建筑物理章七

第九章建筑保温

概述：我国《民用建筑热工设计规范GB50176-93》按下列条件，将全国划分成五个建筑热工设计分区：严寒区：最冷月平均温度≤－10℃，日平均气温≤5

℃的天数，在145天以上的地区；寒冷区：最冷月平均温度0～－10℃，日平均气温≤5

℃的天数在90—145天的地区；夏热冬冷区：最冷月平均温度0～10℃，最热月平均温度25℃～30℃；夏热冬暖区：最冷月平均温度大于10℃，最热月平均温度25℃～29℃；日平均气温≥25

℃的天数在100—200天，夏季防热、冬季可不保温；温和地区：最冷月平均温度0～13℃，最热月平均温度18℃～25℃。日平均气温≤5

℃的天数在0—90天9-1建筑保温综合处理的基本原则

（保温措施）1、充分利用太阳能：

日照对建筑保温的重要意义：(1)太阳能能量密度高；（2）太阳能为清洁能源；（3）太阳能廉价；（4）太阳能有利于人体健康；（5）太阳能的利用非常现实。2、防止冷风的不利影响：

风对室内气候的影响有两方面：一是通过门窗口或其它孔隙进入室内，形成冷风渗透；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。

防止冷风的措施：应争取不使大面积外表面朝向冬季主导风向，当受条件限制不可避免时，也应在迎风面上尽量少开门窗或其它孔洞，严寒地区还应设置门斗。

另外，还要综合考虑房间密闭性和透气性的关系。

3、选择合理的建筑体型、朝向

建筑师处理体型与平面设计时，首先应考虑功能要求，必须正确处理体型，平面形式与保温的关系；否则，不仅增加采暖费用，浪费能源，而且必然影响围护结构的热工质量。尽量减少表面积以减少热量的散失，球形、圆形、方形、多边形、多层。4、使房间具有良好的热特性与合理的供热系统：

热特性应适合使用要求。例如：全天使用的房间应有较大的热稳定性，以防止室外温度下降或间断供热时，室温波动太大；对于只白天使用或只有一段时间使用的房间，要求在开始供热后，室温能较快上升到所需标准。

当室外气温昼夜波动，特别是寒潮期间连续降温时，为使室内气候能维持所需的标准，要有合理的供热系统。5、窗的设置和保温

玻璃窗的热阻远小于其它维护结构，是保温重点部位。

（1）增加窗的层数；

（2）改善窗框和玻璃的传热性能。

6、热桥处理

建筑保温条件薄弱的局部：墙转角、圈梁、窗过梁、檐口等处。9-2外围护结构的保温设计一、对外围护结构的保温要求

二、低限热阻的确定

三、绝热材料

四、围护结构构造方案的选择一、对外围护结构的保温要求：

围护结构对室内气候的影响，主要是通过内表面温度体现的。内表面温度过低，不仅影响人体健康，还会出现表面结露，严重影响卫生，加重结构潮湿状况，降低结构耐久性。稳定传热条件下，内表面温度仅决定于室内外温度和围护结构的总热阻，越大则内表温度越高。就大量性工业和民用建筑，控制围护结构内表面温度不低于室内露点温度，以保证内表面不致结露是起码的要求。二、低限热阻的确定：

说明：：冬季室内计算温度。民用建筑或其它以满足人体生理卫生需要为主的房屋，按卫生标准取值；工业厂房或有特殊要求的房间，按相应规范取值。：冬季室外计算温度。为使同类采用不同热稳定性围护结构的房间的室内气候状况接近一致，不同结构应采用不同的室外计算温度。低限热阻是一种技术标准，其确定方法应由国家规范来规定。现暂按下式确定：：考虑外表面位置的修正系数。由于计算低限热阻公式中统一取当地的室外气温的计算值，这对外墙、屋顶等直接接触大气的围护结构来说符合实际，但对那些不直接接触室外空气的结构来说则需要修正。如：顶棚的上部是闷顶空间，其温度比室外气温要高一些。见表9-1：允许温差。见表9-2。使用质量要求较高的房间，小一些。相同的室内外气候时，按较小的确定的大一些，即使用质量要求越高，围护结构应有更大的保温能力。经济热阻按最小传热阻，节省建造费但增加采暖费；无限增加热阻，节省采暖费但浪费建造费，存在最佳经济热阻。世界发达国家外墙保温标准逐渐提高。英国（气候与上海相近）1973年前外墙传热系数1.6w/(m2k)，1974年后1.0w/(m2k)，1982年后0.6w/(m2k)，1988年后0.45w/(m2k)。与北京相近气候的发达国家约为0.35w/(m2k)。我国北京为0.9w/(m2k)。三、绝热材料：

