建筑物理课件3.ppt

河北工程大学建筑学院河北工程大学建筑学院孙凤明孙凤明4/2/20231第三章第三章 建筑保温建筑保温第三章第三章第三章第三章 建筑保温建筑保温建筑保温建筑保温建筑保温设计综合处理的基本原则建筑保温设计综合处理的基本原则建筑保温设计的有关规定建筑保温设计的有关规定建筑保温综合措施建筑保温综合措施 在我国大约有占全国总面积在我国大约有占全国总面积6060的地区冬季室的地区冬季室内需要供暖，这些地区的建筑在设计上即要考虑保内需要供暖，这些地区的建筑在设计上即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，即需注意建筑保温问题。建筑保温主要建造费用，即需注意建筑保温问题。建筑保温主要包括围护结构和建筑方案设计中的保温综合处理。包括围护结构和建筑方案设计中的保温综合处理。4/2/20232第三章第三章 建筑保温建筑保温第一节第一节 建筑保温设计综合处理的基本原则建筑保温设计综合处理的基本原则 建筑保温设计考虑的不利情况是在冬季阴天、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地主向室外，因此冬季围护结构的传热可以粗略地主要按稳定传热计算。图要按稳定传热计算。图3 31 1为冬季室外温度波动为冬季室外温度波动示意图。示意图。4/2/20233第三章第三章 建筑保温建筑保温图图3 31 1 冬季室外计算温度波动图冬季室外计算温度波动图4/2/20234第三章第三章 建筑保温建筑保温 在进行建筑保温设计时，为了充在进行建筑保温设计时，为了充分利用有利因素，克服不利因素，从分利用有利因素，克服不利因素，从各个方面全面处理有关建筑保温设计各个方面全面处理有关建筑保温设计问题，应注意以下几条基本原则：问题，应注意以下几条基本原则：一、充分利用太阳能一、充分利用太阳能二、防止冷风的不利影响二、防止冷风的不利影响三、选择合理的建筑体形与平面形式三、选择合理的建筑体形与平面形式四、使房间具有良好的热特性与合理四、使房间具有良好的热特性与合理的供热系统的供热系统4/2/20235第三章第三章 建筑保温建筑保温第二节第二节第二节第二节 建筑保温设计的有关规定建筑保温设计的有关规定建筑保温设计的有关规定建筑保温设计的有关规定 我我国国现现行行的的民民用用建建筑筑热热工工设设计计规规范范(GB50176(GB501769393）和和民民用用建建筑筑节节能能设设计计标标准准（采采暖暖居居住住建建筑筑部部分分)（JGJ26JGJ26 9595）公公 共共 建建 筑筑 节节 能能 设设 计计 标标 准准(GB50189-2005)(GB50189-2005)夏夏热热冬冬冷冷地地区区居居住住建建筑筑节节能能设设计计标标准准，(JGJ134(JGJ1342001)2001)夏夏热热冬冬暖暖地地区区居居住住建建筑筑节节能能设设计计标标准准(JGJ75(JGJ752003)2003)中中，对对围围护护结结构构的的保保温温要要求求都都作作了了规规定定。围围护护结结构构保保温温能能力力的的选选择择主主要要是是根根据据气气候候条条件件和和房房间间的的使使用用要要求求，并并按按照照经经济济和和节节能能的的原则而定。原则而定。4/2/20236第三章第三章 建筑保温建筑保温 20062006年国家建设部和质检总局联合发布年国家建设部和质检总局联合发布居居住建筑节能设计标准住建筑节能设计标准，面向公众征求意见。业，面向公众征求意见。业内人士普遍认为，此标准一旦正式实施，意味着内人士普遍认为，此标准一旦正式实施，意味着我国居住建筑节能设计标准将由行业标准升级至我国居住建筑节能设计标准将由行业标准升级至国家标准。国家标准。新标准是在新标准是在19951995年发布的行业标准年发布的行业标准民用建民用建筑节能设计标准筑节能设计标准(采暖居住建筑部分采暖居住建筑部分)、20012001年年发布的行业标准发布的行业标准夏热冬冷地区居住建筑节能设夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准计标准、20032003年发布的行业标准年发布的行业标准夏热冬冷地夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准区居住建筑节能设计标准的基础上，统一修订的基础上，统一修订补充，制定出的包括全国各地区居住建筑节能设补充，制定出的包括全国各地区居住建筑节能设计标准。