房屋建筑学（第3版）课件 第4章建筑节能

4.1概述4.2建筑节能的基本原理4.3建筑节能技术4.4建筑节能规划设计4.5建筑节能的措施与构造主要内容《房屋建筑学》第4章建筑节能4.1概述

建筑节能是指在建筑材料生产、房屋建筑施工及使用过程中，合理地使用、有效地利用能源，以便在满足同等需要或达到相同目的的条件下，尽可能降低能耗，以达到提高建筑舒适性和节省能源的目标。在发达国家，建筑节能的涵义经历了三个阶段：第一阶段，称为在建筑中节约能源，我国称为建筑节能；第二阶段，称为建筑中保持能源，意为在建筑中减少能源的散失；第三阶段，近年来普遍称为在建筑中提高能源利用效率。在我国，现在通称的建筑节能，其涵义应为第三阶段的内涵，即在建筑中合理地使用和有效地利用能源，不断提高能源利用效率。《房屋建筑学》4.1.1

建筑节能的涵义4.1概述

建筑能耗系指建筑在使用过程中的能耗，主要包括采暖、通风、空调、照明、炊事燃料、家用电器和热水供应等能耗，其中以采暖和空调能耗为主。我国建筑能耗的总量逐年上升，在能源总消费量中所占的比例已从上世纪70年代末的10%，上升到近年的27．45%。而国际上发达国家的建筑能耗一般占全国总能耗的33%左右。随着城市化进程的加快和人民生活质量的改善，我国建筑耗能比重最终还将上升至35％左右。能源供应将更加紧张，导致影响经济的持续发展。

我国早期建筑物保温隔热和气密性能较差，采暖热效率低，单位住宅建筑面积采暖能耗约为发达国家的3倍，随着举国节能工作的不断推进，我国的建筑节能以及建筑行业的可持续发展已经取得令人瞩目的成就。《房屋建筑学》4.1.2

我国建筑能耗及状况4.1概述1.建筑节能是改善空间环境重要途径。建筑节能可改善室内热环境。

2.建筑节能是发展国民经济的需要。建筑节能是提高经济效益的重要措施。节能建筑在一次投资后，可在短期内回收，并能长期受益。《房屋建筑学》4.1.3

建筑节能的意义建筑节能需要投入一定的资金，但要做到投入少、产出多。实践证明，只要选择适合当地条件的节能技术，使用4%~7%的建筑造价就可达到30%的节能指标。我国建筑节能目标是，大部分既有建筑实现节能改造，新建建筑实现建筑节能65%的目标，东部地区达到更高的节能水平；总体建筑节能效果接近或达到发达国家当前水平。

建筑节能的回收期3~6年，与建筑物使用周期60~100年相比，其经济效益非常突出。4.2建筑节能的基本原理

冬季采暖房屋的正常温度是依靠采暖设备的供暖和围护结构的保温之间相互配合，以及建筑的得热量与失热量的平衡得以实现。可用下式表示:

采暖设备散热+建筑内部得热=建筑物总得热非采暖区的房屋建筑有两类：一类是采暖房屋有采暖设备，总得热同上；第二类，没有采暖设备，总得热为建筑物内部得热加太阳辐射得热两项，一般仍能保持比室外日平均温度高3～6℃《房屋建筑学》4.2.1

建筑得热与失热的途径图4-1建筑得热与失热因素示意4.2建筑节能的基本原理传热的方式可分为辐射、对流和导热三种方式。建筑物围护结构的传热需经过吸热、传热和放热三个过程.

吸热是外围护结构的内表面从室内空气中吸收热量的过程；

传热是指在围护结构内部由高温向低温的一侧传递热量的过程；

放热则是指由围护结构的外表面向低温的空间散发热量的过程。《房屋建筑学》4.2.2建筑传热的方式图4-2围护结构的传热过程4.2建筑节能的基本原理

建筑保温通常指围护结构在冬季阻止室内向室外传热，从而保持室内适当温度的能力。工程实践中常采用以下构造做法来达到建筑围护结构的保温效果。

⑴围护结构材料热导率越小，外内表面的表面传热越小，围护结构厚度越大，则围护结构传热系数也越小，单位时间内通过围护结构的热量值就越小，建筑保温效果越好。

⑵体积小，体形复杂的建筑以及平房和低层建筑体形系数较大，对节能不利；体积大、体形简单的建筑，以及多层和高层建筑，体形系数较小，对节能较为有利．

⑶提高建筑的保温性能必须控制围护结构的传热系数或热绝缘系数：应选择传热系数较小、热绝缘系数较大的围护结构材料。《房屋建筑学》4.2.3建筑保温4.2建筑节能的基本原理

