节 建筑保温设计综合处理基本原则 Heat Preservation Principles in Building
Manipulation 保温设计的原则
1.合理规划：Rational Planning
利用微气候（microclimate）的小环境，利用水体 （water）、绿化（virescence），从建筑的选址 （location）、群体（colony）和单体的布局 (layout)、朝向（orientation）、间距（space）、 日照（sunlight）等方面充分利用自然的有利因素。
吗？
S = F /V = 5/1= 5
不仅和形状有关系，建筑的规模越大，其体形系数越小。因 此单层的小建筑的体形系数一般比较大，而规模较大的建 筑，体形系数一般比较低。
第一节 建筑保温设计综合处理基本原则 Heat Preservation Principles in Building
Manipulation
混合砂浆： p＝1700 λ＝0.87 S＝10.79 d＝0.02
加气混凝土： p＝500 λ＝0.24 S＝3.45 d＝？
算
水泥砂浆： p＝1800 λ＝0.93
S＝11.26 d＝0.02
第二节 外墙和屋顶的保温设计 Outer Wall and Roof Heat Preservation
0.87 0.93
混合砂浆： p＝1700 λ＝0.87 S＝10.79 d＝0.02
加气混凝土： p＝500 λ＝0.24 S＝3.45 d＝？
水泥砂浆： p＝1800 λ＝0.93 S＝11.26 d＝0.02
第二节 外墙和屋顶的保温设计 Outer Wall and Roof Heat Preservation
2.冬季室外温度te
第二节 外墙和屋顶的保温设计 Outer Wall and Roof Heat Preservation
3.室内空气温度和外墙内表面温差Δt
R0,min
=
(ti
− te )n Δt
Ri
4.温差修正系数的确定n 表3-3 5.内表面换热阻Ri 6.轻质外墙最小传热阻的附加值 ％
表3-4
d2 = R2λ2 = 0.52 X 0.24 = 0.125
若取d＝0.15,则实际热惰性为
D = R1S1 + R2S2 + R3S3
= 0.02 X10.79 + 0.15 X 3.45 + 0.02 X11.26
0.87
0.24
0.93
= 2.625
因D值在1.6~4.0之间，为III型，原 假设II型不合适，重新按照III型计
第二节 外墙和屋顶的保温设计 Outer Wall and Roof Heat Preservation
二.绝热材料（Insulation Materials） 定义：导热系数＜0.25。保温材料/隔热材料。
1.相关因素：
孔隙率(interspace ratio)
N = V1 X100% V2
a.密度：最佳密度
3.其他层面：
充分利用可再生能源： a.太阳能的利用 b.生物能 c.风能等 合理的供热系统
房间良好的热特性
第二节 外墙和屋顶的保温设计 Outer Wall and Roof Heat Preservation
保温设计考虑的方面 (factors)：
1.保证内表面不结露 2.限制内表面温度，避免过强的冷辐射效应 3.热损失尽可能小（经济合理性） 4.应有相应的热稳定性
0.87 0.93 d2 = R2λ2 = 0.572X 0.24 = 0.137m
混合砂浆： p＝1700 λ＝0.87 S＝10.79 d＝0.02
加气混凝土： p＝500 λ＝0.24 S＝3.45 d＝？
水泥砂浆： p＝1800 λ＝0.93 S＝11.26 d＝0.02
若取d＝0.15m，满足最小热阻要求，D＝2.625,假设III型正确
Ri
=
(18 +12) X1 6
X 0.11 =
0.55
因为是加气混凝土单一材料墙体，附加值为30%
R0,min = 1.3X 0.55 = 0.715 加气混凝土最小保温层为 R2,min = R0,min − Ri − R1 − R2 − Re = 0.715 − 0.11− 0.02 − 0.02 − 0.04 = 0.52
第二节 外墙和屋顶的保温设计 Outer Wall and Roof Heat Preservation
b.湿度：
重量湿度ωw
=
G总 − G绝干 G 绝干
