建筑热工学第五章建筑防热上

第5章建筑防热5-1室外热环境与防热途径5-2外围护结构的隔热设计原则和措施5-3房间的自然通风5-4窗口遮阳5-1室外热环境与防热途径一、室外热环境二、防热途径三、气候条件和地理环境对建筑的影响一、室外热环境：构成室外热环境的主要气候因素：太阳辐射、温度、湿度和风等。1.太阳辐射:

太阳辐射是房屋外部的主要热源：

如图：太阳辐射图解到达地面的太阳辐射又可分为：直接辐射和散射辐射。进入大气上界的太阳辐射100被气体分子与尘埃吸收15云吸收3因散射而反射5云反射21地面反射6总反射：32总吸收：68地面吸收50影响太阳辐射强度的因素：太阳高度角、大气透明度、地理纬度、云量和海拔高度等。2.风风：就是大气的流动。大气环流是各地气候差异的原因。风的种类：

季候风：由大气环流形成的风，在一年内随季节不同而有规律变换方向。例如：我国气候特点之一就是季风性强。地方风：由于地面上水陆分布，地势起伏，表面覆盖等地方性条件不同而引起小范围内的大气环流。如：水陆风，山谷风，庭院风，巷道风，这些都是由于局部受热不均而引起的，其特点是日夜交替变向。风的描述：风通常是以水平运动为主的空气运动。风的描述包括风向和风速。风玫瑰图能直观反映一个地方的风速和风向。如下图。(a)为某地夏季七月的风向频率分布；(b)为各方位的风速。3.气温:气温：指空气的温度。一般气象学上所指气温是距地面高处的空气温度。影响气温的主要因素：入射到地面上的太阳辐射热量，地形与地表面的覆盖以及大气环流的热交换作用等。其中，太阳辐射起决定作用。气温变化：四季变化（年变化）、日变化和随地理纬度的变化。4.空气湿度:空气湿度：表示大气湿润程度。一般用相对湿度表示。相对湿度的日变化通常与气温的日变化相反：如图5-1我国各地的相对湿度：受海洋气候影响，南方大部分地区相对湿度一年内夏季最大，秋季最小；华南和东南沿海一带因春季海洋气团入侵，且此时温度还不高，形成较大相对湿度，大约以3-5月为最大，秋季最小，南方地区在夏季之交气候潮湿，室内地面常出现泛潮现象。5.降水:指从地球表面蒸发出去的大量水汽进入大气层，经凝结后又降到地面上的液态或固态水分。如：雨、雪、冰、雹等。二、防热途径：1.室内过热的原因:室内过热的原因：主要是强烈的太阳辐射和较高的室外气温，室外风速、风向，空气湿度及环境特点也在某种程度上起作用。夏季室内热量的主要来源：如图示。

2.防热途径:减弱室外热作用：主要办法是正确选择房屋朝向和布局，防止日晒；同时绿化周围环境，降低环境辐射和气温，并对热风起冷却作用；外围护结构表面采用浅色，减少对太阳辐射吸收，从而减少结构的传热量。外围护结构的隔热和散热：对屋面、外墙（特别是西墙）进行隔热处理，减少传进室内的热量，降低围护结构的内表面温度。房间自然通风：自然通风是排除房间余热、改善人体舒适感的主要途径。房屋朝向要力求接近夏季主导风向；选择合理布局形式，正确设计房屋的平面和剖面、房间开口的位置和面积，以及采用各种通风构造设施，以利房间通风散热。窗口遮阳：主要是阻挡直射阳光从窗口透入，减少对人体的辐射，防止室内墙面、地面和家具表面被晒而导致室温升高。遮阳方式：利用绿化（中树或攀缘植物）；结合建筑构件处理（入出檐、雨蓬、外廊等）；采用临时性的布篷和活动的合金百叶；采用专门的遮阳板设施等。几种途径要综合处理，但主要是屋面、西墙隔热、窗口防辐射和房间自然通风，同时也必须同环境绿化等一起综合考虑。三、气候条件和地理环境对建筑的影响：无论在房屋布局，细部处理和建筑形式等方面，都因气候条件和地理环境不同而具有不同的手法和地方特点。例1。云南省西双版纳一带的民居。气候类型（英）环境特点设计要点寒冷地区寒冷保温表面积小、窗小、墙保温（爱斯基摩）温和地区夏热冬寒隔热保温通风朝阳大玻璃窗夏日遮阳干热地区风沙暴晒干燥消除温差内院型、设前廊、厚重墙湿热地区潮湿暴晒通风冷却遮阳、穿堂风、房间高大例2。干热地区的传统住宅。5-2外围护结构的隔热设计原则和措施一、外围护结构隔热设计的原则二、外围护结构的隔热措施一、外围护结构隔热设计的原则：1.屋顶隔热。外围护结构外表面受到的日晒时数和太阳辐射强度以水平面为最大，东西向其次，东南和西南又次之，南向较小，北向最小，所以屋顶隔热极为重要，其次是西墙和东墙。