⑷传热异常部位的保温构造：

钢筋混凝土柱、梁、垫块、圈梁和过梁等热导率较高的构件嵌入外围护结构，会造成保温性能差，局部热量损失大，容易出现凝结水。这些部位称为围护结构的“热桥”或“冷桥”（如图4-3所示）。《房屋建筑学》4.2.3建筑保温图4-3热桥现象4.2建筑节能的基本原理为防止热桥部分内表面出现结露现象，应采取局部保温措施：1、避免在围护结构中嵌入构件的内外贯通2、局部进行防止热桥的构造处理（如图4-4所示）。《房屋建筑学》4.2.3建筑保温

图4-4“热桥”局部保温处理4.2建筑节能的基本原理

⑸防止围护结构的蒸气渗透：为防止在保温围护结构的内部产生凝结水，目前常采用的构造措施是在围护结构保温层靠高温的一侧设一道隔蒸气层(如图4-5所示)。《房屋建筑学》4.2.3建筑保温

图4-5隔蒸气措施4.2建筑节能的基本原理

建筑隔热的含义：建筑隔热通常是指围护结构在夏天隔离太阳辐射热和室外高温的影响，从而使其内表面保持适当温度的能力。为达到改善室内热环境，降低夏季空调降温能耗的目的，建筑隔热可采取以下措施：⑴建筑物屋面和外墙外表面做成白色或浅白色饰面，以降低表面对太阳辐射热的吸收系数。⑵采用架空通风层屋面，以减弱太阳辐射对屋面的影响。⑶屋面采用挤压型聚苯板倒置屋面，能长期保持良好的绝热性能，且能保护防水层免于受损。⑷外墙采用重质材料与轻型高效保温材料的复合墙体，提高热绝缘系数，以便节约空调降低能耗。⑸提高窗户的遮阳性能：如采用活动式遮阳篷、可调式浅色百叶窗帘、可反射阳光的镀膜玻璃等。《房屋建筑学》4.2.4建筑隔热

4.3建筑节能技术提高墙体保温隔热性能，除了增加墙体厚度以外，还可采用导热系数小的材料与构造，一般把导热系数λ≤0.29W/（m·k）的材料认为是保温材料。选择导热系数小的材料与砌体墙或钢筋混凝土墙体组合，可有效提高墙体的保温性能。新型墙体材料的主要类型：（1）加气混凝土墙：加气混凝土热导率较低，宜用于框架填充墙和多层住宅外墙。或者轻骨料混凝土墙：采用以浮石、火山灰渣或其他轻骨料制作的多排孔混凝土空心砌块，并用保温砂浆砌筑的墙体（2）夹芯复合墙夹芯复合墙是将保温层夹在墙体中间，主体墙采用混凝土或砖砌在保温材料两侧。（3）内保温复合墙：是指墙体内侧加保温，内保温技术成熟、施工方便，但存在建筑外墙某些部位容易产生热桥等问题，降低保温性能等缺点《房屋建筑学》4.3.1墙体节能技术4.3建筑节能技术（4）外保温复合墙在承重外墙外表面上，粘贴或吊挂聚苯板或岩棉板，然后，贴上网布或挂钢筋网增强，再做抹灰面层形成外墙保温复合墙。

外墙外保温复合墙体是发展方向。其优点是：保温材料对主体结构具有保护作用；有利于消除或减弱热桥的影响；由于储热能力较强的主体结构位于室内一侧，有利于房间的热稳定性，减少室温的波动；避免二次装修对内保温层造成的损坏；既有建筑改造施工时，可减少对住户的干扰。

《房屋建筑学》4.3.1墙体节能技术4.3建筑节能技术

在建筑外围护结构中，门窗的保通隔热能力较差，门窗缝隙是冷风渗透的主要通道，大面积玻璃时阳光直射室内，也将严重影响建筑室内热环境。改善门窗的保温隔热性能是节约能源提高热舒适性的一个技术重点。1．采用适当的窗墙面积比热耗量随窗面积比的增加而增加。因此，在采光允许的条件下，控制窗墙面积比以及夜间设置保温窗帘、窗板是建筑节能的一个重要措施。2．改善窗户的保温性能3.提高门窗的气密性，减少冷风渗透