计标准。4/2/20237第三章第三章 建筑保温建筑保温 20072007年年4 4月月4 4日，河北省建设厅组织召日，河北省建设厅组织召开开居住建筑节能设计标准居住建筑节能设计标准发布宣贯会。发布宣贯会。自自5 5月月1 1日起，日起，居住建筑节能设计标准居住建筑节能设计标准在我省各设区市新建居住建筑中施行，在我省各设区市新建居住建筑中施行，20082008年年1 1月月1 1日在全省施行。日在全省施行。标准标准的发的发布实施，标志着我省居住建筑迈入节能第布实施，标志着我省居住建筑迈入节能第三步。三步。4/2/20238第三章第三章 建筑保温建筑保温 在在民用建筑热工设计规范民用建筑热工设计规范（GB50176GB50176一一9393）中对围护结构规定了最小）中对围护结构规定了最小传热阻以保证使用者的最基本卫生要求，传热阻以保证使用者的最基本卫生要求，在在居住建筑节能设计标准居住建筑节能设计标准中则着重考中则着重考虑经济和节能的需要，二者都是围护结构虑经济和节能的需要，二者都是围护结构保温设计的保温设计的主要依据主要依据。4/2/20239第三章第三章 建筑保温建筑保温一、围护结构的最小传热阻一、围护结构的最小传热阻 围护结构对室内热环境的影响，主要是通过围护结构对室内热环境的影响，主要是通过内表面温度体现的。如内表面的温度太低，不仅内表面温度体现的。如内表面的温度太低，不仅对人产出冷辐射，影响到人的健康，而且如温度对人产出冷辐射，影响到人的健康，而且如温度低于室内露点温度，还会在内表面产生结露，并低于室内露点温度，还会在内表面产生结露，并使围护结构受潮，严重影响室内热环境并降低围使围护结构受潮，严重影响室内热环境并降低围护结构的耐久性。护结构的耐久性。在稳定传热条件下，内表面温度取决于室内在稳定传热条件下，内表面温度取决于室内外温度和围护结构的传热阻，传热阻越大，内表外温度和围护结构的传热阻，传热阻越大，内表面温度越和室内温度接近，即其温度越高。面温度越和室内温度接近，即其温度越高。4/2/202310第三章第三章 建筑保温建筑保温 对大量性工业与民用建筑来说，控制围护结构对大量性工业与民用建筑来说，控制围护结构内表面温度使其不低于室内露点温度以保证内表面内表面温度使其不低于室内露点温度以保证内表面不致结露，同时考虑人体卫生保健的基本需要，并不致结露，同时考虑人体卫生保健的基本需要，并控制通过围护结构的热损失在一定范围之内，围护控制通过围护结构的热损失在一定范围之内，围护结构的总热阻就不能小于某个最低限度值，这个最结构的总热阻就不能小于某个最低限度值，这个最低限度的总热阻称为最小总热阻低限度的总热阻称为最小总热阻R Ro,mino,min 。应当指出，规定这个最小总热阻，并不意味着应当指出，规定这个最小总热阻，并不意味着围护结构的实有热阻一定要刚好等于最小总热阻，围护结构的实有热阻一定要刚好等于最小总热阻，它只是起码的标准，为满足热舒适和建筑节能的需它只是起码的标准，为满足热舒适和建筑节能的需要，实有的热阻完全可以高于它，但不得低于它。要，实有的热阻完全可以高于它，但不得低于它。4/2/202311第三章第三章 建筑保温建筑保温根据根据民用建筑热工设计规范民用建筑热工设计规范(GB50176(GB5017693)93)最小总热阻的计算公式如下：最小总热阻的计算公式如下：式中：式中：R R0,mi n0,mi n最小总热阻，（最小总热阻，（m2 k/wm2 k/w）；）；t ti i冬季室内计算温度，一般居住建筑取冬季室内计算温度，一般居住建筑取1818，高级居住建筑，医疗托幼建筑取高级居住建筑，医疗托幼建筑取2020；t te e冬季室外计算温度（冬季室外计算温度（），其取值应考虑所），其取值应考虑所选用围护结构的热惰性指标（选用围护结构的热惰性指标（D D）值。在规范值。在规范中将围护结构按其中将围护结构按其D D值不同分为值不同分为4 4类，规定了类，规定了4 4种室外计算温度的取值方法，见下表。种室外计算温度的取值方法，见下表。4/2/202312第三章第三章 建筑保温建筑保温注：tw采暖室外计算温度，相当于寒冷期连续10天左右的平均温度，；te 历年最低一日的平均温度，；对于实心墙，当D=6.0时，其冬季室外计算温度均按型取值。