建筑防热课件

第十三讲建筑防热,1,PPT学习交流,第一节热气候特征与防热途径,2,PPT学习交流,一热气候特征,1.1炎热地区的热气候特征,热气候有干热和湿热之分。温度高、湿度大的热气候称湿热气候；温度高而湿度低的热气候称干热气候。气温高且持续时间长。日平均气温25的天数，每年约有100-200d。太阳辐射强度大，水平辐射强度最高约为930-1045W/m。季风旺盛。,3,PPT学习交流,1.2湿热区建筑,防止日辐射：周围环境要绿化；窗口要遮阳；外围护结构要隔热；朝向要合理。争取自然通风：房屋间距、布局要合理；建筑低层架空；设通风屋顶、通风幕墙。,防热措施,4,PPT学习交流,建筑特点,5,PPT学习交流,1.3干热区建筑,建筑特点,6,PPT学习交流,干热区气候干燥、气温高、温度日差较大，晴朗少云，吹热风并带沙尘。建筑特色：墙厚少开窗或开小窗；外围护结构隔热要求高；内庭周围多设走廊，庭院内种植物和设置水池以调节干热的气候；在干热地区，生土建筑对调节室内气温起的作用很大。,7,PPT学习交流,热气候特征与建筑设计原则,8,PPT学习交流,二室内过热的原因和防热的途径,2.1室内过热的原因,在太阳辐射和室外气温的作用下，使得围护结构内表面及室内空气温度升高。通过窗口进入室内的太阳辐射热（包括建筑物墙面、地面吸收太阳辐射热温度升高后，又向外辐射的热量），使部分地面、家具等吸热升温，加热室内空气。,自然通风过程中带进带出的热量。室内生产或生活过程中产生的余热，包括人体散热。,9,PPT学习交流,在建筑规划及建筑设计中采取合理的技术措施，减弱室外热作用，使室外热量尽量少传入室内，并使室内热量尽快散发出去，从而改善室内热环境。,2.2建筑防热的主要任务,10,PPT学习交流,减弱室外的热作用：,2.3建筑防热的途径,正确选择朝向和布局；绿化环境，降低辐射；浅色外围护结构，减少辐射吸收。,外围护结构的（白天）隔热与（夜间）散热；房间的自然通风，排除房间余热；窗口遮阳，阻挡直射阳光进入室内；尽量减少室内余热。,11,PPT学习交流,第二节外围护结构的隔热,12,PPT学习交流,根据民用建筑热工设计规范（GB50176-93）的规定，房间在自然通风条件下，建筑物的屋顶和东、西外墙的内表面最高温度，应满足下式要求：imaxtemaximax围护结构内表面最高温度（）temax夏季室外计算温度最高值（）,一隔热设计标准,13,PPT学习交流,对于夏季特别炎热地区（南京、武汉、长沙、重庆等），屋顶和东西墙内表面最高温度值i,max应满足下式：i,maxte,max,当外墙和屋顶采用轻型结构时i,max应满足下式：i,maxte,max+0.5,当外墙和屋顶内侧用复合轻质材料（岩棉、泡沫塑料、石膏板），i,max应满足下式：i,maxte,max+1,对于夏季炎热，冬季又寒冷的地区，建筑设计应考虑屋顶和外墙冬季防寒夏季防热。,14,PPT学习交流,外围护结构隔热的重点在屋面，其次是西墙与东墙。降低室外综合温度：结构外表面采用浅色饰面，减少对太阳辐射吸收；屋顶或外墙采用遮阳结构；结构外表面选用特殊材料（对太阳短波辐射的吸收率少而对长波发射率大），降低表面温度。在外围护结构内部设置通风间层依据气候特点和房屋使用情况合理选择外围护结构的材料要求和衰减延迟能力。,二外围护结构隔热设计,2.1外围护结构隔热设计原则,15,PPT学习交流,利用水的蒸发和植被对太阳能的转化作用降温。