2.降低室外综合温度。其办法有:

结构外表面采用浅色平滑的粉刷和饰面材料。如：马赛克、小瓷砖等，以减少对太阳辐射的吸收。

在屋顶或墙面的外侧设置遮阳设施，可有效降低室外综合温度。3.在外围护结构内部设置通风间层。通风间层与室外或室内相通，利用风压和热压的作用带走进入空气层内的一部分热量，从而减少传热室内的热量。4.合理选择外围护结构的隔热能力。主要根据地区气候特点，房屋的使用性质和结构在房屋中的部位等因素来选择。5.利用水的蒸发和植被对太阳能的转化作用降温。如：蓄水屋顶，植被屋顶。这些屋顶具有很好的隔热能力，但也增加了结构的荷载，而且如果蓄水屋顶防水处理不当，还可能漏水、渗水。6.屋顶和东、西外墙的内表面温度应通过验算，要求内表面最高温度应低于当地夏季室外计算最高温度，保证满足隔热设计标准。二、外围护结构隔热措施：（一）屋顶隔热（二）通风屋顶（三）阁楼屋顶（四）蓄水屋顶（五）铺土（或无土）中指屋顶（六）外墙隔热（一理）屋璃顶隔爱热：1.聪实消体材涂料层即屋顶遇隔热恋：是一雁种从蚀提高桶围护扯结构逃本身商热阻货和热品惰性粮来提栗高隔滚热能皱力的鼠处理遭方法过。要驶注意责材料服层层少次的养排序境，因龄排序夸不同含也会蒸影响清衰减井度，吸必须蜓进行漏比较惕选择飞。如图动（a）淘、（迁b）驻、（蒜c）（a）无隔著热层遥，热咽工性撑能差完。（b）加一晌层厚天泡沫砌混凝裹土，绞隔热疤效果弓显著孙。内粗表面传比森（a）降低，斑低锦。对防蹈水层展要求竖高。（c）加一瓶层蓄颈热系咳数大婶的粘鼠土方雄砖（史或混转凝土蛙板）部。其完粘土阿方砖那外表躁面比卷怠材屋植面降尤低左右激。但自惑重大宋，傍朗晚蓄排热层飞蓄存亲的热拾量仍轨继续暑向室纷内散水发。2.逐封括闭空蕉气间共层隔市热：采用绵空心消板屋云面，资利用冈封闭妨空气蓝间层漏隔热察，可微减轻思自重井，解题决隔搭热和励散热收矛盾粘。封闭丽空气健间层戚内传穿热方壁式主夫要是熔辐射胖换热斯，可矩在间盾层内宿铺设院反射歼系数横大，厌辐射伯系数吗小的宫材料掌，如闯铝箔青。如图啄（e）间层敞设铝油箔后肯，结队构内泉表面拍温度区比（d）降低估，效鸽果较帮显著姿。如图吐（f）外表右面铺流白色言光滑趁的无醒水石喝膏，斯结果辞结构胜内表追面温败度比码（d）低忘，比届（e）低讽，说迹明选逮择屋晕顶面拍层材直料和永颜色航的重挠要性晨。（二损）通辫风屋着顶：1.缩慧通吉风屋莲顶隔支热性斜能及决其作吹用：我国锦南方抱地区铜气候灯炎热护多雨垃，为关了隔昆热防犬漏，博创造缠了双璃层瓦属通风拉屋顶仙和大势阶砖毫通风材屋顶脚。如敢图以大忙阶砖劈燕通风寺屋顶脂为例妥。如陪图是就一个膏对比威性实级测结行果。2.际通捉风屋旦顶传串热过挣程与司影响什隔热终的因欺素：通风闹屋顶剧是当全室外织空气妈流经敬间层倾时，建带走鉴部分质从面孙层传务下的鹅热量握，从揪而减程少透炸过基庭层传巧入室谱内的螺热量颜。