X 100%
体积湿度ωv
=
V水 V总
X 100%
ωv
=
ρ 1000
ωw
%
水：0.58 冰：2.33 空气：0.03
第二节 外墙和屋顶的保温设计 Outer Wall and Roof Heat Preservation
2
第二节 外墙和屋顶的保温设计 Outer Wall and Roof Heat Preservation
已知北京市冬季室外计算温度te分别为－9, －12, －14, － 16,墙体采用加气砼板，计算保温层的低限为多厚。
解：假设为II型结构，则te＝12 n＝1
R0,min
=
(ti
− te )n Δt
104.6
1:3
2235.1
0.266
111.6
1:4 2379.24
0.283
118.7
1
第一节 建筑保温设计综合处理基本原则 Heat Preservation Principles in Building
Manipulation
体形系数：S＝F/V
思考：如果建筑 长宽高比例1:1:1, 体形系数是5,这 不是很大很大
第二节 外墙和屋顶的保温设计 Outer Wall and Roof Heat Preservation
三.保温构造的方案
1.保温构造种类 a.单设保温
北京地区自2004年7月1日起推行居住建筑节能 新标准，实现节能65%目标，外墙保温常用厚度 聚苯板（砼外墙70-110mm，KP1砖外墙60100mm） 挤塑聚苯板（砼外墙35-70mm，KP1砖外墙3060mm） 喷涂硬质聚氨酯（砼外墙35-70mm，KP1砖外墙 30-60mm）
建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的比值。
《民用建筑节能设计规范（采暖居住建筑部分）》中规定
第一节 建筑保温设计综合处理基本原则 Heat Preservation Principles in Building
Manipulation
第一节 建筑保温设计综合处理基本原则 Heat Preservation Principles in Building
玻璃棉
a.轻质成形板及成品板材（Bulk Insulation Materials） 加气混凝土板、陶粒混凝土板、GRC板、 彩色夹心钢板等
b.空气间层构造及空心砌体（Air Space Insulation Materials） 石膏空心板 空心砌块等
c.反射材料 铝箔
第二节 外墙和屋顶的保温设计 Outer Wall and Roof Heat Preservation
第二节 外墙和屋顶的保温设计 Outer Wall and Roof Heat Preservation
b.封闭空气间层 合适间层厚度：4～5cm 间层表面涂强反射材料
空心砌块一个大孔洞改为2-3个小孔洞， 热阻有较高的提高。
封闭空气间层是保证高热阻的条件，所 以砌筑砂浆饱满是很重要的。
c.保温和承重结合 空心砌块、空心板、多孔
第二节 外墙和屋顶的保温设计 Outer Wall and Roof Heat Preservation
已知西安地区试验证图3-1所示外墙是否满足住宅的热工要求。
R0 = Ri + R1 + R2 + Re = 0.11+ 0.02 + 0.24 + 0.04 = 0.49
0.81 0.76
D
=
R1S1
c.温度 温度越高，导热系数越大
d.热流方向 材料为各向异性的材料影响大。 如：木材，玻璃纤维等。
3
第二节 外墙和屋顶的保温设计 Outer Wall and Roof Heat Preservation
2.绝热材料的构造 形态：多孔的、松散的、粒状的 化学成分：有机的 软木 木丝板 稻壳 无机的 矿渣 膨胀蛭石 矿棉
按照III型，te＝－14℃
R0,min
=
(ti
− te )n Δt
Ri
=
(18 +14) X1 6
X 0.11 =
0.59
R0,min = 1.3X 0.59 = 0.767
R2,min = R0,min − Ri − R1 − R2 − Re = 0.767 − 0.11− 0.02 − 0.02 − 0.04 = 0.572
3.绝热材料（Insulation Materials）的选择：
a. 物理性能 b. 材料的强度 c. 耐久性 d. 耐火 e. 耐腐蚀性 还应结合建筑的使用性质、构造方案、施工工艺、材料来