屋顶和东西墙应当进行隔热计算，使内表面最高温度满足隔热设计指标。充分利用自然能源。对空调建筑来讲，围护结构的传热系数应符合国标。,16,PPT学习交流,17,PPT学习交流,屋顶隔热分四大类：实体材料层和封闭空气层的隔热屋顶通风间层隔热屋顶蓄水屋顶种植屋顶,2.2屋顶和外墙的隔热设计,2.2.1屋顶的隔热设计,18,PPT学习交流,实体材料层和封闭空气层的隔热屋顶在承重层与防水层之间增设一层实体轻质材料，如炉渣混凝土、泡沫混凝土等，以增大屋顶热阻与热惰性。应用封闭空气间层隔热，特别是在间层内加铺反射系数大、辐射系数小的材料如铝箔，隔热效果显著。应用白色或浅色光滑的材料如光滑的无水石膏做成屋顶的面层，减少屋顶外表面太阳的辐射吸收，增加了面层的热稳定性，从而使屋顶内表面温度降低。,19,PPT学习交流,20,PPT学习交流,通风屋顶（适合炎热多雨地区）原理：利用屋顶受太阳辐射产生的对空气的加热作用，形成热压通风降温，将屋顶吸收的太阳辐射热带走，防止辐射热聚集，避免向室内传递；利用夏季主导风向的风压，导入屋顶通风间层，将屋顶吸收的太阳辐射热带走。,21,PPT学习交流,22,PPT学习交流,特点及要求：隔热好，散热快。通风间层的高度：以2024cm左右为好。通风间层内空气的阻力要小。间层内表面不宜粗糙，进出风口面积应尽量加大。通风屋顶适合湿热地区要求围护结构白天隔热好而夜间又散热快的建筑。通风口要面向夏季的主导风向。方法：采用兜风檐口的做法；在水平的通风层中间，增设排风口并涂黑，形成进出风口高度差和温度差。,23,PPT学习交流,24,PPT学习交流,25,PPT学习交流,26,PPT学习交流,蓄水屋顶利用水的蒸发对太阳能进行转化，通过水的蒸发和流动及时地将热量带走，减缓了整个屋面的温度变化；另外，由于在屋面上蓄上一定厚度的水，增大了整个屋面的热阻和热惰性，降低了屋面内表面的最高温度。蓄水高度一般在300mm600mm之间。,27,PPT学习交流,种植屋顶原理：在屋顶上种植植物，利用光合作用，将热能转化为生物能；利用植物叶面的蒸腾作用增加蒸发散热量，均可大大降低屋顶的室外综合温度；同时，利用植物培植基质材料的热阻与热惰性，降低内表面平均温度与温度振幅。分带土种植与无土种植两类。无土种植采用膨胀蛭石作培植基质。,28,PPT学习交流,29,PPT学习交流,外墙的室外综合温度较屋顶低，因此在一般建筑中外墙隔热与屋顶比较是次要的。但对采用轻质结构的外墙或在空调建筑中，外墙隔热仍十分重要。传统的墙体材料如生土、粘土砖，其隔热效果较好。新墙体如空心砌块、大型板材、各种轻板结构等。,2.2.2外墙的隔热设计,30,PPT学习交流,从热工性能来看，两面抹灰各2cm的19cm厚双排孔空心砌块，其效果相当于两面抹灰各2cm的24cm厚粘土实心砖墙的热工性能，是效果较好的一种砌块形式。高效的隔热隔声复合轻型墙板，有广泛的发展前景。建筑的外表面采用浅色的粉刷或饰面，以减少围护结构的表面对日辐射的吸收，可降低室外综合温度。,新型墙体,31,PPT学习交流,通风墙由于通风墙的进出风口之间高度差较大，热压通风的效果较好，间层可适当减小，常用20mm100mm。加通风间层后，日辐射照度愈大，其隔热效果越显著。,32,PPT学习交流,双层墙面1981年的纽约州布法罗市胡克大厦（Hooker）玻璃间层宽1.5米，间层中设可以调节的遮阳百叶，且各层之间相互连通，加强了夏季的热压通风，取得了非常显著的节能效果，整栋建筑几乎无需空调系统。