绝热材料：指那些绝热性能较好，即导热系数较小的材料，通常把导热系数小于0.25并能用于绝热工程的材料。保温材料：习惯上用于控制室内热量外流的材料。隔热材料：防止室外热量进入室内的材料。导热系数是绝热材料最重要、最基本的热物理指标。一定温差下，导热系数越小，通过一定厚度材料层的热量越小；同样，为控制一定热流强度所需的材料层厚度也越小。影响导热系数的因素很多，如密实性，内部孔隙的大小、数量、形状，材料的湿度，材料骨架部分（固体部分）的化学性质，以及工作温度等。常温下，影响最大的因素是容重和湿度。1。容重对导热系数的影响容重：单位体积材料的重量。孔隙率：材料中孔隙所占的体积与材料整体体积的百分比

容重能很好地表明材料孔隙率的大小，一般情况下，容重较小，孔隙率越大。导热系数随孔隙率增加而减小，即容重越小，导热系数也越小。但容重小到一定程度后，再加大孔隙率，则导热系数不仅不再降低，还会变大，存在有最佳容重。例如图9-2。原因是床：孔隙浴率太大延，不仅瓜意味着阀孔隙的至数量增多，而且伍孔隙也必带然增大。裙其结果，霉孔壁温差搬变大，辐射传捏热量加喉大，同时，旺大孔隙内申的对流传托热也增多乞。特别是由除于材料骨母架所剩无贫几，使许松多孔隙互认相贯通，使对流显著蓝增加。2。湿贺度对导跨热系数榨的影响重量湿梳度：指驻试样中捆所含水界分的重匹量与绝懒干状态稼下试样重量的百旁分比体积湿尤度：湿爬试样中寄水分所欠占体积妥与整个惰试样体轿积的百分比重量湿度有和体积湿育度的换算裳：材料受潮肠后，导热骂系数显著腊增大。原犯因是由于概孔隙中有谊了水分后顺，附加了鹊水蒸气扩傻散的传热读量，此外团还增加了辣毛细孔中哭的液态水速分所传导签的热量。一般情乡丰况下，蓄水得导卵热系数尽约为0.58，冰的导躲热系数约晕为2.33，都远大柏于空气的且导热系数0.0谜3。3。温拢度对导票热系数般的影响温度愈轨高，导幅热系数爱愈大。苗原因是润当温度迈增高时鄙，分子热运动愚加剧，此始外，孔隙委内的辐射欺换热也增渴强。热流方向滤对导热系象数也有影哀响主要表现虾在各向异圾性材料，歉如木材、俘玻璃纤维梦等，当热流平晨行纤维障方向，蜓导热系误数较大钳，当热折流方向来垂直纤维时，导瓜热系数较像小。绝热材能料按材换质构造若分有：判多孔的栋、板（筛块）状带的和松协散状的状。从化学成位分看有：无机材挨料，如膨我胀矿渣筋、泡沫樱混凝土前、加气山混凝土线、膨胀斜珍珠岩纤、膨胀纲蛭石、贷浮石及护浮石混玻凝土、南硅酸盐异制品、毅矿棉、榨玻璃棉盯等；有机材料，如软砌木、木歼丝板、愿甘蔗板抢、稻壳牺等；各种泡沫叛塑料；铝箔等反辐射养性能好的摩材料。材料的选培择要结合鞋建筑物的小使用性质虎、构造方集案、施工洲工艺、材惧料的来源腊以及经济崭指标等因闷素，要按凭材料的热勿物理指标课及有关的完物理化学洋性质进行虑具体分析圈。绝热材堆料的选宝择：三、围护蹄结构构造句方案的选抗择：1、单谨设保温呀层由导热商系数很秤小的材岂料作保司温层起必主要保慕温作用谁。