建筑节能设计第四章ppt课件.ppt

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1、建筑节能设计,建筑物墙体节能设计,楼层地面节能设计,围护结构的防潮设计,4.1,4.3,4.2,第四章 单体建筑围护结构的节能设计,4.4,4.5,4.6,幕墙节能设计,建筑外门窗节能设计,建筑屋面节能设计,建筑物外墙保温设计,4.1.1,外保温复合外墙,4.1.2,内保温复合外墙,4.1.3,4.1.4,变形缝的保温设计,4.1.5,外墙的隔热设计,4.1.6,楼梯间内墙保温设计,4.1 建筑物墙体节能设计,常见的单一材料保温墙体有加气混凝土保温墙体、多孔砖墙体、空心砌块墙体等，但与保温砂浆、聚苯板等材料相比，其保温性能较差。,例如，要使加气混凝土砌块外墙的传热系数达到0.6，如果仅采用加气

2、混凝土砌块这一种材料，则其墙体厚度应为440 mm；如果采用聚苯板外墙外保温，则外墙总厚度只需270 mm。,4.1.1 建筑物外墙保温设计,1单一材料保温墙体,根据保温层在墙体中的位置不同，可分为外保温复合外墙、内保温复合外墙和夹心保温复合外墙，如图4-1所示。,2单设保温层复合保温墙体,图4-1 单设保温层复合保温墙体的类型,外保温复合外墙,是指在外墙外侧设置保温层并饰面。采用外保温对室内热稳定性有利，热桥易于处理，但施工较为复杂，外部罩面需认真处理以确保其稳定性和耐久性。,内保温复合外墙,保温层设置有外墙的内表面，保温材料与砖墙或混凝土之间可设或不设空气层，其做法是在外墙内侧增加木质或轻

3、钢龙骨，然后在龙骨内填充保温材料，表面覆以石膏板后加涂料饰面。,夹心保温复合外墙,将外墙分为承重和保温两部分，中间留20 50 mm空隙，以填充无机松散或块状保温材料，也可不填充材料（即设为空气层）。,3几种常见的外墙外保温系统,1外保温复合外墙的特点,2外保温复合外墙的构造要求,4.1.2 外保温复合外墙,1外保温复合外墙的特点,（1）外保温复合外墙可以避免产生热桥。,减缓太阳能辐射或间接采暖造成的室内温度变化。与此同时，也能使太阳能辐射热、人体散热、家用电器及炊事散热等因素产生的“自由热”得到较好的利用，有利于节能。,室外气候变化引起的墙体内部温度变化发生在外保温层内，使得内部的主体墙冬季

4、保温性能提高、湿度降低、温度变化较平缓、热应力大大减少，因此主体墙体产生裂缝、变形、破损的危险大大减轻，从而使得墙体的耐久性得到加强。,在常规的内保温做法中，钢筋混凝土楼板、梁、柱等处均无法进行保温处理，这些部位在寒冷的冬季会形成热桥现象。,（2）外墙外保温有利于保障室内的热稳定性,（3）外墙外保温有利于提高建筑结构的耐久性,（4）外墙外保温有利于既有建筑节能改造,在旧房进行改造时，如果在墙体内侧设保温层，室内有效使用面积必然会减少。此外，改造时，必然要搬动室内家具，甚至需要住户临时搬迁，且施工过程中还易造成施工扰民。如果采用外保温，则不仅可以避免上述问题的产生，还可以使室内装修不致破坏。,（

5、5）外墙外保温的综合经济效益很高,虽然外保温工程每平方米造价比内保温相对高一些，但是只要技术选择适当，外保温比内保温可增加近2%的使用面积，再加上外保温外墙具有良好的热环境、长期节能等一系列优点，故外保温外墙的综合效益是十分显著的。,外保温复合外墙的保温层在室外，其构造必须满足水密性、抗风压性，以及耐受各种温湿度变化的要求，从而避免外墙产生裂缝。图4-2所示为一种最具有代表性的外墙外保温构造做法。,图4-2 外墙外保温体系的构造做法,2.外保温复合外墙的构造要求,1）保温层的要求,外墙外保温体系的保温层应采用热导系数小的高效保温材料，其热导系数一般小于0.05,2）保温板的固定,不同材料的外墙