源、经济因素等。 还考虑美观、调湿、抗菌和去污等性能，还要求材料生产能
耗低，污染小，易降解，对环境破坏作用小。
第二节 外墙和屋顶的保温设计 Outer Wall and Roof Heat Preservation
一.最小传热阻的确定 1.冬季室内计算温度ti
R0,min
=
(ti
− te )n Δt
Ri
(m2iK /W )
一般居住 18
高级建筑、医疗和福利建筑、托幼 20
工业企业的辅助建筑按照《工业企业卫生标准》取值
体形系数：S＝F/V
每层建筑面积为500平方米，高度为16.8m的6层单元居住建筑， 各面围护结构的传热能力相同，采用不同平面形式时体形系 数。 外表面积 体型系数 耗热量/平方米
1831.57
0.218
91.5
1:1
2002.59
0.238
100
1:2
2093.98
0.249
第二节 外墙和屋顶的保温设计 Outer Wall and Roof Heat Preservation
第二节 外墙和屋顶的保温设计 Outer Wall and Roof Heat Preservation
第二节 外墙和屋顶的保温设计 Outer Wall and Roof Heat Preservation
+
R2 S 2
=
0.02 0.81
X 10.12
+
0.24 0.76
X 10.16
=
3.464
查表3-1得 D为III型 ，西安的计算温度为－10℃
R0,min
=
(ti
− te )n Δt
Ri
=
(18 +10) X1 6
X
0.11 =
0.513
∴ R0,min > R0 不满足保温要求
石灰砂浆：0.02m P＝1600kg/m3 λ＝0.81 S＝10.12 砖： 0.24m P＝1800kg/m3 λ＝0.76 S＝10.16
轻质实心砌块
砖、
第二节 外墙和屋顶的保温设计 Outer Wall and Roof Heat Preservation
d.混合构造
5
第二节 外墙和屋顶的保温设计 Outer Wall and Roof Heat Preservation
2.单设保温种类：外保温、内保温、中间保温 ●外保温
优点：切断冷桥，充分发挥保温材料的作用 缺点：技术较复杂，粘接料、面层材料要求高 ●内保温 优点：施工简单 缺点：无法切断冷桥，不能充分发挥保温材料的作用 ●夹心保温 优点：面层可用传统材料，保温材料得到较好的保护 缺点：内外两层皮，抗震性差，有冷桥
补充相关一些常用墙体材料性能：
4
第二节 外墙和屋顶的保温设计 Outer Wall and Roof Heat Preservation
第二节 外墙和屋顶的保温设计 Outer Wall and Roof Heat Preservation
第二节 外墙和屋顶的保温设计 Outer Wall and Roof Heat Preservation
防止冷风渗透（avoid cold wind penetrating）： a.门 窗 b.围护结构表面减少对流
体形系数：S＝F/V
第一节 建筑保温设计综合处理基本原则 Heat Preservation Principles in Building
Manipulation
体形系数（shape coefficient of building） S＝F/V
第一节 建筑保温设计综合处理基本原则 Heat Preservation Principles in Building
来自百度文库Manipulation
2.建筑层面：(Architecture)
平面(plane)：处理好建筑各部分的组合关系，合理设置 出入口位置和朝向。
立面、剖面(Elevation 、Section）：朝向、窗墙比来保 证太阳辐射
第三章 建筑保温 Building Heat Preservation
第一节 建筑保温设计综合处理基本原则 Heat Preservation Principles in Building
Manipulation 保温设计的原则
1.合理规划：Rational Planning
利用微气候（microclimate）的小环境，利用水体 （water）、绿化（virescence），从建筑的选址 （location）、群体（colony）和单体的布局 (layout)、朝向（orientation）、间距（space）、 日照（sunlight）等方面充分利用自然的有利因素。
