一级建筑师建筑物理与建筑设备考点复习(十八)

　　我国有关规范对建筑防热设计有如下要求：

　　(1)夏热冬暖地区，必须充分满足夏季防热要求;

　　(2)夏热冬冷地区，必须满足夏季防热要求;

　　(3)寒冷地区的部分地区，要兼顾夏季防热。

　　一、建筑防热设计基本原则

　　(一)室内过热的原因

　　在南方炎热地区的夏天，建筑物在强烈的太阳辐射和气温的共同作用下，通过房子的屋面、外墙，把大量的热量传进室内，通过开着的窗户和门透进太阳辐射热和热空气，周围地面和房屋将太阳辐射反射到建筑的墙面和窗口;此外，室内产生的生活的余热，如电器、照明和人体散发的热量和外面传进来的热量共同引起室内过热。

　　(二)建筑防热途径

　　建筑防热应采取自然通风、窗户遮阳、围护结构隔热、环境绿化等综合性措施，尽量减少传人室内的热量并使室内的热量尽快散发出去，改善室内的热环境。

　　1.减弱室外的热作用

　　合理地选择建筑的朝向和进行建筑群布局，防止过度日晒。居住建筑物的朝向宜采用南北向或接近南北向。尽量避免主要房间受到东、西向日晒。同时要绿化周围环境，以降低环境辐射和空气温度。对外围护结构的外表面，应采用浅颜色以减少对太阳辐射的吸收，降低综合温度，从而减少进入围护结构的传热量。

　　2.外围护结构的隔热和散热

　　对屋顶及东、西外墙等围护结构要进行隔热处理，达到节能所要求的热工指标，使内表面温度满足隔热设计标准的要求。白天隔热好而夜间散热又快的隔热形式是最理想的，尤其适合在自然通风情况下采用。通风屋面和通风墙是应用广泛而又有效的隔热方式。

　　3.良好的自然通风

　　自然通风是排除室内余热，改善室内热湿环境的主要途径之一。组织自然通风的措施包括：使房间的进风口尽量接近夏季主导风向;居住区的总体规划和居住建筑的平面、立面设计及门窗的设置，应有利于自然通风，利于室内的风场分布;设置通风构造;利用绿化、地理环境组织通风等。

　　4.遮阳

　　建筑物的向阳面，尤其是东、西向窗户，宜优先采用活动或固定的建筑外遮阳设施。在屋顶和西墙的外侧设置遮阳设施，可以降低它们的室外综合温度。在建筑设计中，宜结合外廊、阳台、衫k檐等构件达到遮阳的目的。利用绿化、设置其他活动的或固定的遮阳设施也可实现有效的遮阳。

　　5.利用自然能

　　利用自然能主要包括建筑外表面的长波辐射、夜间对流、被动蒸发冷却、地冷空调、太阳能降温等防用结合的措施。

　　以上建筑防热的各种措施，应在建筑防热设计中综合使用。最主要的防热措施是隔热和自然通风，同时辅以窗口遮阳、环境绿化等手段。

　　二、围护结构隔热设计

　　对于空调建筑而言，围护结构隔热设计的目的是减少室内的冷量传到室外，降低空调的能耗和设备的投资。对于自然通风的建筑而言，因为窗和门开敞，室外的气候直接影响室内的热状况，更由于没有机械制冷设备，只有通过建筑的隔热设计才能改善室内热状态。

　　(一)室外综合温度

　　夏季围护结构外部主要受两个因素的影响――太阳辐射照度和室外气温。引入室外综合温度的概念考虑这两个方面的共同影响。室外综合温度是将室外气温和太阳辐射对外围护结构的作用综合而成的一个假想的室外气象参数，定义为：

　　(1-42)

　　式中 tsα――室外综合温度，℃;

　　te――室外气温，℃;

　　ρs――围护结构外表面对太阳辐射的吸收率;

　　I――外围护结构表面的太阳辐射照度，W/m2;

　　αe――外表面换热系数，W/(m2.K);

　　tlr――外表面有效长波辐射温度，℃，对于屋面，tlr=3.50oC;对于外墙，tlr=1.8oC。

　　室外综合温度也是周期性变化的。它不仅和气象参数(室外气温、太阳辐射)有关，还与外围护结构的朝向和外表面材料的性质有关。

　　式(1―42)中的ρsI/αe值叫作太阳辐射的当量温度或等效温度。气温对任何朝向的外墙和屋顶的影响是相同的。但太阳辐射热的影响就不同了，各朝向的室外综合温度大小不同。平屋顶的室外综合温度值最大，其次是西墙、东墙。因此，在炎热的南方，隔热的重点依次是屋顶、西墙、东墙。

　　(二)隔热设计标准

　　1.围护结构内表面最高温度 .

　　在自然通风情况下，建筑物的屋顶和东、西向外墙的内表面温度应满足式(1―43)

　　(1-43)

　　要求：式中 θi,max――围护结构内表面最高温度，℃;

　　te,max――夏季室外计算温度最高值，℃。

　　用于围护结构隔热计算的夏季室外计算温度，是以25年每年最热一天的平均温度的累年平均值作为夏季室外计算温度的平均温度，以25年相应的每年最热一天的最高温度的累年平均值作为夏季室外计算温度的最高温度，并取二者之差作为夏季室外计算温度的振幅。

　　2.围护结构各部分的传热系数和热惰性指标

　　合理选择外围护结构的隔热能力，就是选择围护结构的质量、蓄热系数及热惰性等指标的大小。对于空调房屋，因为要求围护结构的热阻大和室内温度波幅小，一般可以采用隔热材料。而采用自然通风的建筑，则应根据建筑功能的不同，合理选择围护结构的热工指标，如延迟时间和衰减倍数等。

　　(1)夏热冬冷地区居住建筑围护结构各部分的传热系数和热惰性指标应符合表1―9的规定。其中外墙的传热系数应考虑结构性冷桥的影响，取平均传热系数。

　　*当屋顶和外墙的K值满足要求，但D值不满足要求时，应按照《热工设计规范》第5.1.1条来验算隔热设计要求。

　　(2)夏热冬暖地区居住建筑屋顶和外墙的传热系数和热惰性指标应符合表1―10的规定。

　　* D<2.5的轻质屋顶，还应满足国家标准《热工设计规范》所规定的隔热要求。

　　** D<2.5的轻质外墙，还应满足国家标准《热工设计规范》所规定的隔热要求。

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