第五讲:第3章:建筑保温与节能

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当建筑本身设计有良好的热工性能时,维持室内热环境 需要的供热量较小;反之,建筑本身的热工性能较差时, 则不仅难以达到应有的室内热环境标准,还将使供暖能 耗大幅度增加,甚至在围护结构内表面或内部产生结露、 受潮等。
在进行建筑保温设计时,要充分利用有利因素,克服不 利因素,应注意以下几方面的处理措施:
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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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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)
t e
冬季室外计算温度p62,依据热惰性指标大小,查p91表
4-1得出
t 室内空气与外墙或屋顶内表面之间的允许温差,查表4-3
n 温差修正系数,某些结构外表面不与室外空气直接接触, 而对室内温差加以修正。表4-2
Ri 内表面换热阻,查表
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围护结构冬季室外计算温度 te
类型 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
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。
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;
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。
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体型系数(S)
如建筑物的高 度相同,则其 平面形式为圆 形时体形系数 最小,依次为 正方形、长方 形以及其他组 合形式。
每一层建筑面积为500平米的6层单元式居住建筑,总高均为 16.8米,各面围护结构的传热能力相同。当采用不同平面型 式时,由于体型系数的差别对其每平米面积耗热量的影响。
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体型系数(S)
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)
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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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
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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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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。

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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建筑保温设计综合处理的措施 1)、充分利用再生能源
太阳能、风能、地热能
大量的生土建筑、窑洞、土坯房以及各种类型的 地下、半地下的覆土建筑都是对地热能的很好利 用。具有冬暖夏凉、坚固耐用的优点。
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充分利用太阳能
在建筑中利用太阳能一般包括两方面的涵义: 一是从节约能源的角度考虑,太阳是一种洁净、
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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。
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
1
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
2
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。
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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)
---------围护结构的传热阻就不能小于某个最低
R 限度值,称为最低传热阻----0.min 24
最小传热阻的确定
根据《民用建筑热工设计规范》(GB5017---93)最小传
热阻的计算公式如下:
R0.min 最小传热阻
R0.min
ti te t
n Ri
t i
冬季室内计算温度,一般居住建筑取18℃,高级住宅、医 疗、托幼建筑取20 ℃;
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)
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。
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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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5.2 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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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。
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。
22源自文库
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
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二、建筑节能与传热系数限值法 ----最大传热系数法
2、公共建筑的保温与节能: 公共建筑节能目标:第一阶段:节能50%;第二阶段:
12010年后新建的采暖公共建筑,在第一阶段的基础上再节 能30%;实现节能65%的目标。 建筑非透明围护结构的热工设计要求: ㈠、严寒、寒冷地区的建筑的体形系数应小于或等于0.4; ㈡、在一定的气候分区中,围护结构的传热系数不得大于限值, 参见表3-2.
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