吗？
S = F /V = 5/1= 5
不仅和形状有关系，建筑的规模越大，其体形系数越小。因 此单层的小建筑的体形系数一般比较大，而规模较大的建 筑，体形系数一般比较低。
第一节 建筑保温设计综合处理基本原则 Heat Preservation Principles in Building
Manipulation
混合砂浆： p＝1700 λ＝0.87 S＝10.79 d＝0.02
加气混凝土： p＝500 λ＝0.24 S＝3.45 d＝？
算
水泥砂浆： p＝1800 λ＝0.93
S＝11.26 d＝0.02
第二节 外墙和屋顶的保温设计 Outer Wall and Roof Heat Preservation
0.87 0.93
混合砂浆： p＝1700 λ＝0.87 S＝10.79 d＝0.02
加气混凝土： p＝500 λ＝0.24 S＝3.45 d＝？
水泥砂浆： p＝1800 λ＝0.93 S＝11.26 d＝0.02
第二节 外墙和屋顶的保温设计 Outer Wall and Roof Heat Preservation
2.冬季室外温度te
第二节 外墙和屋顶的保温设计 Outer Wall and Roof Heat Preservation
3.室内空气温度和外墙内表面温差Δt
R0,min
=
(ti
− te )n Δt
Ri
4.温差修正系数的确定n 表3-3 5.内表面换热阻Ri 6.轻质外墙最小传热阻的附加值 ％
表3-4
d2 = R2λ2 = 0.52 X 0.24 = 0.125
若取d＝0.15,则实际热惰性为
D = R1S1 + R2S2 + R3S3
= 0.02 X10.79 + 0.15 X 3.45 + 0.02 X11.26
0.87
0.24
0.93
= 2.625
因D值在1.6~4.0之间，为III型，原 假设II型不合适，重新按照III型计
第二节 外墙和屋顶的保温设计 Outer Wall and Roof Heat Preservation
二.绝热材料（Insulation Materials） 定义：导热系数＜0.25。保温材料/隔热材料。
1.相关因素：
孔隙率(interspace ratio)
N = V1 X100% V2
a.密度：最佳密度
3.其他层面：
充分利用可再生能源： a.太阳能的利用 b.生物能 c.风能等 合理的供热系统
房间良好的热特性
第二节 外墙和屋顶的保温设计 Outer Wall and Roof Heat Preservation
保温设计考虑的方面 (factors)：
1.保证内表面不结露 2.限制内表面温度，避免过强的冷辐射效应 3.热损失尽可能小（经济合理性） 4.应有相应的热稳定性
0.87 0.93 d2 = R2λ2 = 0.572X 0.24 = 0.137m
混合砂浆： p＝1700 λ＝0.87 S＝10.79 d＝0.02
加气混凝土： p＝500 λ＝0.24 S＝3.45 d＝？
水泥砂浆： p＝1800 λ＝0.93 S＝11.26 d＝0.02
若取d＝0.15m，满足最小热阻要求，D＝2.625,假设III型正确
Ri
=
(18 +12) X1 6
X 0.11 =
0.55
因为是加气混凝土单一材料墙体，附加值为30%
R0,min = 1.3X 0.55 = 0.715 加气混凝土最小保温层为 R2,min = R0,min − Ri − R1 − R2 − Re = 0.715 − 0.11− 0.02 − 0.02 − 0.04 = 0.52
第二节 外墙和屋顶的保温设计 Outer Wall and Roof Heat Preservation
b.湿度：
重量湿度ωw
=
G总 − G绝干 G 绝干
X 100%
体积湿度ωv
=
V水 V总
X 100%
ωv
=
ρ 1000
ωw
%
水：0.58 冰：2.33 空气：0.03
第二节 外墙和屋顶的保温设计 Outer Wall and Roof Heat Preservation
2
第二节 外墙和屋顶的保温设计 Outer Wall and Roof Heat Preservation
已知北京市冬季室外计算温度te分别为－9, －12, －14, － 16,墙体采用加气砼板，计算保温层的低限为多厚。