表表表表3 3 3 31 1 1 1 围护结构冬季室外计算温度围护结构冬季室外计算温度围护结构冬季室外计算温度围护结构冬季室外计算温度t t t te e e e 4/2/202313第三章第三章 建筑保温建筑保温t围护结构内表面与室内空气间的允许温差（）。根据房间性质及结构，按下表取值。允许温差是根据卫生和经济等要求确定的。按允许温差设计的围护结构，其内表面温度不会产生内表面结露现象，同时可满足卫生和控制围护结构传热量的需要。4/2/202314第三章第三章 建筑保温建筑保温表32 室内空气与围护结构内表面之间的允许温差t4/2/202315第三章第三章 建筑保温建筑保温注：（1）潮湿房间系指室内温度为1324，相对湿度大于75，或室内温度高于24，相对湿度大于60的房间。（2）表中ti、td 分别为室内空气温度和露点温度，。（3）对于直接接触室外空气的楼板和不采暖地下室上面的楼板，当有人长期停留时，取允许温差 t等于2.5；当无人长期停留时，取5.0。4/2/202316第三章第三章 建筑保温建筑保温 n温差修正系数，根据围护结构所处位置情况，按下表取值。表33 温 差 修 正 系 数 n 值4/2/202317第三章第三章 建筑保温建筑保温 Ri围护结构内表面换热阻，(m2 k)/w。在规范中还规定，对热稳定性要求较高的建筑（如居住建筑、医院和幼儿园等），采用轻型结构时，则在求得Romin之后还应按规范的规定对其进行附加修正。附加值按下表采用。4/2/202318第三章第三章 建筑保温建筑保温表表3 34 4 轻质外墙最小热阻的附加值轻质外墙最小热阻的附加值 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m34/2/202319第三章第三章 建筑保温建筑保温 例例31 北京某住宅楼拟使用如图示的密度为700kg/m3加气混凝土外墙，已知建筑内为连续供热及北京地区冬季室外计算温度te分别为9，12，14，16，请按“最小总热阻的要求确定加气混凝土的厚度。1 2 3 图图3 32 21 1、水泥砂浆、水泥砂浆20 mm,20 mm,0.93w/(m k),0.93w/(m k),s s11.26w/(m11.26w/(m2 2 k);k);2 2、加气混凝土加气混凝土,0.22w/(m k),0.22w/(m k),s s3.59w/(m3.59w/(m2 2 k);k);3 3、混合砂浆、混合砂浆20 20 mm,mm,0.87w/(m k),0.87w/(m k),s s10.79w/(m10.79w/(m2 2 k)k)4/2/202320第三章第三章 建筑保温建筑保温解解（1）求最小总热阻：先假设为型结构，则12，按居住建筑外墙查表得（t）=6，n=1，可得：Ro min（1812）1/60.11 0.55(m2 k)/w 因为是住宅建筑，采用了加气混凝土（密度为700 kg/m3）单一墙体，按上表应将Ro min再加大30，则最小总热阻应为 Ro min1.30.550.715(m2 k)/w4/2/202321第三章第三章 建筑保温建筑保温(2)(2)计算加气混凝土应有厚度：计算加气混凝土应有厚度：设加气混凝土厚度为设加气混凝土厚度为d d，则计算如下：则计算如下：R R0 00.115+0.02/0.93+d/0.22+0.02/0.87+0.043 0.115+0.02/0.93+d/0.22+0.02/0.87+0.043 0.202+d/0.220.202+d/0.22令令R R0 0R R0,min0,min则得：则得：0.202+d/0.22=0.723(m0.202+d/0.22=0.723(m2 2k)/wk)/w求得加气混凝土应有厚度。求得加气混凝土应有厚度。d d0.1150.115m m4/2/202322第三章第三章 建筑保温建筑保温(3)(3)计算实有热阻和热惰性指标计算实有热阻和热惰性指标D D：R10.02/0.93 0.021 D1 0.02111.26 0.24R20.115/0.22 0.523 D20.5233.59 1.88R3 0.02/0.87 0.023 D30.02310.790.25得：D 0.24+1.88+0.25 2.374/2/202323第三章第三章 建筑保温建筑保温加加3030 R R0,min0,min =1.3 =1.30.613=0.797(m0.613=0.797(m2 2k)/wk)/w（4 4）重新计算必需热阻，求加气混凝土厚度）重新计算必需热阻，求加气混凝土厚度 由于D值在1.64.0之间，故该结构应为型，在北京室外计算温度应取14，原假设的12不合适。