建筑防熱圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔熱措施課件

上節(jié)教學(xué)內(nèi)容一、炎熱氣候特征與建筑設(shè)計(jì)原則二、夏季室內(nèi)過(guò)熱的原因及防熱途徑夏季室內(nèi)過(guò)熱的原因建筑防熱的途徑（重點(diǎn)）三、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔熱設(shè)計(jì)隔熱設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)室外綜合溫度（重點(diǎn)難點(diǎn)）建筑熱工設(shè)計(jì)分區(qū)嚴(yán)寒地區(qū)寒冷地區(qū)夏熱冬冷區(qū)夏熱冬暖區(qū)溫和地區(qū)寒冷地區(qū)嚴(yán)寒地區(qū)寒冷地區(qū)嚴(yán)寒地區(qū)熱氣候類型濕熱地區(qū)的熱氣候特征：

(1)氣溫高而且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。七月份月平均氣溫為26-30℃；七月份平均最高氣溫為30一38℃；日平均氣溫＞25℃的天數(shù)，每年約有100一200d。氣溫日較差不大，但內(nèi)陸比沿海稍大一些。(2)太陽(yáng)輻射強(qiáng)度大，水平輻射強(qiáng)度最高約為930一1045W／m2。(3)相對(duì)濕度大，年降水量大。最熱月的相對(duì)濕度在80％一90％左右，沿海濕度比內(nèi)陸為大。(4)季風(fēng)旺盛。風(fēng)向多為東南和南。風(fēng)速不很大，平均在1.5—3.7m／s之間，通常白天風(fēng)速大于夜間。室內(nèi)過(guò)熱的原因：主要是強(qiáng)烈的太陽(yáng)輻射和較高的室外氣溫，室外風(fēng)速、風(fēng)向，空氣濕度及環(huán)境特點(diǎn)也在某種程度上起作用。減弱室外熱作用窗口遮陽(yáng)外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔熱和散熱房間自然通風(fēng)（夏季主導(dǎo)風(fēng)向）盡量減少室內(nèi)余熱夏季建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的防熱設(shè)計(jì)，不僅要同時(shí)考慮室外空氣和太陽(yáng)輻射的加熱作用，而且要考慮結(jié)構(gòu)外表面的有效長(zhǎng)波輻射的自然散熱作用。為了計(jì)算方便，常將三者對(duì)外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的共同作用綜合成一個(gè)單一的室外氣象參數(shù)，這個(gè)假想的參數(shù)用所謂“室外綜合溫度”tsa來(lái)表示。其計(jì)算公式為tsa

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te+I﹒s/e–t1r室外綜合溫度有哪些特點(diǎn)？0）以24小時(shí)為周期波動(dòng)1)在夏季，同一地點(diǎn)、同一天中，各朝向的太陽(yáng)輻射照度是不同的。2）在室外綜合溫度中，太陽(yáng)輻射熱當(dāng)量溫度表示圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面所吸收的太陽(yáng)輻射熱對(duì)室外熱作用提高的程度。3）室外綜合溫度代表了室外熱作用的大小。

人們常說(shuō)的太陽(yáng)下的“體感溫度”是什么？室外空氣綜合溫度是單獨(dú)由氣象參數(shù)決定的嗎？高反射率鏡面外墻和紅磚外墻的室外空氣綜合溫度是否相同？如果有兩套戶型設(shè)計(jì)一模一樣的公寓，但一個(gè)主要窗戶朝東，另一個(gè)朝西，兩套公寓夏季的熱環(huán)境條件有何區(qū)別？三、圍護(hù)結(jié)構(gòu)隔熱措施一）外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔熱措施屋頂外墻二）外圍護(hù)結(jié)構(gòu)隔熱設(shè)計(jì)的原則上人屋面：防水層宜選用高分子卷材，在防水層上應(yīng)該用細(xì)砂或塑料薄膜作為隔離層后再做保護(hù)層。