6、外保温体系，其固定保温板的方法各不相同，如将保温板黏结在基底上，或将保温板钉固在基底上，也可将以上二者相结合。,3）保温层的面层,保温板的表面层做法各不相同。薄面层的一般为聚合物水泥胶浆抹面，厚面层可采用普通水泥砂浆抹面，也可以在龙骨上吊挂板材或瓷砖覆面。,3几种常见的外墙外保温系统,外墙保温系统,3）EPS板现浇混凝土外墙外保温系统,2）胶粉EPS颗粒保温浆料外墙外保温系统,1）EPS板薄抹灰系统,EPS板（即膨胀聚苯板）薄抹灰外墙外保温系统，是以EPS板作为保温材料的一种保温体系。由EPS板保温层、薄抹面层和饰面涂层构成，EPS板用胶黏剂固定在基层上，薄抹面层中满铺抗碱玻璃纤维网，该保温墙

7、体的具体构造如图4-3所示。,1）EPS板薄抹灰系统,1基层墙体2胶粘剂3EPS板4玻纤网格布5薄型抹灰面层6饰面涂层7锚栓图4-3 EPS板薄抹灰外墙外保温构造图,找平层施工及基面处理,拌制胶粘剂,粘贴EPS板,2,3,1,EPS板薄抹灰外墙外保温系统的施工工艺流程：,基层墙体可以是混凝土墙体，也可以是各种砌体墙体。基层墙体的表面应清洁、无油污，并用20 mm厚的13水泥砂浆进行找平层施工，找平层与基层墙体之间必须粘接牢固，无空鼓、脱层等现象。,胶粘剂是将EPS板粘贴于基层上的一种专用粘结胶料，其拌制工作应有专人负责，采用先加水后加粉的机械搅拌方法。拌好的胶粘剂应静置5 min左右再进行搅拌

8、后方可使用。,点框粘法：在EPS板周边涂抹粘结砂浆，中间部位均匀布点，点粘结面积与EPS板面积之比不得小于40%，适用于平整度较差的墙面。条粘法：将粘结砂浆涂抹在膨胀聚苯板上后，应迅速将膨胀聚苯板粘贴在墙上，再用水平尺压平以保证平整度和粘结牢固。,锚栓,4,待EPS板粘结牢固后安装固定锚栓，即按设计要求的位置用冲击钻钻孔，锚深为基层内约为50 mm，钻孔深度约为60 mm，然后用锤子将固定锚栓及膨胀钉敲入。,拌制抗裂砂浆并粘贴玻纤网格布,5,拌制好抗裂砂浆后，用抹面抹子将拌制好的抗裂砂浆均匀涂抹在膨胀聚苯板上，然后迅速贴上事先剪切好的玻纤网格布，再用抹平抹子由中间向上、下两边将网格布抹平，使其

9、紧贴底层抹面砂浆。,抗裂砂浆抹面,6,底层抗裂砂浆干燥后再抹面层抗裂砂浆，抹面层的厚度以盖住网格布为准，这样就形成了具有保护保温层、防裂、防火、抗冲击作用的构造层。,补洞和变形缝处理,7,对墙面上脚手架所留下的孔洞及损坏处应进行修补。此外，当基底墙体有变形缝时，保温层也应相应地留出变形缝，以适应建筑物位移的要求。,涂料饰面,8,待抗裂砂浆层干燥后，刮柔性腻子（水溶性材料）一遍以找平，腻子干燥后再进行饰面涂料施工。,胶粉EPS颗粒保温浆料外墙外保温系统由界面层、胶粉EPS颗粒保温浆料层、抗裂砂浆薄抹面层和饰面层组成，其构造如图4-4所示。,2）胶粉EPS颗粒保温浆料外墙外保温系统,1基层墙体2界

