建筑热工第四章

03二月2023建筑物理(热工、光学部分）1第四章建筑防热本章重点内容热气候的特点及传统建筑形式室内过热与防热途径建筑隔热设计与计算围护结构隔热措施建筑通风建筑遮阳冬夏季兼顾的建筑措施03二月2023建筑物理(热工、光学部分）2第四章建筑防热4.1热气候特征与防热途径热气候的特征干热和湿热干热气候：温度高、湿度小，我国新疆地区湿热气候：温度高、湿度大，我国南方大部分地区气候参数热气候类型气候参数热气候类型湿热干热湿热干热日最高温度℃34~3938~40以上年降水量mm900~1700<250温度日振幅℃5~77~10风和风热风相对湿度%75~9510~5503二月2023建筑物理(热工、光学部分）3第四章建筑防热4.1热气候特征与防热途径>>热气候的特征热气候的特征湿热地区的热气候特征气温高而且持续时间长;太阳辐射强度大，水平的太阳辐射强度最高达930~1045W/m2;相对湿度大，年降水量大；季风旺盛。多为东南和南风，风速一般在1.5~3.7m/s。白天高于夜间。除沿海地区外，夜间的静风率高夏热冬冷地区部分城市夏季气候状况03二月2023建筑物理(热工、光学部分）4第四章建筑防热4.1热气候特征与防热途径>>热气候的特征>>传统建筑形式热气候的特征湿热地区和干热地区传统建筑形式湿热地区干热地区群体布置争取通风良好的朝向，布局开敞布局较密形成阴影巷道；建筑密集便于相互遮挡建筑平面外部开敞，设置凉台，设外廊或底层架空，进深较大。外部封闭，内开敞，多设天井，庭院绿化建筑措施屋顶坡度较大以利排水；出檐较远以利遮阳、遮雨；底层架空以利防潮平顶为夜间凉台；墙体厚重利隔热，开窗小；风塔建筑形式开敞、通透厚重密实、外闭内敞可利用的技术遮阳、夜间通风、绿化、地冷被动蒸发冷却、夜间辐射、夜间通风、绿化、地冷03二月2023建筑物理(热工、光学部分）5第四章建筑防热4.1热气候特征与防热途径>>防热途径防热途径夏季室内过热的原因室外热空气经窗户流入室内；太阳辐射通过窗户传入室内；经邻近建筑、地面反射的太阳辐射；围护结构的传热；室内余热建筑防热的途径减弱室外的热作用；窗口遮阳；建筑围护结构的隔热与散热；合理组织自然通风；尽量减少室内余热03二月2023建筑物理(热工、光学部分）6第四章建筑防热4.2围护结构隔热设计>>设计标准隔热设计标准《民用建筑热工设计规范》GB50176-93要求房间在自然通风条件下，建筑物的屋顶和东、西墙面内表面最高温度不得高于室外计算温度的最高值，即式中imax——围护结构内表面最高温度，℃；

temax——夏季室外计算温度最高值，℃。这一规定为建筑围护结构隔热的最低要求；对于空调建筑而言，建筑围护结构的热阻R0和热惰性指标D为基本的性能指标03二月2023建筑物理(热工、光学部分）7第四章建筑防热4.2围护结构隔热设计>>室外综合温度室外综合温度综合了室外气温和太阳辐射这两种热作用计算公式建筑围护结构各朝向由于太阳辐射不同，综合温度也会不同，屋顶最大，西、东墙次之；外表面的材料对综合温度影响很大，浅色表面的综合温度低于深色表面式中tsa——室外综合温度，℃。te——室外空气温度，℃；I——太阳辐射照度，W/m2；s——围护结构外表面的太阳辐射吸收系数，其值取决于表面材料的材质、粗糙度及颜色e——外表面换热系数，取19.0W/(m2K)；太阳辐射热的“等效温度”或者“当量温度”03二月2023建筑物理(热工、光学部分）8第四章建筑防热4.2围护结构隔热设计>>室外综合温度室外综合温度综合温度的平均值平均值的计算：03二月2023建筑物理(热工、光学部分）9第四章建筑防热4.2围护结构隔热设计>>隔热措施>>屋顶围护结构隔热措施屋顶的隔热措施降低太阳辐射当量温度提高屋顶实体材料的总衰减倍数通风空气间层屋顶蓄水屋顶植被屋顶03二月2023建筑物理(热工、光学部分）10第四章建筑防热4.2围护结构隔热设计>>隔热措施>>屋顶围护结构隔热措施屋顶的隔热措施降低太阳辐射当量温度03二月2023建筑物理(热