此时：4/2/202324第三章第三章 建筑保温建筑保温 令令R R0 0=R=R0,min0,min 得得 0.797=0.115+0.021+d/0.22+0.023+0.0430.797=0.115+0.021+d/0.22+0.023+0.043 d/0.22=0.569(m d/0.22=0.569(m2 2k)/wk)/w d=0.125m(d=0.125m(按计算需按计算需0.125m0.125m厚）；厚）；D=0.24+0.569D=0.24+0.5693.59+0.25=2.533.59+0.25=2.53 根据计算结果，加气混凝土厚度取根据计算结果，加气混凝土厚度取0.125m0.125m，总总热惰性指标为热惰性指标为2.532.53，假设，假设型合适，可以符合型合适，可以符合设计要求。设计要求。4/2/202325第三章第三章 建筑保温建筑保温二、热桥（冷桥）部位的局部内表面温度二、热桥（冷桥）部位的局部内表面温度二、热桥（冷桥）部位的局部内表面温度二、热桥（冷桥）部位的局部内表面温度 在围护结构中，常有保温性能远低于主在围护结构中，常有保温性能远低于主体部分的嵌入构件，如外墙中的钢筋混凝土体部分的嵌入构件，如外墙中的钢筋混凝土圈梁圈梁等处。这些部位的传热量比主体部分大等处。这些部位的传热量比主体部分大得多，所以它们的内表面温度也比主体部分得多，所以它们的内表面温度也比主体部分低，在建筑热工学中，形象地将这种容易传低，在建筑热工学中，形象地将这种容易传热的部分叫作热的部分叫作 “热桥热桥”。在。在“桥桥”部位的内部位的内表面温度既受表面温度既受“桥桥”处的热阻和构造方式的处的热阻和构造方式的影响也受主体部分热阻的影响。影响也受主体部分热阻的影响。4/2/202326第三章第三章 建筑保温建筑保温图图3 34 4 热桥形式热桥形式4/2/202327第三章第三章 建筑保温建筑保温 在工程中可按在工程中可按民用建筑民用建筑热工设计规范热工设计规范（GB5017693GB5017693）采用以下计算式计算冷桥采用以下计算式计算冷桥处内表面温度。处内表面温度。4/2/202328第三章第三章 建筑保温建筑保温式中：式中：i-热桥部位的内表面温度，热桥部位的内表面温度，；ti-室内空气计算温度，室内空气计算温度，；te-冬季室外计算温度，冬季室外计算温度，；Ro-非热桥部位的传热阻，非热桥部位的传热阻，(m2K)/W；Ro-热桥部位的传热阻热桥部位的传热阻，(m2K)/W；Ri-内表面热转移阻，通常取内表面热转移阻，通常取0.11(m2K)/W；-特性系数，无因次量，按表特性系数，无因次量，按表35取值。取值。4/2/202329第三章第三章 建筑保温建筑保温表35(a)修正系数值表表3 35(b)5(b)修正系数修正系数值值4/2/202330第三章第三章 建筑保温建筑保温 在在热热桥桥处处内内表表面面温温度度的的计计算算式式中中，对对不不同同类类型型的热桥应取不同的系数的热桥应取不同的系数值（见表值（见表3 35 5）。）。从从表表分分析析可可得得：（1 1）贯贯通通式式热热桥桥，对对内内表表面面温温度度影影响响最最大大，在在建建筑筑中中应应尽尽量量避避免免采采用用，或或在在热热桥桥部部位位加加设设高高效效保保温温材材料料。（2)2)对对非非贯贯通通式式热热桥桥，则则最最好好将将热热桥桥布布置置在在靠靠近近室室外外一一侧侧。它它与与在在室室内内一一侧侧的的相相比比，由由于于修修正正系系数数值值的的不不同同，前前者者热热桥桥处处的的内表面温度相对较高，即受热桥的影响相对较少。内表面温度相对较高，即受热桥的影响相对较少。4/2/202331第三章第三章 建筑保温建筑保温当热桥宽度较大，当热桥宽度较大，a a值大于值大于1.51.5后，不后，不论对哪一种热桥形式均只按热桥处的构论对哪一种热桥形式均只按热桥处的构造计算其造计算其内表面温度，即：内表面温度，即：式中符号意义与式（式中符号意义与式（3 31414）相同。）相同。4/2/202332第三章第三章 建筑保温建筑保温3 3外墙角内表面温度外墙角内表面温度 由由于于在在墙墙角角部部分分的的室室内内空空气气流流动动速速度度慢慢、感感热热阻阻大大，更更主主要要是是由由于于墙墙角角的的放放热热面面大大于于吸吸热热面面，因因此此墙墙角角部部分分的的内内表表面面温温度度远远比比主主体体部部分分的的内内表表面面温温度度为为低低。