屋頂是建筑物的一個(gè)重要組成部分，是房屋最上層的覆蓋構(gòu)件，起承重和圍護(hù)的作用。屋頂有各種不同的形式……很多大型建筑屋頂?shù)脑煨途褪墙ㄖ脑煨推轿蓓斁哂衅渌问剿鶝]有的好處

坡屋頂涂刷粘結(jié)材料鋪設(shè)防水卷材平屋面卷材防水熱熔接法膠接法防水卷材搭接滾涂防水涂料平屋面涂膜防水防水涂料必須分多次涂刷，以達(dá)到規(guī)定厚度屋面保溫板粘貼時(shí)粘合劑條狀設(shè)置，可形成透氣的空隙2、倒鋪法----倒鋪法是將保溫層設(shè)置在防水層之上，形成敞露式保溫層的一種屋面做法（具有自防水功能的保溫材料：擠塑形（或擠壓形）聚苯乙烯保溫板）擠塑型聚苯乙烯保溫板、氈倒鋪保溫屋面用礫石做保護(hù)層玻璃棉氈（帶防潮鋁箔貼面）玻璃棉板（可帶防潮鋁箔貼面）架空板隔熱屋面種植屋面瓦的搭接傳統(tǒng)坡屋面平瓦防水防水層次：屋面瓦掛瓦條順?biāo)畻l防水卷材屋面板鋼板瓦防水屋面做法一）外圍護(hù)結(jié)構(gòu)隔熱措施：1.屋頂隔熱1）采用淺色外飾面，減小當(dāng)量溫度2）增大熱阻與熱惰性3）通風(fēng)隔熱屋頂4）水隔熱屋頂5）種植隔熱屋頂2.外墻隔熱1.屋頂隔熱

1)采用淺色外飾面，減小當(dāng)量溫度

2）增大熱阻和熱惰性（實(shí)體材料層屋頂隔熱）：是要注意材料層層次的排序，因排序不同也會(huì)影響衰減度，必須進(jìn)行比較選擇。如圖（a）、（b）、（c）（a）無(wú)隔熱層，熱工性能差。（b）加一層厚泡沫混凝土，隔熱效果顯著。內(nèi)表面比（a）降低，低。對(duì)防水層要求高。（c）加一層蓄熱系數(shù)大的粘土方磚（或混凝土板）。其粘土方磚外表面比卷材屋面降低左右。但自重大，傍晚蓄熱層蓄存的熱量仍繼續(xù)向室內(nèi)散發(fā)。（d）封閉空氣間層隔熱：采用空心板屋面，利用封閉空氣間層隔熱，可減輕自重，解決隔熱和散熱矛盾。封閉空氣間層內(nèi)傳熱方式主要是輻射換熱，可在間層內(nèi)鋪設(shè)反射系數(shù)大，輻射系數(shù)小的材料，如鋁箔。如圖（e）間層設(shè)鋁箔后，結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度比（d）降低，效果較顯著。如圖（f）外表面鋪白色光滑的無(wú)水石膏，結(jié)果結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度比（d）低，比（e）低，說(shuō)明選擇屋頂面層材料和顏色的重要性。3）通風(fēng)隔熱屋頂：通風(fēng)屋頂隔熱性能及其作用：

我國(guó)南方地區(qū)氣候炎熱多雨，為了隔熱防漏，創(chuàng)造了雙層瓦通風(fēng)屋頂和大階磚通風(fēng)屋頂。如圖以大階磚屋頂為例，通風(fēng)和實(shí)砌屋頂相比雖然用料相仿，但通風(fēng)后隔熱效果有很大提高。圖5—8是一個(gè)對(duì)比性實(shí)測(cè)的結(jié)果通風(fēng)屋頂?shù)膬?nèi)表面溫度夜內(nèi)都低于實(shí)砌屋頂?shù)膬?nèi)表面溫度，面且從夜間3時(shí)30分到下午1時(shí)30分還低于室內(nèi)氣溫。內(nèi)表面溫度出現(xiàn)最高值的時(shí)間，通風(fēng)屋頂比實(shí)砌屋頂約延后3h左右。顯而易見，通風(fēng)屋頂具有隔熱好散熱快的特點(diǎn)。通風(fēng)屋頂傳熱過(guò)程與影響隔熱的因素：