工、光学部分）11第四章建筑防热4.2围护结构隔热设计>>隔热措施>>屋顶围护结构隔热措施屋顶的隔热措施增大屋顶热阻与热惰性03二月2023建筑物理(热工、光学部分）12第四章建筑防热4.2围护结构隔热设计>>隔热措施>>屋顶围护结构隔热措施屋顶的隔热措施通风空气间层屋顶03二月2023建筑物理(热工、光学部分）13第四章建筑防热4.2围护结构隔热设计>>隔热措施>>屋顶围护结构隔热措施屋顶的隔热措施通风空气间层屋顶03二月2023建筑物理(热工、光学部分）14第四章建筑防热4.2围护结构隔热设计>>隔热措施>>屋顶围护结构隔热措施屋顶的隔热措施蓄水屋顶植被屋顶03二月2023建筑物理(热工、光学部分）15第四章建筑防热4.2围护结构隔热设计>>隔热措施>>屋顶围护结构隔热措施屋顶的隔热措施实体材料层和封闭空气间层屋顶通风空气间层屋顶阁楼屋顶蓄水屋顶植被屋顶03二月2023建筑物理(热工、光学部分）16第四章建筑防热4.2围护结构隔热设计>>隔热措施>>墙体围护结构隔热措施墙体的隔热措施实体材料复合构造外保温构造优于内保温构造墙面绿化通风间层03二月2023建筑物理(热工、光学部分）17第四章建筑防热4.2围护结构隔热设计>>隔热措施>>墙体不同的材料布置顺序对墙体隔热的影响03二月2023建筑物理(热工、光学部分）18第四章建筑防热4.3房间的自然通风>>通风的作用通风的作用及自然通风的成因通风的作用人体生理健康的要求：健康通风舒适通风可增加人体蒸发散热量，提高舒适度；可加强室内外空气交换，带走室内的热量通风的方式自然通风机械通风自然通风的成因风压作用热压作用03二月2023建筑物理(热工、光学部分）19第四章建筑防热4.3房间的自然通风>>自然通风的成因通风的作用及自然通风的成因热压作用（烟囱效应）03二月2023建筑物理(热工、光学部分）20第四章建筑防热4.3房间的自然通风>>自然通风的成因通风的作用及自然通风的成因风压作用03二月2023建筑物理(热工、光学部分）21第四章建筑防热4.3房间的自然通风>>自然通风的组织自然通风的组织建筑朝向、间距以及建筑群的布局风向透射角的选择建筑长度、高度以及深度的影响长度越长，背后的漩涡区越大；高度越高，背后的漩涡区越大；深度越大，背后的漩涡区越小间距的要求建筑群布局的影响03二月2023建筑物理(热工、光学部分）2203二月2023建筑物理(热工、光学部分）23第四章建筑防热4.3房间的自然通风>>自然通风的组织自然通风的组织03二月2023建筑物理(热工、光学部分）24第四章建筑防热4.3房间的自然通风>>自然通风的组织自然通风的组织建筑的平面布置与剖面设计房间布局调整主要房间应布置在迎风侧，辅助房间布置在下风侧开口位置及面积尽量使室内气流流经人的活动区域；进出气口相对位置以贯通为最好；室内气流速度以0.3~1.5m/s为宜，应保证一定的开口面积；尽量避免单侧通风；平开窗优于推拉窗设置导风装置利用周围环境及绿化改变气流状况竖向通风组织03二月2023建筑物理(热工、光学部分）25第四章建筑防热4.3房间的自然通风>>自然通风的组织自然通风的组织房间的开口和通风构造措施开口位置和面积一般开口宽度为开间宽度的1/3~2/3；开口面积约为地板面积的15%~25%时，通风效率最佳；一般为保证室内气流的速度，应加大出气口的面积；开口位置对房间流场及流速的影响非常大通风构造措施建筑构件的利用；窗户形式；专门的导风装置03二月2023建筑物理(热工、光学部分）26第四章建筑防热4.4建筑遮阳>>建筑遮阳的作用和形式建筑遮阳的作用和形式建筑遮阳的作用建筑遮阳的形式固定遮阳主要形式：水平遮阳、垂直遮阳、综合遮阳及挡板遮阳各式遮阳板的效果及影响遮阳系数；对室内气温的影响：气温有所下降；对通风的影响：风速减弱22%~47%；对采光的影响：可避免眩光，照度降低53%~73%建筑其它构件的利用挑檐、长廊、旋窗等03二月2023建筑物理(热工、光学部分）27第四章建筑防热4.4建筑遮阳>>可调遮