建筑保温设计

1、第三章 建筑保温设计 heat preservation in building n第一节 建筑保温设计综合处理的基本原则n第二节 墙和屋顶的保温设计n第三节 外窗、外门和地面的保温设计n第四节 特殊部位保温设计n第五节 被动式利用太阳能设计初步第一节 建筑保温的途径n建筑作为一项艺术与技术结合的产物，在设计中无疑要兼顾各个方面，充分利用各种因素，解决存在的问题。n中国领域宽广，按建筑热工设计分区要求，严寒地区和寒冷地区必须进行保温设计。第一节 建筑保温的途径n外墙和屋顶是建筑外围护结构的主体部分，对其保温能力的要求，取决于房间的使用性质及技术经济条件。一般从下面几个方面来考虑：n（1）保证内

2、表面不结露，即内表面温度不得低于室内空气的露点温度；n（2）对于大量的民用建筑，不仅要保证内表面不结露，还需满足一定的热舒适条件，限制内表面温度，以免产生过强的冷辐射效应；n（3）从节能要求考虑，热损失应尽可能的小；n（4）应具有一定的热稳定性。第一节 建筑保温的途径n1.建筑体型设计，尽量减少外围护结构总面积： 平壁总传热量为： Q=q.F Q 总传热量 （W.h） q 平壁单位面积、单位时间的传热量 （W/m2） （热流强度） 传热时数（h） F 围护结构的总面积（m2） 优化平面形式和建筑体形、减少外围护结构的总面积都能有效减少能耗。2m第一节 建筑保温的途径n民用建筑节能设计标准（JG

3、J2695）中规定： 建筑物体形系数宜控制在0.30及0.30以下，如果体形系数大于0.30，则屋顶和外墙应加强保温，其传热系数应符合表1.3-6的规定。 （体形系数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，外表面积不包括地面和不采暖楼梯间隔墙和户门的面积。）第一节 建筑保温的途径n保温设计中热惰性指标与热阻的关系： 规范规定，按热惰性指标D值将围护结构分类成功4类，分别取不同的室外计算温度te ，从而以不同的总热阻值来调节其保温性能。 围护结构的热惰性指标较大时，其总热阻可稍小，若热惰性指标较小，则应增大总热阻予以补偿。建筑保温设计综合处理的基本原则n一、充分利用可再生能源n二、

4、防止冷风的不利影响n三、选择合理的建筑体形与平面形式n四、使房间具有良好的热特性与合理的供热系统第一节 建筑保温的途径n争取良好的朝向和适当的建筑物间距 在建筑中，透过窗口射入室内的太阳辐射，直接给室内供热；入射到墙体和屋顶上的太阳辐射，可使围护结构温度升高。 保持适当的间距，可有效提高日照时间。第一节 建筑保温的途径n增强建筑物的密闭性，防止冷风渗透 冬季室外气温低，室内外温差较大，风通过门窗洞口或其他缝隙渗入室内，从而降低室内温度并引起气温波动。 同时，当风作用作用在围护结构外表面时，使围护结构外表面换热系数增大，也影响了它的保温性能。 有效途径：减少建筑围护结构的薄弱部位、增强建筑在冬季

5、的密闭性。同时空气卫生不受很大的影响。第一节 建筑保温的途径n避免潮湿、防止壁内产生冷凝 大多数建筑材料的导热系数随材料的含湿量增大而增长，热阻随含湿量增大而降低。n提高建筑物的保温性能，只是辅助，对于采暖建筑，其决定室内热环境的主要因素还是源自采暖系统的供热。 第一节 建筑保温的途径n保温设计依据（1）基本指标：围护结构的最小总传热阻Ro.min。它是设置集中采暖设备建筑物围护结构保温性能的最低要求。它能保证在采暖系统正常供热及室外实际空气温度不低于室外计算温度前提下，围护结构内表面不低于室内空气的露点温度。 露点（Dew Point）温度td：空气中的水蒸汽开始出现结露的温度。第一节 建筑

