建筑物理3建筑保温与节能.pptx
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保温材料：习惯上把用于控制室内热量外流的叫保温材料。
隔热材料：防止室外热量进入室内的叫做隔热材料。
➢ 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。
➢ 影响材料导热系数的因素很多，例如密实性，内部孔隙的 大小、数量、形状，材料的湿度，材料固体部分的化学性质 以及工作温度等。在常温下，这一系列因素中影响最大的是 密度和湿度。
3.3 保温材料与构造
-----3.3.1保温材料
导热系数随孔隙率增加而减小，即 密度越小，导热系数也越小。但密度 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， 存在有最佳密度。
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。
封闭的空气层有良好的绝热作用。
3、保温与承重相结合
空心板、空心砌块、轻质实心砌块等，既能载重又能保温。
空心砌块保温与承重结合构造
3.3 保温材料与构造
Baidu Nhomakorabea
4、混合型构造
-----3.3.2 保温构造的类型
当单独用某一种方式不能满足保温要求，或为达到保温要求而造成技术
经济上不合理时，往往采用混合型保温构造。例如既有实体保温层，又有空
3.3 保温材料与构造
-----3.3.2 保温构造的类型
1）单设保温层
由导热系数很小的材料作保温层起主要保温作用。 保温层不 起承重作用，所以选择的灵活性较大，不论是板块状，纤维状 以至松散颗粒状材料均可应用。
外粉墙 砖砌体
单设保温层结构示例
内粉墙 隔汽层 保温层
3.3 保温材料与构造
-----3.3.2 保温构造的类型 2、封闭空气间层保温
第3章 建筑保温与节能
3.1 建筑保温与节能设计策略 3.2 非透明围护结构的保温与节能 3.3 保温材料与构造 3.4 透明围护结构的保温与节能 3.5 被动式太阳能利用设计
3.3 保温材料与构造
-----3.3.1保温材料
绝热材料：所谓绝热材料是指那些绝热性能比较高，也就是 导热系数比较小的材料。究竟导热系数小到什么程度才算绝 热材料，并没有绝对的标准，通常是把绝热系数小于0.3，并 能用于绝热工程的。
（3）保温层放在外侧时，将减少保温层内部产生水蒸气凝结的 可能性。
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。
3.3 保温材料与构造
-----3.3.1保温材料 3）保温材料的选择：
3.3 保温材料与构造
-----3.3.1保温材料 1）密度对导热系数的影响
密度：单位体积材料的重量。 孔隙率：材料中孔隙所占的体积与材料整体体积的百分比。
N V1 100% V2
式中：V1-----孔隙所占的体积 V2-----材料整体体积
密度能很好地表明材料孔隙率的大小，一般情况下，密度较小， 孔隙率越大。
a--内饰面层；b--承重层；c--空气层；d--保温层；e—外饰 面层
从建筑热工角度上看， 外保温优点较多，但内保温往往施 工比较简单，中间保温有利于用松散填充材料作保温层。
13
3.3 保温材料与构造
-----3.3.3 单设保温层复合构造的形式及特点 外保温优点: （1）使墙或屋顶的主要部分受到保护，大大降低 温度应力的起伏，提高结构的耐久性。
g ：材料的干密度
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。
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。
3.3 保温材料与构造
-----3.3.1保温材料
➢ 保温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。
➢ 材料的选择要结合建筑物的使用性质、构造方案、施工工艺、 材料的来源以及经济指标等因素，要按材料的热物理指标及有 关的物理化学性质进行具体分析。
气层和承重层的外墙或屋顶结构。如图是一个200C的恒温车间外墙构造。
4
1—混凝土；
1
5
2—粘结剂；
6
3—聚氨脂泡沫塑料；
2
4—木纤维板；
7
3
5—塑料薄膜；
8 6—铝箔纸板；
7—空气间层；
8—胶合板涂油漆
3.3 保温材料与构造
-----3.3.3 单设保温层复合构造的形式及特点
当采用单设保温层的复合墙体（或屋顶）时，保温层 的位置，对结构及房间的使用质量，造价、施工、维 护费用等各方面都有重大影响。保温层在承重层的室 内侧，叫内保温；在室外侧，叫外保温，有时保温层 可设置在两层密实结构层的中间，叫夹芯保温。过去， 墙体多用内保温，屋顶则多用外保温；近年来，在严 寒和寒冷地区外墙、屋顶采用外保温和夹芯保温的做 法较为常见。
外保温：
围护结构的温 度应力的起伏减 小
内保温
使外侧的承重墙 常年受到冬夏季 的较大温差（可 达80~90度）的 反复作用，
3.3 保温材料与构造
-----3.3.3 单设保温层复合构造的形式及特点
（2）由于承重层材料的热容量一般都远比保温层大，所以这种
布置方式对房间热稳定性有利。当供热不均匀时可保证围护结构 内表面的温度不致急剧下降，从而使室温不致很快下降。
3.3 保温材料与构造
-----3.3.1保温材料
2）湿度对导热系数的影响
重量湿度：指试样中所含水分的重量与绝干状态下试样重量的百分比
ww
G1 - G2 G2
´ 100 0 0
体积湿度：湿试样中水分所占体积与整个试样体积的百分比