通風(fēng)屋頂是當(dāng)室外空氣流經(jīng)間層時(shí)，帶走部分從面層傳下的熱量，從而減少透過(guò)基層傳入室內(nèi)的熱量。如圖11-4：間層通風(fēng)量愈大，帶走的熱量愈多。通風(fēng)量大小與空氣流動(dòng)的動(dòng)力，通風(fēng)間層高度和通風(fēng)間層內(nèi)的空氣阻力等因素有關(guān)。風(fēng)壓和熱壓是間層內(nèi)空氣流動(dòng)的動(dòng)力試驗(yàn)表明：在同樣風(fēng)力作用下，通風(fēng)口朝向與風(fēng)向的偏角（即風(fēng)的投射角）愈小，間層的通風(fēng)效果愈好，故應(yīng)盡量使通風(fēng)口面向夏季主導(dǎo)風(fēng)向。由于風(fēng)壓愈風(fēng)速的平方成正比，所以風(fēng)速大的地區(qū)，利用通風(fēng)屋頂效果顯著。試驗(yàn)還表明，將間層面層在檐口處適當(dāng)向外挑出一段，能起兜風(fēng)作用，可提高間層的通風(fēng)效果。熱壓的大小取決于進(jìn)排氣口的溫差和高差，溫差與高差愈大，熱壓愈大，通風(fēng)量就愈大。

通風(fēng)間層高度試驗(yàn)表明：間層高度增高，對(duì)加大通風(fēng)量有利，但增高到一定程度后，其效果漸趨緩慢。如圖幾種通風(fēng)屋頂在不同高度的空氣間層情況下的熱工效果。由圖可見，間層高度以20～24cm左右為好。因此，一般情況下，采用矩形截面通風(fēng)口，房屋進(jìn)深為9～12m的雙坡屋頂或平屋頂，其間層高度可考慮取20～24cm，坡頂可用其下限，平屋頂可用其上限；如為拱形或三角形的截面，其間層高度要酌量增大，平均高度也不宜低于20cm.通風(fēng)間層內(nèi)的空氣阻力。室外空氣流過(guò)間層的阻力有摩擦阻力和局部阻力。為降低摩擦阻力，間層內(nèi)表面不宜過(guò)分粗糙；為降低局部阻力，進(jìn)、出風(fēng)口的面積與間層橫界面的面積比要大。若進(jìn)出風(fēng)口有啟閉裝置，應(yīng)盡量加大其開口面積，并注意使裝置有利于導(dǎo)風(fēng)，以減少局部阻力，增大通風(fēng)量。間層通風(fēng)組織形式和隔熱措施：組織方式：a.從室外進(jìn)氣（采用兜風(fēng)檐口可加強(qiáng)風(fēng)壓作用）；b.從室內(nèi)進(jìn)氣；c.室內(nèi)、室外同時(shí)進(jìn)氣。另外，有的為提高熱壓作用，在水平的通風(fēng)層中間，增設(shè)排風(fēng)帽，造成進(jìn)、出風(fēng)口的高度差，并且在帽頂?shù)耐獗硗可虾谏訌?qiáng)吸收太陽(yáng)輻射，以提高帽內(nèi)的氣溫，有利于排風(fēng)。