6、保温的途径n（2）.材料的导热系数修正系数，避免出现保温性能的隐患。n（3）.为防止出现热桥，进行有必要的验算，以防止出现凝结水。n（4）.根据围护结构热惰性指标D将围护结构划分为四类： D6.0为型，D=4.16.0为型，D=1.64.0为型，D1.5为型，对于实际砖墙，当D=1.64.0时，冬季室外计算温度仍按取值。第一节 建筑保温的途径n（5）.对不直接与室外相邻的围护结构做保温设计时，予以修正。n（6）.体形系数大于0.30，各部分保温性能应符合表1.3-6的规定。第一节 建筑保温的途径n按我国现行设计规范，保温设计是取阴寒天气作为设计计算基准条件。在这种情况下，建筑外围护结构的传热过

7、程可近似为稳态传热。按稳态传热的理论，传热阻便成为外墙和屋顶保温性能优劣的特征指标，外墙和屋顶的保温设计则成为确定其合理的传热阻。以下是我国国家标准民用建筑热工设计规范中规定的设计方法-最小热阻法。n一、最小传热阻的确定 Ro.min =（ti te）n Ri /t （m2.K/W） 式中 ti ； te -冬季室内、外计算温度C； n-温差修正系数； Ri-内表面换热阻，m2.K/W；nt-室内空气与外墙（或屋顶）内表面之间的允许温差， C第一节 建筑保温的途径n以上参数的确定原则和选用方法为：n1.冬季室内计算温度ti ti值因房间使用性质不同而有不同的规定值。 对于一般居住建筑取18C；

8、对于高级居住建筑、医疗和福利建筑、托幼建筑等，取20 C。n2.冬季室外计算温度te te值的选取较为复杂一些，它的取值大小与所设计的外墙或屋顶的热惰性指标值大小有关。一般说来，热惰性指标值大， te取值较高，相反亦然。 我国规范对te的选取作了具体规定，见表3-1第一节 建筑保温的途径 第一节 建筑保温的途径n 3.室内空气与外墙（或屋顶）内表面之间的允许温差t 允许温差t，根据房间性质及结构，按表3-2取值。n4.温差修正系数n 因最小传热阻计算式采用的是室外空气温度，当某些围护结构的外表面不与室外空气直接接触时，应对室内温差加以修正，修正系数n见表3-3。n5.内表面换热阻Ri，按第二章

9、取值。n按上述步骤，在取得各参数值后，便可求得Ro.min 。 应当注意，求得这个最小传热组，并不意味着外围护结构的实有热阻一定要刚好等于最小传热阻，它只是起码的标准。 实际热阻应高于或等于它，但不得低于它。 Ro Ro.min第一节 建筑保温的途径n此外，在实际设计当中，当居住建筑、医院、幼儿园、办公楼、学校和门诊部等建筑物的外墙为轻质材料外墙为轻质材料时，外墙的最小传热阻应在前述计算求得Ro.min的基础上进行附加，其附加值应按表3-4的规定采用。第一节 建筑保温的途径第一节 建筑保温的途径n经济传热阻 围护结构单位面积的建造费用（初次投资的折旧费）与使用费用（由围护结构单位面积分摊的采暖

10、运行费和设备折旧费）之和达到最小值时的传热阻。n建筑物耗热量指标 qH=qHT+q1NF-q1HqH建筑物耗热量指标（W/m2）qHT单位建筑面积通过围护结构的传热耗热量（W/m2）q1NF单位建筑面积的空气渗透耗热量（W/m2）q1H单位建筑面积的内部得热，住宅建筑取3.80（W/m2）围护结构的保温构造n1.保温、承重合二为一n2.单设保温层n3.复合结构第二节 外墙和屋顶的保温设计n二、绝热材料（Insulation material） 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。 通常把导热系数0.25，并能用于绝热工程的称为绝热材料 把用于控制室内热量外流的叫保温

11、材料。 防止热量进入室内的叫隔热材料。n影响材料导热系数的因素：(下张幻灯)1.密度；2.湿度；3.温度n绝热材料的选择（按热物理性能、强度、耐久性、耐火性及耐侵蚀性等，满足要求）二节 外墙和屋顶的保温设计n建筑绝热用玻璃棉制品n本节内容适用于建筑绝热用玻璃棉制品，不适用于建筑公共设备（如管道设备、加热设备）用玻璃棉制品，也不适用于工业用玻璃棉制品。n硅酸盐复合绝热涂料n本节内容适用于热面温度不大于873K（600）和冷面温度不小于248K（-25）的各类绝热工程用硅酸盐复合绝热涂料。n隔热用聚苯乙烯泡沫塑料n本节内容适用于可发性聚苯乙烯珠经加热预发泡后，在模具中加热成型而制得的具有闭孔结构的