一一般般可可低低4 455。在在装装配配式式板板材材建建筑筑中中，如如保保温温处处理理不不好好，夹夹角角处处同同时时又是热又是热桥，则其内表面的温度就会更低。桥，则其内表面的温度就会更低。图图35 外墙角等温线变外墙角等温线变化及热流方向（虚线代化及热流方向（虚线代表等温线，箭头表示热表等温线，箭头表示热流方向流方向4/2/202333第三章第三章 建筑保温建筑保温 图图3 35 5表表示示外外墙墙角角散散热热情情况况。其其中中，虚虚线线表表示示角角部部等等温温线线，实实线线是是热热流流线线。在在主主体体部部分分因因属属一一维维传传热热，等等温温线线是是一一系系列列与与结结构构表表面面平平行行的的直直线线；在在交交角角处处属属二二维维传传热热，所所以以等等温温线线成成了了曲曲线线。根根据据用用电电模模拟拟实实验验和和温温度度场场计计算算的的结结果果，墙墙角角等等温温线线明明显显弯弯曲曲的的范范围围，即即墙墙角角散散热的影响范围，大约是热的影响范围，大约是墙厚墙厚d d的的1.51.52.02.0倍。倍。单单一一材材料料的的外外墙墙角角内内表表面面温温度度可可用用以以下下近近似似计算公式，式（计算公式，式（3 31515）(315)4/2/202334第三章第三章 建筑保温建筑保温式中：式中：ti-冬季室内空气计算温度，冬季室内空气计算温度，；te-冬季室外空气计算温度，冬季室外空气计算温度，；Ro-外墙传热阻，当两面外墙的外墙传热阻，当两面外墙的热阻不同时，取较小者，；热阻不同时，取较小者，；-修正系数，可查下表。修正系数，可查下表。2 表 364/2/202335第三章第三章 建筑保温建筑保温 【例例3 3一一2 2】试试求求右右图图所所示示复复合合外外墙墙板板主主体体部部分分和和肋肋处处的的内内表表面面温温度度。已已知知材材料料的的导导热热系系数数为为；1 1 3 3 1.1.74W74W(m(mK K）,2 20.240.24W/(mW/(mK K）(考考虑虑v v1010)，室室内内计计算算温温度度t ti i1818，室室外外 计计 算算 温温 度度 t te e 一一1212。图图 36 有肋复合板有肋复合板1,3、钢筋混凝土；、钢筋混凝土；2、加强混凝土、加强混凝土4/2/202336第三章第三章 建筑保温建筑保温【解】解】先求主体和热桥的传热阻：先求主体和热桥的传热阻：主体部分传热阻为：主体部分传热阻为：RoRiRReRo0.11+0.03/1.74+0.125/0.244+0.125/1.74+0.04 0.751(m2 K/W)热桥部分热阻为：热桥部分热阻为：Ro0.11+0.28/1.74+0.040.311(m2 K/W)4/2/202337第三章第三章 建筑保温建筑保温 查表查表35求修正系数求修正系数值：值：a/56/2800.2，按其构造形式属类型，按其构造形式属类型2，查表得查表得0.42。计算主体部分内表面温度计算主体部分内表面温度i，根据公式根据公式(3-12)i180.11/0.751(18+12)184.3913.6 计算肋处的内表面温度计算肋处的内表面温度i，根据公式根据公式(3-14)4/2/202338第三章第三章 建筑保温建筑保温4 4 4 4窗的传热阻窗的传热阻窗的传热阻窗的传热阻 窗户是保温能力最低的围护结构。一般情窗户是保温能力最低的围护结构。一般情况下，通过单层窗的传热量是同等面积外墙况下，通过单层窗的传热量是同等面积外墙的的3 35 5倍。单层窗的框边和玻璃本身的热阻倍。单层窗的框边和玻璃本身的热阻都很小，在窗的传热阻中内、外表面换热阻都很小，在窗的传热阻中内、外表面换热阻的影响就相对较大。的影响就相对较大。各种常用窗户的传热阻由专门的实验得出，各种常用窗户的传热阻由专门的实验得出，设计者可直接查表取得。表设计者可直接查表取得。表3 37 7为为按按民用民用建筑热工设计规范建筑热工设计规范（GB50176GB50176一一9393）给出的）给出的窗户传热阻和传热系数。窗户传热阻和传热系数。4/2/202339第三章第三章 建筑保温建筑保温表表3 37 7 窗户的传热系数和传热阻窗户的传热系数和传热阻4/2/202340第三章第三章 建筑保温建筑保温五、围护结构保温层设置方式五、围护结构保温层设置方式 围护结构一般都需满足承重和保温要求，其构造有的是用单一材料，它既承重又保温，如砖砌体（墙）、加气混凝土（墙、屋顶）等。