10、面砂浆3胶粉EPS颗粒保温浆料 4抗裂砂浆薄抹面层5玻纤网格布6饰面层图4-4 胶粉EPS颗粒保温浆料外墙外保温系统的构成,1基层墙体2界面砂浆3胶粉EPS颗粒保温浆料 4抗裂砂浆复合热镀锌钢丝网（锚固件固定）5面砖粘结砂浆6饰面砖图4-5 胶粉EPS颗粒保温浆料外墙外保温系统的构成,由图4-4可以看出，胶粉EPS颗粒保温浆料外墙外保温系统采用了逐层渐变、柔性释放应力的无空腔技术工艺，因此可广泛适用于不同气候区、不同基层墙体、不同建筑高度的各类建筑外墙的保温与隔热。,EPS板现浇混凝土外墙外保温系统又称大模内置聚苯板保温系统，主要适用于浇筑混凝土高层建筑外墙的保温。EPS板现浇混凝土外墙外保温

11、系统的具体做法是：将聚苯板（钢丝网架聚苯板）放置于将要浇筑墙体的外模内侧，当墙体混凝土浇灌完毕后，外保温板就会与墙体浇筑在一起了。,3）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可分为无网现浇系统和有网现浇系统两种，这两种系统中所采用的EPS板如图4-6所示。,图4-6 现浇混凝土外墙外保温系统中的EPS保温板,（a）无网EPS保温板,（b）有网EPS保温板,（1）EPS板无网现浇系统。这种EPS板的内表面（与混凝土接触的表面）沿水平方向开有矩形齿槽，外表面以抗裂砂浆薄抹面，再以涂料作为饰面层，薄饰面层中应满铺玻纤网格布，如图4-7所示。,1现浇混凝土外墙2EPS板3锚

12、栓4抗裂砂浆薄抹面层5玻纤网格布6饰面层图4-7 EPS板无网现浇系统的构成,（2）EPS板有网现浇系统。以现浇混凝土外墙作为基层，将EPS单向钢丝网架板置于外墙外模板内侧，并安装直径为6 mm的钢筋作为辅助固定件。在浇筑混凝土后，EPS单向钢丝网架板挑头钢筋与混凝土结合为一体。EPS单向钢丝网架板表面抹掺外加剂的水泥砂浆形成厚抹面层，外表面再做饰面层，如图4-8所示。,1现浇混凝土外墙2EPS单面钢丝网架板3掺外加剂的水泥砂浆厚抹面层4钢丝网架5饰面层6钢筋图4-8 EPS板有网现浇系统的构成,1,3,内保温复合外墙在工程中的应用效果,2,内保温复合外墙的几种类型,内保温复合外墙的墙体,4.

13、1.3 内保温复合外墙,在选用外墙内保温体系时，应考虑以下几点：,内保温外墙由主体结构与保温结构组成，主体结构一般为砖砌体、承重砌块砌体和混凝土墙等承重墙体，或是非承重的空心砌块或加气混凝土砌块墙体。保温结构是由保温板和空气层组成。保温材料复合在建筑物外墙内侧，同时以石膏板、建筑人造板或者其他饰面材料覆面作为保护层，如图4-10所示。,1内保温复合外墙的墙体,图4-10 内保温复合外墙的构造,1）外墙内保温采暖房间墙体受潮措施。在保温层与主体结构之间增加一个空气间层，以解决保温材料受潮的问题。增加空气间层不仅可防潮，还可以解决传统隔汽层在春、夏、秋季难以将室内潮气排向室外的难题，同时空气层还可

14、以增加一定热阻，且造价相对较低。,2）周边热桥对外墙传热系数的影响。建筑物因抗震需要，外墙周边往往需要设置混凝土梁、柱，这些结构的保温隔热性能远低于主体墙体的部位称为热桥。热桥部位必然使外墙传热损失增加。需保证有足够的热桥长度，并在热桥的两侧加强保温。,2内保温复合外墙的几种类型,常用的保温砂浆有膨胀珍珠岩保温砂浆、聚苯颗粒保温砂浆等。,粘贴的材料有阻燃型聚苯板、水泥聚苯板、纸面石膏聚苯复合板、纸面石膏岩棉复合板、纸面石膏玻璃棉复合板、饰面石膏聚苯板等。,为达到更好的热工性能，在外墙的内侧设置木龙骨或轻钢龙骨骨架，然后将包装好的玻璃棉、岩棉等嵌入其中，表面再封盖石膏板。,（1）抹保温砂浆,（2