12、聚苯乙烯泡沫塑料，也适用于大块切割而成的材料。绝热用硅酸铝棉及其制品n本节内容适用于工业设备和管道绝热用的硅酸铝棉、硅酸铝棉板、毡和毯。膨胀珍珠岩绝热制品n本节内容适用于以膨胀珍珠岩为主要成分，掺加不同种类粘结剂而制成的板、管壳等绝热制品。其使用温度界限为-50900。n外墙内保温条板n本节内容适用于复合在住宅建筑结构外墙内侧的预制保温条板（以下简称内保温条板）。一般民用建筑用内保温板可以参照执行。外墙内保温条板指面密度小于50kg/m2，面层厚度1015mm，板重不大于100kg,长宽比不小于2.5的复合于结构外墙内侧的预制保温条板。膨胀蛭石制品n本节内容适用于使用温度在-40800范围内的

13、各种形式的水泥膨胀蛭石制品。其他粘结剂制成的制品应参照使用。n“格林塔尔格林塔尔”墙体保温材料是引进韩国的“格林塔尔”技术，在国家建设部有关部门的协助下经三年课题攻关研制出来的符合中国国情的高性能建筑保温材料。它不但有良好的保温性能，而且更重要的是：它解决了建筑墙体的开裂、渗水等问题，并创造了粉料现场加水、涂抹上墙的施工方式，不但提高了建筑企业的施工效率，而且为建筑师的建筑艺术造型提供了更大的空间。“格林塔尔”保温材料和施工应用技术推动了保温材料在建筑工程中的广泛应用，加快了中国建筑达到节能50%目标的步伐。n“格林塔尔格林塔尔”保温材料有良好的保温性能、持久的耐候力、广泛的亲和力和高粘接性。

14、耐候力来源于天然原料（无机硅酸矿、硫铝酸盐、碳酸盐矿、天然橡胶）的激活与搭配，复合材料结构（硅酸盐矿的三维八面体细孔也与胶连颗粒）精密组合，使保温系统关键部位的粘接等性能异常稳定，能够抵抗紫外线、酸雨、风沙等恶劣环境数十年的侵蚀，耐候性极强。广泛的亲和力是考虑到绝大部分建筑外围护结构材料有硅酸盐成分，“格林塔尔”保温材料与硅酸制品（混凝土、砖、石、砌块、玻璃、磁砖）建立永久的结构性连接而成为整体，远远优于有合成胶的表面粘接，“格林塔尔”保温材料与任何围护结构建立的保温复合墙都能成为牢不可破的整体。n材料的导热系数为0.059W/m.k(1cm厚“格林塔尔”保温砂浆的保温效率可超过12cm厚砖墙

15、的保温效率)，且有很好的防水性能和优越的耐候性，使保温效果稳定持久。 使用范围：使用范围： 1、住宅和公共建筑内外墙体、地面和层顶的保温和防水工程 2、温室、粮库和军用设施等需要恒温条件的建筑物体的保温，隔热和防水 3、热土条件差的旧建筑外围护墙保温隔热改造 4、建筑物的隔音工程 5、各种建筑表面袭缝修补工程 6、结露面（连接点）及渗水面剥落，剥离现象的修补工程n玻璃幕墙用玻璃棉制品玻璃幕墙用玻璃棉制品n 玻璃幕墙用玻璃棉制品分为玻璃棉毡和玻璃棉板两种，可将毡或板表面涂上黑胶或粘附一层黑色的玻璃纤维毡加固，适用于商业，工业和公共建筑玻璃幕墙的保温隔热。n 使用玻璃幕墙用玻璃棉制品可以给您提供如

16、下好处：n防止结露，减轻墙体重量，增加使用面积，节约能源，增加舒适度，美观实用，保护主体结构，隔音，防火n夹心墙用玻璃棉制品夹心墙用玻璃棉制品n 夹心墙用玻璃棉制品分为玻璃棉毡和玻璃棉板两种，可将毡或板表面涂上黑胶或粘附一层黑色的玻璃纤维毡加固，适用于商业，工业和公共建筑双层墙的保温隔热。n 使用夹心墙用玻璃棉制品可以给您提供如下好处：n防止结露，减轻墙体重量，增加使用面积，节约能源，增加舒适度，隔音，防火n外墙保温玻璃棉制品外墙保温玻璃棉制品n 外墙保温玻璃棉制品分为玻璃棉毡和玻璃棉板两种，可将毡或板表面涂上黑胶或粘附一层黑色的玻璃纤维毡加固，适用于商业，工业和民用建筑墙体,客车车厢的保温隔