4.提高户门、阳台门的保温性能5.建筑遮阳：对于南方炎热地区采用适当的遮阳以降低建筑空调能耗《房屋建筑学》4.3.2门窗节能技术4.3建筑节能技术1、太阳能方式，可分为主动式、被动式和混合式三种。1）主动采暖系统主要由集热器、管道、储热物质以及散热器等组成，主动式系统要有专用的设备，一次性投资较大。2）被动式太阳采暖系统的特点是将建筑物的全部或一部分作为集热器，同时又作为储热器和散热器，被动式太阳能采暖系统不必另设专用设备，应积极提倡采用。3）即为1）与2）的组合《房屋建筑学》4.3.4太阳能利用2、太阳能利用原理1）集热：集热是指将密度较低的太阳能，收集起来加以利用。2）蓄热白天，利用主体结构将多余热量蓄存起来，晚上，逐渐将热量释放到室内，用以调节室内温度。设置屋顶水池、外壁用水墙，或者设蓄热管网、卵石蓄热床等也可取得一定效果4.3建筑节能技术1．采用红外热反射技术2．采用高效节能玻璃高效节能玻璃主要有以下种类：吸热玻璃和热反射玻璃；中空玻璃；低辐射玻璃。3．利用硅气凝胶4．热回收装置的开发将排出的湿热空气中的部分热量回收，二次利用，是建筑节能的一个新方向。现在，常用的热交换器有板式热回收装置、热泵等。5．发展生态节能建筑：包括不限于太阳能建筑、掩土建筑、绿化建筑、自然空调式建筑。《房屋建筑学》4.3.5建筑节能新技术4.3建筑节能技术⑴太阳能建筑：建筑中太阳能的利用经过良好设计，达到优化利用太阳能的建筑称为“太阳能建筑”。⑵掩土建筑：掩土建筑有地下建筑和覆土建筑两种类型。可提供冬暖夏凉的稳定温度条件。⑶绿化建筑：建筑绿化温室化是目前的一种研究倾向。它是将农业和种植业的温室技术应用到建筑绿化的一种方法。该法可更有效地实现生态建筑节能的效益。主要类型有平屋顶温室、毗连温室和下沉式温室等类型。⑷自然空调式建筑：建筑物中由设在地下的底部铺有卵石储热层的蓄热库和一条掩入土中的双套管组成自然空调系统。《房屋建筑学》4.3.5建筑节能新技术5.发展生态节能建筑4.4建筑节能的措施与构造1.夹心保温墙体的构造：夹心保温墙由粘土砖和保温材料组成。分为围护墙、保温层和承重墙三层。常用的保温材料有岩棉板、聚苯板、玻璃棉板、珍珠岩芯板等。复合墙体的施工需要四道工序。根据顺序不同，有两种方法:一是内层墙→保温层→外墙→拉接筋(如图所示),二是外层墙→保温墙→内墙→拉接筋《房屋建筑学》4.4.1复合材料节能墙体构造图4-18夹心保温墙体的构造4.4建筑节能的措施与构造2.内保温墙体的施工：1）贴保温复合板内贴保温复合板施工，应在屋面防水工程施工完毕后，由顶层开始，自上而下，依次进行；贴板前，墙面必须做找平层，找平层必须清洁、干燥，以保证粘贴效果；复合板的安装应从墙的一侧向另一侧铺设。2）带饰面聚苯保温板的构造带饰面聚苯保温板粘贴于混凝土墙或砖墙内表面，其构造如图4-19所示。《房屋建筑学》4.4.1复合材料节能墙体构造