間層通風(fēng)組織形式：隔熱措施舉例編號(hào)構(gòu)造間層高度（cm）外表面溫度內(nèi)表面溫度室外氣溫最高（℃）平均（℃）最高（℃）平均（℃）最高出現(xiàn)時(shí)間最高（℃）平均（℃）1雙層架空粘土瓦548.331.632.128.814：3033.326.62山型槽板上鋪粘土瓦1552.032.430.027.815：0033.729.43雙層架空水泥瓦954.534.136.430.014：0032.227.14鋼筋混凝土這般下吊木絲板6356.0——32.8——29.1—5鋼筋混凝土板上鋪大階磚2456.036.329.828.820：0035.531.36鋼筋混凝土板上砌1/4磚拱6059.038.433.832.318：0034.931.37鋼筋混凝土板上砌1/4磚拱裝百葉6056.538.334.031.819：0035.531.3閣樓屋頂：在提高閣樓屋頂隔熱能力的措施中，加強(qiáng)閣樓通風(fēng)是一種經(jīng)濟(jì)而有效的方法。如加大通風(fēng)口的面積，合理布置通風(fēng)口的位置等。通風(fēng)口可做成開閉式的，夏季開啟，冬季關(guān)閉；組織閣樓的自然通風(fēng)也應(yīng)充分利用風(fēng)壓和熱壓的作用。閣樓通風(fēng)形式有：山墻上開口通風(fēng)，從檐口下進(jìn)氣有屋脊排氣，在屋頂設(shè)老虎窗通風(fēng)等。如圖1.4-7：沿海地區(qū)采用通風(fēng)隔熱屋頂十分有利。無(wú)論白天、還是夜晚，都會(huì)因陸地與海面的氣溫差而形成氣流，間層內(nèi)通風(fēng)流楊，作用甚大。坡屋頂采用通風(fēng)隔熱，如進(jìn)、排氣口有一定高差，對(duì)間層通風(fēng)更為有利。加之本地區(qū)夏季太陽(yáng)輻射強(qiáng)烈，而氣溫卻不很高，日間又常有陣雨，粘土瓦和大階磚吸水率較大，水的蒸發(fā)又消耗了不少熱量。這些因素綜合起來(lái)，使得這種屋頂隔熱方式具有良好的效果，也很受人們歡迎。若在長(zhǎng)江中、下游地區(qū)采用架空通風(fēng)屋頂，情況與沿海地區(qū)就完全不同了。正如(炎熱地區(qū)建筑降溫)一書所概括的：“以大區(qū)域平均論，長(zhǎng)江中、下游，兩湖(鄱陽(yáng)、洞庭)盆地夏季氣溫高、濕度大，加以丘陵環(huán)繞，風(fēng)速甚小，形成全國(guó)悶熱中心。

4）蓄水屋頂蓄水屋頂隔熱的原理是什么？水的熱容量較大水在蒸發(fā)時(shí)要吸吸大量的汽化熱重慶地區(qū)對(duì)同樣結(jié)構(gòu)的蓄水屋頂（水厚100mm）于不蓄水屋頂實(shí)測(cè)結(jié)果表明：蓄水后外表面溫度比不蓄水低15℃，內(nèi)表面低8℃；蓄水屋頂內(nèi)、外表面溫度的振幅僅為不蓄水的1/2；蓄水后通過(guò)屋頂傳入室內(nèi)的最大熱量只是未蓄水時(shí)傳入的1/3；蓄水后通過(guò)屋頂傳入室內(nèi)的平均熱量只有未蓄水時(shí)的1/35。水面上敷設(shè)鋁箔或其它淺色漂浮物，或在水面上種植漂浮植物水浮蓮、水葫蘆等將反射或吸收大量太陽(yáng)輻射，能取得更好的隔熱效果。蓄水屋面的缺點(diǎn)：蓄水屋面夜間仍向室內(nèi)散熱，這對(duì)夜間使用的住宅和某些公共建筑是十分不利的。屋頂蓄水增大了屋頂靜荷載，對(duì)下部結(jié)構(gòu)和抗震不利。屋面所蓄的水需定時(shí)補(bǔ)充，故受水資源的限制而推廣受限。5）種植隔熱屋頂：種植隔熱屋頂?shù)母魺嵩硎鞘裁?？利用植物的光合作用，將熱能轉(zhuǎn)化為生化能利用植物葉面的蒸騰作用增加蒸發(fā)散熱量利用植物培植基質(zhì)材料的熱阻與熱惰性，降低內(nèi)表面平均溫度與溫度振幅