保温层不捷起承重作晌用，所以丝式选择的灵椒活性较大体，不论是板块状些，纤维字状以至权松散颗慈粒状材症料均可标应用。外粉墙砖砌体保温层隔汽层内粉墙单设保温层结构示例2、封拔闭空气钞间层保潮温封闭的购空气层绢有良好意的绝热替作用。空心砌延块保温于与承重亦结合构径造3、保温从与承重相等结合空心板享、空心虚砌块、忌轻质实聪心砌块问等，既知能载重指又能保扔温。4、混捧合型构称造当单独楚用某一挥种方式镜不能满浩足保温全要求，仗或为达乖到保温捆要求而苹造成技堡术经济则上不合仆理时，饿往往采辈用混合类型保温情构造。胞例如既娃有实体圈保温层霸，又有匆空气层侵和承重惯层的外尼墙或屋宇顶结构仔。如图是酬一个2牵00C的恒温网车间外影墙构造稳。123765841—混凝揭土；2—粘盒结剂；3—聚氨孕脂泡沫塑泥料；4—瞎木纤维板燥；5—塑周料薄膜食；6—铝箔利纸板；7—空气占间层；8—胶雀合板涂刑油漆保温层在即承重层外侮侧的优点独：1、使墙笋或屋顶救的主要驱部分受静到保护巴，大大同降低温贸度应力岂的起伏刮，提高太结构的怒耐久性挂。如图9提-5。此外，外湾保温对减黑少防水层昌的破坏，恋也是有利呆的。2、由于开承重层押材料的垂热容量器一般都茫远比保粮温层大遮，所以曲这种布勾置方式迅对房间但热稳定掠性有利柴。当供热不刑均匀时可孔保证围护肿结构内表导面的温度战不致急剧便下降，从未而使室温冷不致很快吨下降。3、保温技层放在葵外侧时才，将减千少保温扇层内部将产生水币蒸气凝冒结的可棋能性。4、旧房葡改造，特别是为萝了节能而谱加强旧房楼的保温型私性时，外足保温处理纠效果最好险。倒铺屋面：即防水遥层不设在垃保温层上南边，而是激倒过来设祝在保温层能底下。国讲外称“Ups惯ide泡Do浊wn”构造法，寄简称USD构造，炼如图。结构层覆盖层保温层防水层USD构造方法示例9-3传热异常搏部位的设到计要点一、地篇板保温果设计的凶特点冈二、窗概户保温弓三、娃热桥舍四、其捏它传热可异常部闪位保温一、地板跌保温设计谋的特点：1。人刮脚与地乔板直接棕接触传怖热以木地面际和水磨石夜两种地面茄为例，既肿是它们的疗表面温度搬完全相同召，但若赤客脚站在水三磨石地面梨上，就比金站在木地驻面上凉得箩多。这是馅因为两者砖的吸热指僻数B不同造成艘的。木地面走:B=1泰0.5水磨石滤:B=26侧.82.沿则外墙周倍边局部竭保温处扛理越靠近外妖墙，地板即表面温度立越低，单厉位面积的党热损失越拆多。如图途为一采暖障房屋地面桑及地板下瘦土壤中的光温度分布携。为改善袄外墙周边岛地板的热赌工状况，号可采用图可示的局部稼保温措施献。二、窗游户保温役：窗户保摸温性能落低的原贱因，主公要是缝稼隙透气习；玻璃孕、窗框鸽和窗泻樘等的绝热阻太棋小。下振表是常百用的各换类窗户始的总传践热系数系和总传生热阻的气值。1。提高斩气密性，星减少冷风招渗透。针对我须国目前浪的情况宽，应从暑以下几紧方面来锈改善窗脂的保