建筑热工与建筑节能关系

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1、建筑热工与建筑节能关系住房和城乡建设部科技发展促进中心建筑节能中心处长/高级工程师张小玲2011年6月2011/6/7节能建筑应考虑的问题•必须满足耐候性要求(采用柔性连接的构造方式,防止由于热胀冷缩引起的变形和挠度变形引起的局部构造开裂)•热工计算要求(隔热设计结露计算)1必须满足隔热要求(隔热计算)2避免墙体内部和墙体表面产生结露水(冷凝防潮计算)2011/6/7节能建筑设计应注意方面•体形系数影响•热岛效应影响•外墙内保温设计•巧妙地使用空气层•全生命周期的影响评价•应比较一次能源使用满足热工要求是建筑节能的前题条件201

2、1/6/7热工计算包括五个方面•热阻与传热系数•围护结构热惰性指标D值的计算•隔热计算•围护结构内部冷凝受潮验算•热桥部位内表面温度验算。2011/6/7《民用建筑热工设计规范》必须考虑满足隔热要求•在房间自然通风情况下，建筑物的屋顶和东西外墙的内表面最高温度，应该满足围护结构内表面最高温度小于夏季室外计算温度最高值，即应满足下式要求：θi.max≤te.max2011/6/7BEED节能设计软件可以给结果•由于隔热计算的过程极其繁琐，而且当时我国大部分地区主要建筑墙体是粘土实心砖，粘土实心砖本心具有良好的隔热性能，所以绝大多数

3、设计人员没有做过隔热计算。而今天随着新材料的大量应用，隔热计算变得非常重要。设计人员可以借助计算机软件很方便地判断出设计的墙体是否符合当地的隔热要求。•建设部网站首页“行业软件”http://www.cin.net.cn/fwxx_1/fwxxhyrj1/hyrjhyrj/200806/t20080617_172511.htm2011/6/7我国夏热冬冷地区的加气混凝土外墙保温层厚度是由隔热决定的2011/6/7提高隔热功能主要依靠的是有较高蓄热系数的材料。•材料的蓄热系数是指当某一足够厚度单一材料层一侧受到谐波热作用时，表面温

4、度将按同一周期波，通过表面的热流波幅与表面温度波幅的比值。其值越大，材料的热稳定性越好。表中列出了几种材料的蓄热系数。2011/6/7常用材料的蓄热系数材料名粘土砖砌体钢筋混凝土加气混凝土聚苯乙烯玻璃棉称蓄热系10.6317.203.590.70.45数2011/6/7保温材料的性能与厚度关系如图2011/6/7EPS,XPS,PU板的厚度与传热系数关系EPS:0.041XPS:0.030PU:0.027厚102030405060708090100120130150170190200250300度EP2.541.571.130.

5、890.730.620.540.480.430.390.320.300.260.230.210.200.160.13SXP2.071.220.870.670.550.470.400.350.320.290.240.220.190.170.150.150.120.10SPU1.921.120.790.610.500.420.360.320.290.260.220.200.180.160.140.130.110.092011/6/7保温材料的性能与厚度的关系•保温材料的厚度与传热系数是一个反比曲线。•XPS板、EPS板和聚氨酯这种材

6、料的传热系数曲线非常接近•保温材料在较薄的时候，传热系数随着厚度的增加会有比较大的变化，但当厚度超过150mm时保温材料厚度增加不会对传热系数有太大的影响2011/6/7外墙外保温厚度必须满足隔热要求2011/6/7外墙外保温厚度不够,会导致外墙热量在夜晚向室内散发2011/6/7冷凝防潮计算•水蒸汽作用2011/6/72011/6/7结露2011/6/7水蒸汽的作用对墙传热系数的影响2011/6/7水蒸汽的作用对屋顶传热系数的影响2011/6/728年后墙体和屋顶实际传热系数名称外墙屋顶设计值1.250.84515#1.992

7、.23509#1.971.312011/6/7水蒸汽的长期作用对传热系数的影响•入内墙表面结露2011/6/7由于室内温度降底,相对湿度饱和形成的夏季表面结露2011/6/72011/6/7内表面结露计算2011/6/7表面结露2011/6/7表面结露•表面结露取决于空气湿度以及和湿空相接的墙壁,地面面俱到,吊顶,屋盖等部位的表面温度防止表面结露基本原则•增大围护结构的热阻,提高室内表面温度•减少室内的湿度前者实际上就是使用保温材料,后者就是设置通风口和通风设施2011/6/7内部结露•当水蒸汽在蒸汽压差•内部凝结水量增大，作用

8、下通过墙体和屋将改变材料的形态，盖被阻隔在低温部位,在寒冷地区还会使材产生结露料冻裂•材料含湿后,导热系数•防止内部结露的方法增大,保温效果减弱,进第一是增大温度高的一步促使结露更为严一侧的水蒸气渗透阻；重第二是减小室内的湿度2011/6/7冬季结露与夏季结露•