,33,PPT学习交流,隔热降温墙体喷洒降温水幕墙水与围护结构融为一体,34,PPT学习交流,绿化墙体绿化墙体对于调节气温和增加空气湿度具有良好的效果，它利用植物从地面吸收水分、叶面蒸发、蒸腾作用对环境起到冷却作用。绿化墙体对降低建筑墙体外表面温度，改善室内热环境，降低空调能耗极为有效。,南京大学办公楼,35,PPT学习交流,第三节建筑的自然通风,36,PPT学习交流,建筑通风的分类：自然通风和机械通风自然通风：利用自然因素形成的空气流动。机械通风：利用机械能驱动空气。,自然通风的意义自然通风最大的好处在于它不消耗动力，获得适当的通风换气量；自然通风对于提高空气质量，改善人体热舒适也有明显好处；当室内空气温度高于室外时，自然通风还能使建筑构件降温，在炎热地区更显重要。,37,PPT学习交流,一自然通风原理,建筑物中的自然通风，关键在于室内、外空气之间存在压力差。形成空气压力差的原因:一是热压作用；二是风压作用。,38,PPT学习交流,热压的大小：主要由室内外空气温度差和进排气口高度差决定。,1.1热压作用,39,PPT学习交流,热压的计算公式：,室内外空气温度差越大，进出风口高度差越大，则热压作用越强。,40,PPT学习交流,夏季组织通风的主要方式。风压作用是风作用在建筑物上产生的压力差。风压的计算公式为：,1.2风压作用,P=Kve/2g形成风压的关键因素是作用到建筑物上的风速，且风压值与其平方成正比。,41,PPT学习交流,二自然通风的组织,建筑朝向选择的原则：首先要争取房间自然通风（使房屋纵轴尽量垂直于夏季主导风向，我国大部分地区的主导风向为南、偏南、东南），同时综合考虑防辐射、防雨。,2.1建筑朝向、间距及建筑群的布局,42,PPT学习交流,建筑多排、成群布置时，为保证后一排房屋的通风，其两排房屋的间距为前栋房屋高度的4-5倍。考虑到节约用地因素，将建筑物偏转一定角度，使风向对建筑物产生一投射角。,风向投射角,一般建筑群的平面布局有行列式、错列式、斜列式、周边式等。从通风角度看，以错列、斜列较行列式、周边式好。,43,PPT学习交流,建筑群布局实例：,2002年全国经济适用房住宅设计方案竞赛一等奖作品,44,PPT学习交流,建筑朝向、间距与建筑群的布局实例：2002年上海市优秀住宅设计作品-碧云花园（一等奖）,45,PPT学习交流,建筑的平面布置与剖面设计的基本原则:主要的使用房间应布置在夏季迎风面，辅助用房可布置在背风面，并以建筑构造与辅助措施改善通风效果；开口位置的布置应尽量使室内气流场的均匀分布，并力求风能吹过房间中的主要使用部位；,2.2建筑的平面布置与剖面设计,46,PPT学习交流,炎热期较长地区的开口面积宜大，以争取自然通风。夏热冬冷地区，门窗洞不宜过大；门窗相对位置以贯通为最好，减少气流的迂回和阻力。纵向间隔墙在适当部位开设通风口或可调节的通风构造。利用天井、小厅、楼梯间等增加建筑物内部的开口面积，并利用这些开口引导气流，组织自然通风。,47,PPT学习交流,房间开口尺寸的大小，直接影响风速及进风量。开口大，则气流场较大；缩小开口面积，流速虽相对增加，但气流场缩小，因此，开口大小与通风效率之间不存在正比关系。,2.3房间的开口和通风构造措施,48,PPT学习交流,房间开口的位置和面积影响室内空气流速和室内流场是否均匀。,49,PPT学习交流,在房屋建筑中，某些建筑构件对室内通风将产