解：假设为II型结构，则te＝12 n＝1
R0,min
=
(ti
− te )n Δt
104.6
1:3
2235.1
0.266
111.6
1:4 2379.24
0.283
118.7
1
第一节 建筑保温设计综合处理基本原则 Heat Preservation Principles in Building
Manipulation
体形系数：S＝F/V
思考：如果建筑 长宽高比例1:1:1, 体形系数是5,这 不是很大很大
第二节 外墙和屋顶的保温设计 Outer Wall and Roof Heat Preservation
三.保温构造的方案
1.保温构造种类 a.单设保温
北京地区自2004年7月1日起推行居住建筑节能 新标准，实现节能65%目标，外墙保温常用厚度 聚苯板（砼外墙70-110mm，KP1砖外墙60100mm） 挤塑聚苯板（砼外墙35-70mm，KP1砖外墙3060mm） 喷涂硬质聚氨酯（砼外墙35-70mm，KP1砖外墙 30-60mm）
建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的比值。
《民用建筑节能设计规范（采暖居住建筑部分）》中规定
第一节 建筑保温设计综合处理基本原则 Heat Preservation Principles in Building
Manipulation
第一节 建筑保温设计综合处理基本原则 Heat Preservation Principles in Building
玻璃棉
a.轻质成形板及成品板材（Bulk Insulation Materials） 加气混凝土板、陶粒混凝土板、GRC板、 彩色夹心钢板等
b.空气间层构造及空心砌体（Air Space Insulation Materials） 石膏空心板 空心砌块等
c.反射材料 铝箔
第二节 外墙和屋顶的保温设计 Outer Wall and Roof Heat Preservation
第二节 外墙和屋顶的保温设计 Outer Wall and Roof Heat Preservation
b.封闭空气间层 合适间层厚度：4～5cm 间层表面涂强反射材料
空心砌块一个大孔洞改为2-3个小孔洞， 热阻有较高的提高。
封闭空气间层是保证高热阻的条件，所 以砌筑砂浆饱满是很重要的。
c.保温和承重结合 空心砌块、空心板、多孔
第二节 外墙和屋顶的保温设计 Outer Wall and Roof Heat Preservation
已知西安地区试验证图3-1所示外墙是否满足住宅的热工要求。
R0 = Ri + R1 + R2 + Re = 0.11+ 0.02 + 0.24 + 0.04 = 0.49
0.81 0.76
D
=
R1S1
c.温度 温度越高，导热系数越大
d.热流方向 材料为各向异性的材料影响大。 如：木材，玻璃纤维等。
3
第二节 外墙和屋顶的保温设计 Outer Wall and Roof Heat Preservation
2.绝热材料的构造 形态：多孔的、松散的、粒状的 化学成分：有机的 软木 木丝板 稻壳 无机的 矿渣 膨胀蛭石 矿棉
按照III型，te＝－14℃
R0,min
=
(ti
− te )n Δt
Ri
=
(18 +14) X1 6
X 0.11 =
0.59
R0,min = 1.3X 0.59 = 0.767
R2,min = R0,min − Ri − R1 − R2 − Re = 0.767 − 0.11− 0.02 − 0.02 − 0.04 = 0.572
3.绝热材料（Insulation Materials）的选择：
a. 物理性能 b. 材料的强度 c. 耐久性 d. 耐火 e. 耐腐蚀性 还应结合建筑的使用性质、构造方案、施工工艺、材料来
源、经济因素等。 还考虑美观、调湿、抗菌和去污等性能，还要求材料生产能
耗低，污染小，易降解，对环境破坏作用小。
第二节 外墙和屋顶的保温设计 Outer Wall and Roof Heat Preservation
一.最小传热阻的确定 1.冬季室内计算温度ti
R0,min
=
(ti
− te )n Δt
Ri
(m2iK /W )
一般居住 18
高级建筑、医疗和福利建筑、托幼 20
工业企业的辅助建筑按照《工业企业卫生标准》取值