这种作法构造简单，但由于承重与保温对围护结构厚度的要求往往不一致而不得不增加结构厚度。另一种，是用两种类型（或两种以上）材料分别满足保温和承重的需要，成为复合围护结构。它可以充分发挥材料的特性，以强度大的材料承重，以轻质材料（如岩棉、膨胀珍珠岩制品，或泡沫聚苯乙烯等）作为保温。随着对围护结构保温要求的增加，复合构造也使用得日益广泛。4/2/202341第三章第三章 建筑保温建筑保温（一）复合构造墙体 复合构造大体上可分外保温（保温复合构造大体上可分外保温（保温层在室外一侧）、内保温（保温层在室层在室外一侧）、内保温（保温层在室内一侧）和中间保温（保温层在中间夹内一侧）和中间保温（保温层在中间夹芯）。图芯）。图3 37 7为外墙为外墙3 3种保温方式示意。种保温方式示意。3 3种配置方式各有优缺点。从建筑热工角种配置方式各有优缺点。从建筑热工角度上看，外保温优点较多，但内保温度上看，外保温优点较多，但内保温往往往施工比较方便，中间保温则有利于用往施工比较方便，中间保温则有利于用松散填充材料作保温层。具体比较如下：松散填充材料作保温层。具体比较如下：4/2/202342第三章第三章 建筑保温建筑保温 图图37 外墙保温层设置外墙保温层设置a-内饰面层；内饰面层；b-承重层；承重层；c-空气层；空气层；d-保温层；保温层；e-外饰面层外饰面层4/2/202343第三章第三章 建筑保温建筑保温1 1内表面温度的稳定性：外保温和中间保温作内表面温度的稳定性：外保温和中间保温作法，在室内一侧均为体积热容量较大的承重结法，在室内一侧均为体积热容量较大的承重结构，材料蓄热系数大，从而在室内供热波动时，构，材料蓄热系数大，从而在室内供热波动时，内表面温度相对稳定，对室温调节避免骤冷骤内表面温度相对稳定，对室温调节避免骤冷骤热很有好处，适用于经常使用的房间。热很有好处，适用于经常使用的房间。但对一天中只有短时间使用的房间，如体但对一天中只有短时间使用的房间，如体育馆、育馆、影剧院等，是在每次使用前临时供热，影剧院等，是在每次使用前临时供热，要求室温尽快达到所需标准，这时外保温作法要求室温尽快达到所需标准，这时外保温作法使靠近使靠近室内的承重层要吸收大量热量，所需吸室内的承重层要吸收大量热量，所需吸热时间也长，就不如用内保温可使室内温度上热时间也长，就不如用内保温可使室内温度上升快。升快。4/2/202344第三章第三章 建筑保温建筑保温2 2热桥问题：热桥不但降低了局部温度，也会热桥问题：热桥不但降低了局部温度，也会使建筑物总的耗热量增加。内保温作法常会使建筑物总的耗热量增加。内保温作法常会在内外墙联接以及外墙与楼板联接等处产生在内外墙联接以及外墙与楼板联接等处产生热桥，如图热桥，如图3 38 8为内、外墙联结处构造示意。为内、外墙联结处构造示意。图图38 内外墙连接内外墙连接4/2/202345第三章第三章 建筑保温建筑保温 根据计算，一幢居住建筑如外墙采用根据计算，一幢居住建筑如外墙采用370370mmmm砖墙，墙角处和热桥的热损失约为全部砖墙，墙角处和热桥的热损失约为全部热损失的热损失的1010左右；而改用左右；而改用240mm240mm砖墙或砖墙或200200m mm m混凝土加内保温构造，墙角和热桥所占混凝土加内保温构造，墙角和热桥所占的热损失可达全部热损失的的热损失可达全部热损失的25253030即相当即相当于将其传热系数增加了于将其传热系数增加了25253030。中间保温的外墙也由于内外两层结构需中间保温的外墙也由于内外两层结构需要拉接而增加热桥耗热，而外保温在减少热桥要拉接而增加热桥耗热，而外保温在减少热桥方面比较有利。方面比较有利。4/2/202346第三章第三章 建筑保温建筑保温 3 3防止保温材料内部在冬季产生凝结防止保温材料内部在冬季产生凝结水问题：外保温和中间保温作法，由于在室水问题：外保温和中间保温作法，由于在室内一侧为密实的承重材料，室内水蒸汽不易内一侧为密实的承重材料，室内水蒸汽不易透过，可防止保温材料由于蒸汽的渗透积累透过，可防止保温材料由于蒸汽的渗透积累而受潮。而受潮。内保温作法则保温材料有可能在冬内保温作法则保温材料有可能在冬季受潮（详见第季受潮（详见第4章）。章）。4 4对承重结构的保护：外保温可避免对承重结构的保护：外保温可避免主要承重结构受到室外温度的剧烈波动影响，主要承重结构受到室外温度的剧烈波动影响，从而提高其耐久性（图从而提高其耐久性（图3 39 9）。）