如捧图5-亦4：间层眨通风种量愈观大，舒带走脚的热看量愈弦多。夸通风弊量大鸽小与让空气撞流动捧的动季力，伏通风妇间层节高度话和通度风间傍层内雷的空录气阻避力等齐因素田有关近。风压偏和热绸压是朗间层僚内空骂气流呆动的圈动力试验浴表明偿：在梦同样叫风力里作用凭下，莫通风欠口朝矿向与描风向午的偏性角（洒即风量的投杆射角层）愈葱小，紫间层猜的通膜风效惑果愈茎好，鱼故应尽围量使找通风醋口面副向夏拆季主若导风饲向。由饶于风健压愈势风速仗的平册方成讽正比踏，所蔬以风借速大作的地户区，圾利用衣通风幼屋顶扔效果滥显著返。试验互还表菠明，将间恳层面处层在尖檐口吉处适密当向哭外挑顾出一枯段，烧能起包兜风仓作用，可尝提高脆间层铁的通泪风效岔果。热压减的大禽小取坟决于井进排米气口疯的温浮差和网高差宽，温致差与搁高差凉愈大追，热歌压愈换大，扩通风猴量就仇愈大菊。通风临间层席高度试验版表明龄：间抛层高借度增黑高，向对加篮大通宗风量毒有利死，但宫增高婶到一仙定程榨度后巡寿，其勾效果炊渐趋钥缓慢债。如图北几种林通风澡屋顶赠在不芬同高摆度的殃空气询间层病情况私下的教热工鉴效果辞。由图锅可见柴，间班层高逃度以帅20议～2芳4cm左右逃为好拿。因泽此，驴一般端情况至下，授采用分矩形窝截面霸通风犬口，盯房屋苹进深塑为9浇～1旦2m的双什坡屋谢顶或厨平屋扯顶，链其间阴层高饱度可涂考虑投取2崖0～角24cm电，坡顶景可用举其下茶限，政平屋隐顶可舒用其堆上限垮；如周为拱努形或睡三角凶形的滥截面茎，其违间层养高度每要酌降量增乡丰大，往平均披高度铸也不禁宜低谨于2忘0cm翻.通风升间层筑内的衔空气荣阻力稀。室外五空气冰流过办间层执的阻搁力有摩擦上阻力和局部宿阻力。为降旋低摩苗擦阻罢力，饿间层石内表昂面不零宜过规分粗冷糙；为降不低局付部阻结力，妨进、翻出风荐口的图面积撇与间细层横呜界面乔的面蓬积比底要大悉。若红进出棵风口锯有启义闭装淘置，趣应尽主量加域大其孤开口躺面积冷，并督注意幅使装桂置有瓶利于急导风迁，以托减少兴局部算阻力裕，增苍大通偷风量队。间层耕通风扬组织止形式茶和隔深热措股施：组织兵方式厚：a.从室漏外进辈气（糟采用贼兜风狐檐口夹可加赖强风压作寸用）缎；b.从室煮内进亚气；c.室内穿、室第外同秀时进漂气。另外济，有枯的为信提高首热压兴作用桃，在盖水平遥的通斧风层披中间章，增凭设排谦风帽艺，造勾成进乡丰、出凤风口芳的高糟度差泳，并港且在嫌帽顶尾的外怜表涂津上黑凑色，介加强笛吸收熔太阳晕辐射女，以平提高召帽内捉的气添温，智有利骨于排劳风。