建筑热环境与 建筑节能 西安建筑科技大学 建筑学院建筑技术 2007.4.

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1 建筑热环境与 建筑节能 西安建筑科技大学 建筑学院建筑技术 2007.4

2 课程的目的和任务 本课程的目的是探讨外部热环境的特性、室内热环境的形成原因与特性，以及人对环境的要求，是一门反映人－建筑－自然环境三者之间关系的科学。通过学习这门科学，我们要完成这样的任务：了解人和生产过程需要什么样的室内、外热环境；了解室内、外热环境形成特征和影响因素；掌握改变或控制这些室内、外热环境的基本原理与方法。 通过本课程学习使学生了解围护结构传热基础知识，以及如何合理地解决房屋的保温、防热、防潮及节能设计等问题，理解并掌握建筑热工、建筑节能及室内热环境设计所必需的技术基础知识。

3 第三部分 建筑热环境设计 本讲主要内容 建筑保温设计: 建筑隔热设计: 建筑隔热设计,建筑日照设计,日照基本原理,棒影图的应用. 本讲总结
第三部分　建筑热环境设计 本讲主要内容 建筑保温设计: 建筑保温综合处理原则，外墙和屋顶的保温设计，外窗、外门和地面保温设计，特殊部位保温设计，被动式太阳能利用设计初步 建筑隔热设计: 建筑防热综合途径，建筑防热控制指标，屋顶和外墙的隔热设计，自然通风，窗口遮阳 建筑隔热设计,建筑日照设计,日照基本原理,棒影图的应用. 本讲总结 推荐课外阅读书目、资料

4 回顾 第一部分 基础知识 第一章 绪论 第二章 建筑热工学基础知识 建筑热环境分类 建筑热工学的任务 建筑中的几中传热现象
回顾 第一部分 基础知识 第一章 绪论 建筑热环境分类 建筑热工学的任务 建筑热工学基本内容 第二章 建筑热工学基础知识 建筑中的几中传热现象 建筑围护结构传热基本方式 湿空气的物理性质 室内热环境及其评价 室外热环境因素

5 回顾 第二部分 建筑传热、传湿原理 第三章 建筑围护结构的传热原理及计算
回顾 第二部分 建筑传热、传湿原理 第三章 建筑围护结构的传热原理及计算 稳定传热 一维稳定传热特征 平壁内的导热过程 平壁的稳定传热过程 封闭空气间层的热阻 平壁内部温度的计算 周期性不稳定传热 谐波热作用 谐波热作用下的传热特征 谐波热作用下材料和围护结构的热特性指标 谐波热作用下平壁的传热计算 温度波在平壁内的衰减和延迟计算

6 回顾 第二部分 建筑传热、传湿原理 第五章 外围护结构的湿状况
回顾 第二部分　建筑传热、传湿原理 第五章 外围护结构的湿状况 材料的吸湿 外围护结构中的水分转移 围护结构的蒸汽渗透 内部冷凝的检验 防止和控制冷凝的措施 防止和控制表面冷凝 防止和控制内部冷凝

7 建筑热环境　在建筑学教学计划中的定位分析

8 参考资料

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10 建筑保温设计 建筑保温设计综合处理的基本原则 外墙和屋顶的保温设计 外窗、外门和地面的保温设计 特殊部位保温设计 被动式利用太阳能设计初步

11 保温设计综合处理的基本原则 充分利用可再生能源 防止冷风的不利影响 选择合理的建筑体形与平面形式 使房间具有良好的热特性与合理的供热系统

12 外墙和屋顶的保温设计 外墙和屋顶是建筑外围护结构的主体部分，对其保温能力的要求，取决于房间的使用性质及技术经济条件。一般从下面几个方面来考虑： 保证内表面不结露，即内表面温度不得低于室内空气的露点温度； 对于大量的民用建筑，不仅要保证内表面不结露，还需满足一定的热舒适条件，限制内表面温度，以免产生过强的冷辐射效应； 从节能要求考虑，热损失应尽可能的小； 应具有一定的热稳定性。

13 最小传热阻 按我国现行设计规范，保温设计是取阴寒天气作为设计计算基准条件。以下是我国国家标准《民用建筑热工设计规范》中规定的设计方法---最小热阻法。

14 以上参数的确定原则和选用方法为： 我国规范对te的选取作了具体规定，见表3--1 冬季室内计算温度ti
对于一般居住建筑取18℃；对于高级居住建筑、医疗和福利建筑、托幼建筑等，取20 ℃ 。 冬季室外计算温度te te值的选取较为复杂一些，它的取值大小与所设计的外墙或屋顶的热惰性指标值大小有关。一般说来，热惰性指标值大， te取值较高，相反亦然。 我国规范对te的选取作了具体规定，见表3--1

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16 室内空气与外墙（或屋顶）内表面之间的允许温［Δt］允许温差［Δt］，根据房间性质及结构，按表3-2取值。