。4/2/202347第三章第三章 建筑保温建筑保温图图3 39 9 保温层位置对墙体内温度分布影响保温层位置对墙体内温度分布影响 4/2/202348第三章第三章 建筑保温建筑保温 5 5旧房改造：为节约能源而增加旧房旧房改造：为节约能源而增加旧房的保温能力时，利用外保温，在施工中可不的保温能力时，利用外保温，在施工中可不影响房影响房间使用，同时也不占用室内面积，但间使用，同时也不占用室内面积，但施工技术要求高。施工技术要求高。6 6外饰面处理：外保温作法对外表面外饰面处理：外保温作法对外表面的保护层要求较高，外饰面比较难于处理。的保护层要求较高，外饰面比较难于处理。内保温内保温和中间层保温则由于外表面是由强度和中间层保温则由于外表面是由强度大的密实材料构成，饰面层的处理比较简单。大的密实材料构成，饰面层的处理比较简单。4/2/202349第三章第三章 建筑保温建筑保温（二）复合构造屋顶（二）复合构造屋顶 采用外保温的屋顶，传统的做法是在保温采用外保温的屋顶，传统的做法是在保温层上面做防水层。这种防水层的蒸汽渗透阻很层上面做防水层。这种防水层的蒸汽渗透阻很大，使屋面容易产生内部结露。同时，由于防大，使屋面容易产生内部结露。同时，由于防水层直接暴露在大气中，受日晒、交替冻融等水层直接暴露在大气中，受日晒、交替冻融等作用，极易老化和破坏。为了改进这种状况，作用，极易老化和破坏。为了改进这种状况，产生了产生了“倒铺倒铺”屋面的想法，即防水层不设在屋面的想法，即防水层不设在保温层上边，而是倒过来设在保温层底下。这保温层上边，而是倒过来设在保温层底下。这种做法在国外叫做种做法在国外叫做“Upside DownUpside Down”构造方法，构造方法，简称简称USDUSD构造法。构造法。4/2/202350第三章第三章 建筑保温建筑保温 倒铺法不仅完全有可能消除内部结露的倒铺法不仅完全有可能消除内部结露的可能性，又使防水层得到保护，从而大大提可能性，又使防水层得到保护，从而大大提高其耐久性。但这种做法对保温材料的要求高其耐久性。但这种做法对保温材料的要求更高了，而且目前都要在保温层上面设置某更高了，而且目前都要在保温层上面设置某种覆盖层加以保护（图种覆盖层加以保护（图3 31010）。）。4/2/202351第三章第三章 建筑保温建筑保温 图图 310 倒铺屋面构造倒铺屋面构造(a)新建屋面保温；新建屋面保温；(b)原有屋面提高保温原有屋面提高保温4/2/202352第三章第三章 建筑保温建筑保温 覆盖层可以用大阶砖，这是比较好的。覆盖层可以用大阶砖，这是比较好的。也可以用混凝土预制板、卵石、砾石等。国也可以用混凝土预制板、卵石、砾石等。国外有用粒径外有用粒径100100150150mmmm的砾石作覆盖层的，的砾石作覆盖层的，它透气性好，能使浸入到保温层的水分较快它透气性好，能使浸入到保温层的水分较快的蒸发出去。但风大地区不适用。的蒸发出去。但风大地区不适用。至于保温材料，目前还没有适合倒铺屋至于保温材料，目前还没有适合倒铺屋面的理想材料。不过国外已有不少使用硬质面的理想材料。不过国外已有不少使用硬质泡沫塑料的实例，其中以硬质泡沫聚氨酯为泡沫塑料的实例，其中以硬质泡沫聚氨酯为最好。泡沫玻璃虽有不吸水、耐火、耐化学最好。泡沫玻璃虽有不吸水、耐火、耐化学腐蚀等优点，但因系脆性材料不利于施工，腐蚀等优点，但因系脆性材料不利于施工，很少有人用。很少有人用。4/2/202353第三章第三章 建筑保温建筑保温 六、地面保温 地面的保温要求与屋顶、外墙有相同之处，地面的保温要求与屋顶、外墙有相同之处，但也有很大特点，在但也有很大特点，在民用建筑热工设计规范民用建筑热工设计规范（GB50176GB501769393）中对采暖建筑地面规定了单独中对采暖建筑地面规定了单独的热工要求。地面保温的特点为：的热工要求。地面保温的特点为：1 1由于地面下土壤温度的年变化比室外空气小很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，其宽度约在地面，其宽度约在0.50.52m2m左右（图左右（图3 31111）。在）。在严寒地区的建筑，当外墙周边无采暖管沟时，往严寒地区的建筑，当外墙周边无采暖管沟时，往往在地面靠外墙的内侧周边作局部保温处理，如往在地面靠外墙的内侧周边作局部保温处理，如图（图（3 31212），使其具有相当于外），使其具有相当于外墙的热阻，一墙的热阻，一般不必在全部地面增加保温。