图4-19饰面聚苯保温板墙体的构造4.4建筑节能的措施与构造3.细部构造要求有：在窗洞口处，饰面层内可加铺一层玻璃纤维网布，以加强防护；也可以用水泥砂浆做成护角，玻璃纤维布深入护角内连成整体，其构造如图4-20所示。内外墙相接处，玻璃纤维网布转折深入内墙抹灰内，其构造如图4-21所示。挂镜线的位置，其构造如图4-22所示。《房屋建筑学》4.4.1复合材料节能墙体构造图4-20饰面聚苯保温板墙体窗洞口处的构造图4-21保温板墙体内外墙相接处的构造图4-22保温板挂镜线的构造4.5建筑节能的措施与构造4.踢脚部位有两种做法：一是用两层饰面水泥砂浆及两层玻璃纤维网布加强，并在空气层处用聚苯板垫实。二是用保温砂浆做踢脚，其构造如图4-23所示。《房屋建筑学》4.4.1复合材料节能墙体构造3）胶粉聚苯颗粒保温浆料玻纤网格布抗裂砂浆做法胶粉聚苯颗粒外墙保温，是由界面层、保温层、抗裂防护层和饰面层组成。该体系适用于建筑高度100m以下及各类建筑的节能改造工程，适合于外墙外保温和外墙内保温。图4-23保温板墙体踢脚板处的构造4.4建筑节能的措施与构造5.外墙外保温主要有以下几种：1）板薄抹灰外墙外保温系统由EPS板保温层、薄抹面层和饰面涂层构成，EPS板用胶粘剂固定在基层上，薄抹面层中满铺玻纤网。特点:自重轻、导热系数小，价廉且保温性能好，适用于严寒及寒冷地区且饰面材料为涂料的外墙保温工程。注意:EPS板由于自身强度低，特别是失火时安全性差，因而不易与自重较大的材料（如面砖或石材）配套使用，适合涂料类外墙饰面。建筑物高度在20m以上时，在受负风压作用较大的部位宜使用锚栓辅助固定。EPS板宽度不宜大于1200㎜，高度不宜大于600㎜。必要时应设置抗裂分隔缝。《房屋建筑学》4.4.1复合材料节能墙体构造

图4-25EPS板薄抹灰系统1.基层；2.胶粘剂；3.EPS板；4.玻纤网；5.薄抹面层；6.饰面涂层；7.锚栓4.4建筑节能的措施与构造

1）EPS板应按顺砌方式粘贴，竖缝应逐行错缝。EPS板应粘贴牢固，不得有松动和空鼓。墙角处EPS板应交错互锁（如图4-26（a）所示）。门窗洞口四角处EPS板不得拼接，应采用整块EPS板切割成形，EPS板接缝应离开角部至少200㎜（如图4-26(b)所示）。应做好系统在檐口、勒脚处的包边处理。装饰缝、门窗四角和阴阳角等处应做好局部加强网施工。变形缝处应做好防水和保温构造处理。《房屋建筑学》4.4.2复合材料节能墙体构造

图4-26EPS板排板图（a）墙角处EPS板排列（b）门窗洞口EPS板排列

（a）

（b）4.4建筑节能的措施与构造2）EPS板现浇混凝土外墙外保温系统EPS板现浇混凝土外墙外保温系统以现浇混凝土外墙作为基层，EPS板为保温层。EPS板表面抹抗裂砂浆薄抹面层，外表以涂料为饰面层（如图4-27所示），薄抹面层中满铺玻纤网。EPS板宽度宜为1.2m，高度宜为建筑物层高。《房屋建筑学》4.4.2复合材料节能墙体构造

图4-27无网现浇系统1.现浇混凝土外墙；2.EPS板；3.锚栓；4.抗裂砂浆薄抹面层；5.饰面层4.4建筑节能的措施与构造3）EPS钢丝网架板现浇混凝土外墙外保温系统EPS钢丝网架板现浇混凝土外墙外保温系统以现浇混凝土为基层，EPS单面钢丝网架板置于外墙外模板内侧，并安装φ6钢筋作为辅助固定件。浇灌混凝土后，EPS单面钢丝网架板挑头钢丝和φ6钢筋与混凝土结合为一体、EPS单面钢丝网架板表面抹掺外加剂的水泥砂浆形成厚抹面层，外表做饰面层（如图4-28所示）。以涂料做饰面层时，应加抹玻纤网抗裂砂桨薄抹面层。《房屋建筑学》4.4.2复合材料节能墙体构造图4-28有网现浇系统1.现浇混凝土外墙；2.EPS单面钢丝网板；3.掺外加剂的水泥砂浆厚抹面层；4.钢丝网架；5.饰面层；6.φ6钢筋4.4建筑节能的措施与构造4）机械固定EPS钢丝网架板外墙外保温系统机械固定EPS钢丝网架板外墙外保温系统由机械固定装置、腹丝非穿透型EPS钢丝网架板、掺外加剂的水泥砂浆厚抹面层和饰面层构成（如图所示）。以涂料做饰面层时，应加抹玻纤网抗裂砂浆薄抹面层。《房屋建筑学》4.4.2复合材料节能墙体构造

图4-29机械固定系统1.基层；2.EPS单面钢丝网架板；3.掺外加剂的水泥砂浆厚抹面层；4.饰面层；5.机械固定装置4.5建筑节能的措施与构造5）硬泡聚氨酯喷涂外墙保温硬泡聚氨酯喷涂外墙保温由聚氨酯防潮底漆、聚氨酯硬泡喷涂保温层、聚氨酯界面层、胶粉聚