w v
V1 V2
´ 100 00
重量湿度和体积湿度的换算：
w
g
w
v 1000 w
隔热材料：防止室外热量进入室内的叫做隔热材料。
➢ 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。
➢ 影响材料导热系数的因素很多，例如密实性，内部孔隙的 大小、数量、形状，材料的湿度，材料固体部分的化学性质 以及工作温度等。在常温下，这一系列因素中影响最大的是 密度和湿度。
3.3 保温材料与构造
-----3.3.1保温材料
导热系数随孔隙率增加而减小，即 密度越小，导热系数也越小。但密度 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， 存在有最佳密度。
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。
封闭的空气层有良好的绝热作用。
3、保温与承重相结合
空心板、空心砌块、轻质实心砌块等，既能载重又能保温。
空心砌块保温与承重结合构造
3.3 保温材料与构造
Baidu Nhomakorabea
4、混合型构造
-----3.3.2 保温构造的类型
当单独用某一种方式不能满足保温要求，或为达到保温要求而造成技术
经济上不合理时，往往采用混合型保温构造。例如既有实体保温层，又有空
3.3 保温材料与构造
-----3.3.2 保温构造的类型
1）单设保温层
由导热系数很小的材料作保温层起主要保温作用。 保温层不 起承重作用，所以选择的灵活性较大，不论是板块状，纤维状 以至松散颗粒状材料均可应用。
外粉墙 砖砌体
单设保温层结构示例
内粉墙 隔汽层 保温层
3.3 保温材料与构造
-----3.3.2 保温构造的类型 2、封闭空气间层保温
第3章 建筑保温与节能
3.1 建筑保温与节能设计策略 3.2 非透明围护结构的保温与节能 3.3 保温材料与构造 3.4 透明围护结构的保温与节能 3.5 被动式太阳能利用设计
3.3 保温材料与构造
-----3.3.1保温材料
绝热材料：所谓绝热材料是指那些绝热性能比较高，也就是 导热系数比较小的材料。究竟导热系数小到什么程度才算绝 热材料，并没有绝对的标准，通常是把绝热系数小于0.3，并 能用于绝热工程的。
（3）保温层放在外侧时，将减少保温层内部产生水蒸气凝结的 可能性。
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。
3.3 保温材料与构造
-----3.3.1保温材料 3）保温材料的选择：
3.3 保温材料与构造
-----3.3.1保温材料 1）密度对导热系数的影响
密度：单位体积材料的重量。 孔隙率：材料中孔隙所占的体积与材料整体体积的百分比。
N V1 100% V2
式中：V1-----孔隙所占的体积 V2-----材料整体体积
密度能很好地表明材料孔隙率的大小，一般情况下，密度较小， 孔隙率越大。
a--内饰面层；b--承重层；c--空气层；d--保温层；e—外饰 面层
从建筑热工角度上看， 外保温优点较多，但内保温往往施 工比较简单，中间保温有利于用松散填充材料作保温层。
13
3.3 保温材料与构造
-----3.3.3 单设保温层复合构造的形式及特点 外保温优点: （1）使墙或屋顶的主要部分受到保护，大大降低 温度应力的起伏，提高结构的耐久性。
g ：材料的干密度
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。
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。
3.3 保温材料与构造
-----3.3.1保温材料
➢ 保温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。
➢ 材料的选择要结合建筑物的使用性质、构造方案、施工工艺、 材料的来源以及经济指标等因素，要按材料的热物理指标及有 关的物理化学性质进行具体分析。
气层和承重层的外墙或屋顶结构。如图是一个200C的恒温车间外墙构造。
4
1—混凝土；
1
5
2—粘结剂；
6
3—聚氨脂泡沫塑料；
2
4—木纤维板；
7
3
5—塑料薄膜；
8 6—铝箔纸板；
7—空气间层；
8—胶合板涂油漆
3.3 保温材料与构造
-----3.3.3 单设保温层复合构造的形式及特点
当采用单设保温层的复合墙体（或屋顶）时，保温层 的位置，对结构及房间的使用质量，造价、施工、维 护费用等各方面都有重大影响。保温层在承重层的室 内侧，叫内保温；在室外侧，叫外保温，有时保温层 可设置在两层密实结构层的中间，叫夹芯保温。过去， 墙体多用内保温，屋顶则多用外保温；近年来，在严 寒和寒冷地区外墙、屋顶采用外保温和夹芯保温的做 法较为常见。
外保温：
围护结构的温 度应力的起伏减 小
内保温
使外侧的承重墙 常年受到冬夏季 的较大温差（可 达80~90度）的 反复作用，
3.3 保温材料与构造
-----3.3.3 单设保温层复合构造的形式及特点
（2）由于承重层材料的热容量一般都远比保温层大，所以这种
布置方式对房间热稳定性有利。当供热不均匀时可保证围护结构 内表面的温度不致急剧下降，从而使室温不致很快下降。
3.3 保温材料与构造
-----3.3.1保温材料
2）湿度对导热系数的影响
重量湿度：指试样中所含水分的重量与绝干状态下试样重量的百分比
ww
G1 - G2 G2
´ 100 0 0
体积湿度：湿试样中水分所占体积与整个试样体积的百分比
w v
V1 V2
´ 100 00
重量湿度和体积湿度的换算：
w
g
w
v 1000 w