般不必在全部地面增加保温。4/2/202354第三章第三章 建筑保温建筑保温图图311 地面温度分布举例地面温度分布举例 图图312 4/2/202355第三章第三章 建筑保温建筑保温 2 2、地地面面是是与与人人脚脚直直接接接接触触而而传传热热的的，经经验验证证明明，在在室室内内各各种种不不同同材材料料的的地地面面，即即使使它它们们的的温温度度完完全全相相同同，但但人人站站在在上上面面的的感感觉觉也也会会不不一一样样。例例如如木木地地面面与与水水磨磨石石地地面面相相比比，后后者者要要使使人人感感到到凉凉得得多多。地地面面舒舒适适条条件件取取决决于于地地面面的的吸吸热热指指数数B B值值。B B值值愈愈大，则地面从人脚吸取的大，则地面从人脚吸取的热量愈多愈快。热量愈多愈快。4/2/202356第三章第三章 建筑保温建筑保温 根据根据B B值，我国将地面划分成值，我国将地面划分成3 3类（表类（表3 38 8）：木地面、塑料地面等属）：木地面、塑料地面等属I I类；水泥砂类；水泥砂浆地面等属浆地面等属类；水磨石地面及其它石类地类；水磨石地面及其它石类地面属面属类。类。一般在高级居住建筑、托儿所、幼儿园、一般在高级居住建筑、托儿所、幼儿园、医疗建筑等宜用医疗建筑等宜用I I类地面；普通居住建筑和类地面；普通居住建筑和公共建筑（包括中小学教室）宜采用不低于公共建筑（包括中小学教室）宜采用不低于类地面；至于仅供人们短时间逗留的房间类地面；至于仅供人们短时间逗留的房间及过厅，以及室温高于及过厅，以及室温高于2323的房间，则可用的房间，则可用类地面。类地面。4/2/202357第三章第三章 建筑保温建筑保温表表38 地面的分类地面的分类 类别类别 吸热指数吸热指数B W/(m W/(m2 2h h-1/2-1/2K)K)I 17 I 23 地地面面的的吸吸热热指指数数B B值值是是由由地地面面所所采采用用的的构构造造和和材材料料决决定定的的，当当影影响响吸吸热热的的界界面面在在最最上上一一层层材材料料内内，即即地地面面最最上上一一层层（面面层层）能能满满足足下下式式要要求求时时，即即当当B B值值可可以只由面层材料的以只由面层材料的“热渗透系数热渗透系数”b b1 1值决定：值决定：4/2/202358第三章第三章 建筑保温建筑保温式中式中:1 1-面层材料的厚度，面层材料的厚度，m m；a a1 1-面层材料的导温系数，面层材料的导温系数，m m2 2/h/h；-人脚与地面接触的时间，一般取人脚与地面接触的时间，一般取0.2h0.2h。例如面层为例如面层为20mm20mm厚以上的木地面或面层厚以上的木地面或面层厚度为厚度为40mm40mm以上的混凝土地面都可以满足上以上的混凝土地面都可以满足上式要求。可以用面层材料的热渗透系数式要求。可以用面层材料的热渗透系数b b1 1作作为地面的吸热指数为地面的吸热指数B B，面层材料的热渗透系面层材料的热渗透系数数b b1 1的计算式为的计算式为:4/2/202359第三章第三章 建筑保温建筑保温式中：式中：b b1 1-面层材料的热渗透系数，面层材料的热渗透系数，W W（m m2 2h h-1/2-1/2K K）；）；C C1 1-面层材料的比热，（面层材料的比热，（W Wh)h)（kgkgK K）；）；1 1-面层材料的密度，面层材料的密度，kgkgm m3 3。当面层材料很薄不能满足当面层材料很薄不能满足1 12 2/a/a1 13.03.0的要的要求时，则需考虑面层以下各层的材料吸热求时，则需考虑面层以下各层的材料吸热特性。特性。具体计算方法应按照具体计算方法应按照民用建筑热工设计规范民用建筑热工设计规范（GB50176GB501769393）中的规定。中的规定。4/2/202360第三章第三章 建筑保温建筑保温第三节第三节第三节第三节 建筑保温综合措施建筑保温综合措施建筑保温综合措施建筑保温综合措施建筑体型、朝向与保温节能建筑体型、朝向与保温节能减少冷风渗透减少冷风渗透窗的设置和保温窗的设置和保温热桥处理热桥处理利用太阳能采暖利用太阳能采暖 影响建筑耗热量的因素，除了围护结构的保温性影响建筑耗热量的因素，除了围护结构的保温性影响建筑耗热量的因素，除了围护结构的保温性能外，建筑物的体型、朝向、窗墙比等都对耗热有很大能外，建筑物的体型、朝向、窗墙比等都对耗热有很大能外