17、热。可用在下列护板的后面：纤维-混凝土板，天然石板，砖或瓦，金属或聚氯乙烯的搭接，木盖板等，特别适合于预先制好的盒式结构的保温隔热。n 使用外墙保温玻璃棉制品可以给您提供如下好处：n防止结露，减轻墙体重量，增加使用面积，节约能源，增加舒适度，美观实用，可对旧建筑物进行保温，保护主体结构，隔音，防火n钢结构用玻璃棉毡钢结构用玻璃棉毡n钢结构用玻璃棉毡按无贴面，带增强加筋铝箔（FSK）贴面，带增强聚乙烯膜（WMP-VR）贴面或其他防潮贴面分为不同的品种。贴面产品带有飞边。适用于工业厂房，库房；公共设施，农贸集市，展销商场；粮谷蔬菜仓库，食品冷冻仓库；各类室内游乐场，球场，旱冰场，舞场，游泳池，保龄

18、球场；偏远地区文娱中心或影院剧院；军用民用飞机库等建筑保温隔热。n使用钢结构用玻璃棉毡可以给您提供如下好处：n优良的隔热性能，降低工程造价，便于运输和贮存，控制冷凝，安全持久，防火n钢结构用玻璃棉板钢结构用玻璃棉板n钢结构用玻璃棉板可与压型钢板一起制作成加心板，或贴附面料，直接安装于屋顶，再于上部安装压型钢板等，进行钢结构建筑的保温和吸音。适用于工业厂房，库房；公共设施，农贸集市，展销商场；粮谷蔬菜仓库，食品冷冻仓库；各类室内游乐场，球场，旱冰场，舞场，游泳池，保龄球场；偏远地区文娱中心或影院剧院；军用民用飞机库等建筑保温隔热。使用钢结构用玻璃棉毡可以给您提供如下好处：优良的隔热隔音性能，便于

19、施工，降低工程造价，便于运输和贮存，控制冷凝，安全持久，防火n外墙外保温工程贴聚苯板实例 外墙外保温工程铺玻纤网布实例 n外墙外保温工程塑造外型实例 屋顶保温工程贴反射膜实例 n外墙外保温工程中聚苯板咬搓交错实例 n屋顶保温工程铺反射膜竣工实例 第二节 外墙和屋顶的保温设计n三、选择保温构造方案n（一）保温构造的种类n1.单设保温层（见图3-6）n2.封闭空气间层保温（一般空气间层厚4-5cm）n3.保温与承重相结合（见图3-7）n4.混合型构造（见图3-8）第二节 外墙和屋顶的保温设计第二节 外墙和屋顶的保温设计n（二）单设保温层复合结构的形式及持点n内保温和外保温n外保温的优点主要有：n（

20、1）保护墙或屋顶，降低温度应 力起伏，提高结构的耐久性。n（2）有利于房间热稳定性。n（3）防止内部产生水蒸汽凝结。n（4）消除热桥n（5）有利于旧房节能改造n（6）节约使用空间第二节 外墙和屋顶的保温设计n防水层不设在保温层上边，而是倒过来设在保温层底下,这种方法，在国外叫作Upsidedown构造方法;简称USD构法。 第三节 外窗、外门和地面的保温设计n对一栋建筑物来说，外窗户、外门和地面在外围护结构总面积中占有相当的比例，一般在30-60%之间。从冬季失热量来看，外窗、外门及地面的失热量要大于外墙和屋顶的失热丘，表3-5是西安建筑科技大学一栋住宅楼外围护结构各部分耗热量分布。 第三节 外窗、外门和地面的保温设计n一、窗户的保温设计n1.控制窗墙面积比（表3-6）按我国设计规范，窗墙面积比=窗户洞口面积/外墙面积（开间*层高）n2.提高气密性，减少冷风渗透我国的有关标准规定，在窗两侧空气压差为10Pa的条件.单位时间内每米缝长的空气渗透量q1的允许标准如下：在低层和多层建筑中应不大于4.0m3/（m.h）在中、高层建筑中应不大于2.5m3/（m.h）n窗缝的处理第三节 外窗