以蛭石、鋸末或巖棉等作為介質(zhì)代替土壤，再在上面種植作物，即為無(wú)土種植屋頂。無(wú)土種植屋頂?shù)闹亓渴峭穸蠕佂练N植屋頂?shù)?/3，而保溫隔熱效果卻提高3倍以上。對(duì)有、無(wú)蛭石種植層的屋頂進(jìn)行對(duì)比測(cè)定。2.外墻隔熱：外墻的室外綜合溫度較屋頂?shù)?，因此在一般的房屋建筑中，外墻隔熱與屋頂相比是次要的。但對(duì)采用輕質(zhì)結(jié)構(gòu)的外墻或需空調(diào)的建筑中，外墻隔熱仍需重視。粘土磚墻；兩面抹灰一磚墻；為減輕墻體自重，減少墻體厚度，便于施工機(jī)械化，近年來(lái)大量采用空心砌塊、大型板材和輕板結(jié)構(gòu)等墻體。輕型墻板有兩種類型：一是用一種材料制成的單一墻板，如加氣混凝土或輕骨料混凝土墻板；另一種輕型外墻板是由不同材料或板材組合而成的復(fù)合墻板，其構(gòu)造如圖。無(wú)論何種形式的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，采用淺色平滑的外粉飾，以降低對(duì)太陽(yáng)輻射熱的吸收率，隔熱效果是非常明顯的。二）外圍護(hù)結(jié)構(gòu)隔熱設(shè)計(jì)的原則：1、屋頂隔熱外圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面受到的日曬時(shí)數(shù)和太陽(yáng)輻射強(qiáng)度以水平面為最大，東西向其次，東南和西南又次之，南向較小，北向最小，所以屋頂隔熱極為重要，其次是西墻和東墻。2、降低室外綜合溫度結(jié)構(gòu)外表面采用淺色平滑的粉刷和飾面材料。如：馬賽克、小瓷磚等，以減少對(duì)太陽(yáng)輻射的吸收。在屋頂或墻面的外側(cè)設(shè)置遮陽(yáng)設(shè)施，可有效降低室外綜合溫度。3、在外圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部設(shè)置通風(fēng)間層。通風(fēng)間層與室外或室內(nèi)相通，利用風(fēng)壓和熱壓的作用帶走進(jìn)入空氣層內(nèi)的一部分熱量，從而減少傳熱室內(nèi)的熱量。4、合理選擇外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔熱能力。主要根據(jù)地區(qū)氣候特點(diǎn)，房屋的使用性質(zhì)和結(jié)構(gòu)在房屋中的部位等因素來(lái)選擇。5、利用水的蒸發(fā)和植被對(duì)太陽(yáng)能的轉(zhuǎn)化作用降溫。如：蓄水屋頂，植被屋頂。這些屋頂具有很好的隔熱能力，但也增加了結(jié)構(gòu)的荷載，而且如果蓄水屋頂防水處理不當(dāng)，還可能漏水、滲水。6、屋頂和東、西外墻的內(nèi)表面溫度應(yīng)通過(guò)驗(yàn)算，要求內(nèi)表面最高溫度應(yīng)低于當(dāng)?shù)叵募臼彝庥?jì)算最高溫度，保證滿足隔熱設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。小結(jié)：炎熱氣候的分類及我國(guó)炎熱氣候的主要特點(diǎn)室內(nèi)過(guò)熱的原因及防熱途徑建筑隔熱的計(jì)算與設(shè)計(jì)屋頂隔熱的主要措施一些基本概念：干熱氣候、濕熱氣候、綜合溫度建議的大作業(yè)題目做一些熱濕環(huán)境實(shí)驗(yàn)并加以分析，例如：

掛窗簾的影響