17 温差修正系数n

18 内表面换热阻Ri，按第二章表2-2取值。 按上述步骤，在取得各参数值后，便可求得Ro.min 。 应当注意，求得这个最小传热组，并不意味着外围护结构的实有热阻一定要刚好等于最小传热阻，它只是起码的标准。 实际热阻应高于或等于它，但不得低于它。 Ro ≥ Ro.min

19 此外，在实际设计当中，当居住建筑、医院、幼儿园、办公楼、学校和门诊部等建筑物的外墙为轻质材料时，外墙的最小传热阻应在前述计算求得Ro
此外，在实际设计当中，当居住建筑、医院、幼儿园、办公楼、学校和门诊部等建筑物的外墙为轻质材料时，外墙的最小传热阻应在前述计算求得Ro.min的基础上进行附加，其附加值应按表3-4的规定采用。

20 绝热材料 所谓绝热材料是指那些绝热性能比较高，也就是导热系数比较小的材料。 通常把导热系数λ<0.25，并能用于绝热工程的称为绝热材料
把用于控制室内热量外流的叫保温材料。 防止热量进入室内的叫隔热材料。

21 绝热材料的选择（按热物理性能、强度、耐久性、耐火性及耐侵蚀性等，满足要求）
影响材料导热系数λ的因素：1.密度；2.湿度；3.温度 绝热材料的选择（按热物理性能、强度、耐久性、耐火性及耐侵蚀性等，满足要求）

22 三、选择保温构造方案 （一）保温构造的种类 1.单设保温层（见图3-6） 2.封闭空气间层保温 （一般空气间层厚4-5cm）
3.保温与承重相结合（见图3-7） 4.混合型构造（见图3-8）

23 选择保温构造方案 保温构造的种类 单设保温层（见图3-6） （一般空气间层厚4-5cm) D保温与承重相结合（见图3-7）

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25 单设保温层复合结构的形式及持点 内保温和外保温 外保温的优点主要有： 保护墙或屋顶，降低温度应 力起伏，提高结构的耐久性; 有利于房间热稳定性； 防止内部产生水蒸汽凝结； 消除热桥； 有利于旧房节能改造； 节约使用空间.

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27 防水层不设在保温层上边，而是倒过来设在保温层底下,这种方法，在国外叫作"Upsidedown"构造方法;简称USD构法。

28 外窗、外门和地面的保温设计 对一栋建筑物来说，外窗户、外门和地面在外围护结构总面积中占有相当的比例，一般在30-60%之间。从冬季失热量来看，外窗、外门及地面的失热量要大于外墙和屋顶的失热丘，表3-5是西安建筑科技大学一栋住宅楼外围护结构各部分耗热量分布。

29 窗户的保温设计 控制窗墙面积比（表3-6） 按我国设计规范，窗墙面积比=窗户洞口面积/外墙面积（开间*层高） 提高气密性，减少冷风渗透
我国的有关标准规定，在窗两侧空气压差为10Pa的条件.单位时间内每米缝长的空气渗透量q1的允许标准如下： 在低层和多层建筑中应不大于4.0m3/（m.h） 在中、高层建筑中应不大于2.5m3/（m.h）

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31 窗缝的处理

32 外门保温设计 提高窗户的保温能力 这里的外门包括户门（不采暖楼梯间）、单元门（采暖楼梯间）
改善窗框保温性能 改善窗玻璃部分的保温能力 合理选择窗户类型 外门保温设计 这里的外门包括户门（不采暖楼梯间）、单元门（采暖楼梯间） 阳台门下部以及与室外空气直接接触的其他各式各样的门。 门的热阻一般比窗户的热阻大，而比外墙和屋顶的热阻小，因而也是建筑外围护结构保温的薄弱环节，见表3-8

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34 地板的保温设计 人体足部与地板直接接 触传热地板面层材料的密 度、比热容和导热系数值 的大小是决定地面的热工 指标吸热指数的重要参数。
B是与传热阻R不同的另一 个热工指标。B越大，则从人脚吸取的热量越多越快。 根据B值，我国将地面划分为三类（表3-9）。

35 试验研究证明，地面对人体热舒适及健康影响最大的是厚度约3---4mm的面层材料。

36 沿底层外墙周边局部的保温处理 我国规范规定，对于严寒地区采暖建筑的底层地面，当建筑物周边无采暖管沟时，在外墙内侧0.5—1.0m范围内应铺设保温层，其热阻不应小于外墙的热阻。

37 特殊部位保温设计 围护结构交角处的保温设计 围护结构的交角，包括外墙转角、内外墙交角、楼板或屋顶与外墙的交角等。

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39 第五节 被动式利用太阳能设计初步 太阳能建筑 主动式 运行中需要机械动力 被动式 不需要机械动力 直接受益式 间接受益式 集热墙 水墙
主动式 运行中需要机械动力 被动式 不需要机械动力 直接受益式 间接受益式 集热墙 水墙 附加日光间

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43 第五节 被动式利用太阳能设计初步 英国伦敦连排住宅原型

44 第五节 被动式利用太阳能设计初步

45 第五节 被动式利用太阳能设计初步

46 第五节 被动式利用太阳能设计初步

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