间层矛通风涂组织刻形式步：隔热孝措施如举例编号构造间层高度（cm）外表面温度内表面温度室外气温最高（℃）平均（℃）最高（℃）平均（℃）最高出现时间最高（℃）平均（℃）1双层架空粘土瓦548.331.632.128.814：3033.326.62山型槽板上铺粘土瓦1552.032.430.027.815：0033.729.43双层架空水泥瓦954.534.136.430.014：0032.227.14钢筋混凝土这般下吊木丝板6356.0——32.8——29.1—5钢筋混凝土板上铺大阶砖2456.036.329.828.820：0035.531.36钢筋混凝土板上砌1/4砖拱6059.038.433.832.318：0034.931.37钢筋混凝土板上砌1/4砖拱装百叶6056.538.334.031.819：0035.531.3（三采）阁瓶楼屋币顶：在提镜高阁富楼屋紫顶隔逮热能目力的秀措施累中，焦加强坑阁楼踢通风绕是一旺种经侧济而的有效乐的方若法。央如加肤大通暑风口宿的面爪积，讯合理沿布置者通风狂口的历位置继等。围通风膏口可桌做成花开闭窃式的框，夏浩季开毁启，篇冬季竖关闭涝；组逢织阁口楼的屑自然然通风御也应挑充分峰利用束风压绩和热进压的路作用辣。阁楼奴通风恶形式省有：敢山墙甚上开椅口通它风，冬从檐简口下欧进气锐有屋菌脊排舌气，府在屋竖顶设哭老虎献窗通余风等杂。如鸣图5-数6：水的虏比热界大，僵而且醉蒸发挎也可最带走建大量关热量互，因客此，健利用诵水作侧为隔水热材绿料，坑可取两得很顷好的苏隔热佛效果获。重庆睡地区郑对同造样结衡构的强蓄水霸屋顶告（水羊厚1草00mm侨）于不掌蓄水虹屋顶隆实测控结果颜表明抚：蓄极水后住外表芒面温皱度比溉不蓄笛水低之15存℃，设内表海面低协8℃粮；蓄莫水屋乖顶内睡、外懂表面发温度钩的振弊幅仅臂为不删蓄水医的1勤/2绒；蓄托水后夺通过峡屋顶临传入多室内抗的最欠大热闸量只鹿是未喂蓄水眨时传睡入的歉1/侮3；宏蓄水俱后通碰过屋瓣顶传闯入室残内的伏平均燃热量恰只有苹未蓄记水时脾的1岭/3免5。水面猾上敷匆设铝郑箔或截其它详浅色洪漂浮宴物，脂或在缺水面聚上种跑植漂盯浮植谢物水浊浮莲嘴、水坦葫芦渴等将悠反射别或吸盈收大永量太睁阳辐杂射，福能取纪得更活好的树隔热纪效果称。（四惊）蓄贷水屋竞顶：蓄水亡屋顶绕的水坏层深聪度，级从白侄天隔叹热和摘夜间沾散热锻的作至用综臣合考盆虑，陷宜小汁于5cm而大扇于3cm惕。水隔启热屋嫩顶要渐求屋可顶有止很好汉的防间水质折量，验否则衫，易杆发生益漏水肃现象泛。但遮从另血外角捧度考刻虑，玩由于污用水帮隔热号后，令大大跳降低朽了结磨构的臭平均灯温度添和振呢幅，仙可以糖保护六防水赢层，罗防止弯发生梳漏水顿现象昼。（五渴）铺修土（岂或无扇土）就种植酒屋顶俩：在钢太筋混逃凝土贸屋面引板上贺铺土针，再垮在上渠面种物植作愧物，建即为隐铺土遮种植搅屋顶寄。铺土净种植肉屋顶怪时利坛用植框物的编光合毁作用台，叶营面的尚蒸腾缝作用腹以及育对太赴阳辐筑射热斤的遮诞挡作桐用，姐来减牌少太记阳辐香射热签对屋班面的断影响头。此络外，阅土层耳也具涝有一殊定的势蓄热溉能力性，并有能保谋持一杜定水盲分，卧通过求水的肾蒸发范吸热扑也能好提高肠隔热麻效果枪。以蛭呈石、醋锯末推或岩直棉等梅作为纹介质为代替