15、）粘贴型,（3）龙骨内填型,如图4-11所示,图4-11 龙骨内墙保温材料墙,表4-1 北京市民用建筑内保温复合外墙的构造做法及保温效果,4.1.4 楼梯间内墙保温设计,图4-12所示为保温浆料系统用于不采暖楼梯间隔墙时的保温层构造做法。采用双层耐碱网格布，以增强保护层的强度及抗冲击性。,1）承重砌体结构建筑楼梯间的保温设计,图4-12 楼梯间隔墙保温层构造,钢筋混凝土框架结构建筑，其楼梯间常与电梯间相邻。这些部分通常为钢筋混凝土剪力墙结构，其他部分多为非承重填充墙结构。这时要提高保温层的保温能力，以达到节能标准的要求。框架结构建筑楼梯间保温构造作法可参考内保温外墙的做法。,2）框架结构建筑楼

16、梯间的保温设计,4.1.5 变形缝的保温设计,为防止由于地基、建筑物的不均匀沉降和温度变形给建筑造成的破坏，在墙体结构设计时都要按照相关规范设置变形缝。保温浆料系统变形缝的保温做法如图4-13所示。伸缩缝、沉降缝、抗震缝要用聚苯条塞紧，填塞的深度不小于300 mm，金属盖缝板可用1.2 mm厚的铝板或0.7 mm厚的不锈钢板，两边钻孔加以固定，其他保温系统的变形缝保温也可参考这种做法。,（a）,（b）,（c）,图4-13 保温浆料系统变形缝的保温做法,4.1.6 外墙的隔热设计,通常，外墙和屋面的隔热设计应按以下原则采取具体措施。 减少对太阳辐射热的吸收。 减弱室外综合温度波动对围护结构表面温

17、度的影响。 选用的材料和构造要利于散热。 将太阳辐射等热能转化为其他形式的能量。 减少通过围护结构传入室内的热量等。,几种最常见的建筑外墙隔热措施,图4-14所示为黑色、浅绿色和白色三种饰面在阳光作用下的表面温度曲线。从该图中可以看出，白色表面外墙的最高温度可比黑色表面低25 30。由此可见，对同样构造的围护结构，只要改变外表面颜色，或选择对太阳辐射吸收率小的材料作饰面，便可以取得较好的隔热效果。,1建筑外墙做浅色饰面,1黑色饰面2浅绿色饰面3白色饰面图4-14 不同饰面颜色的外墙表面温度曲线,将需要隔热的外墙作成空心夹层墙，利用热压原理将通风墙的进风口和出风口之间的距离加大，以增加通风效果，

18、降低墙体内表面温度。通风间层的厚度一般为30100 mm。外墙加通风间层后，其内表面最高温度可降低12，而且日辐射照度越大，通风空气间层的隔热效果越显著，故对东西向墙的降温效果更为明显。,2做通风墙,外墙绿化是垂直绿化的一种重要形式，广义的外墙绿化包括开敞的阳台、窗台、雨篷等除屋顶之外的一切建筑外围护结构的绿化。 测试结构表明，与建筑遮阳构件相比，外墙绿化遮阳的隔热效果更好。这是因 为它们在遮阳的同时也吸收了大量的太阳辐射热，大大提高了其自身的温度，再把热量辐射到被它遮挡的外墙上。但对于有生命的绿色植物来说，在较强光照下，它们把从根部吸收的水分输送到叶面部位后，通过叶面蒸发水分，从而使植物本身

19、保持较低温度，而不会对周围环境造成过强的辐射热。,3对建筑外墙进行绿化,4.2 建筑屋面节能设计,4.2.1 构造式保温隔热屋面,传统屋面的构造做法一般是保温隔热层在防水层的下面。这是因为传统屋面隔热保温层普遍存在吸水率大的通病，致使保温隔热性能大大降低，无法满足隔热要求。 此外，为了提高材料层的热绝缘性，最好选用导热性小、蓄热性大的材料。,1传统的保温隔热屋面,2倒置式保温隔热屋面,倒置式保温屋面的保温隔热层应采用吸水率低的材料，且在保温隔热层上应用混凝土、水泥砂浆或干铺卵石作为保护层，以免保温隔热材料受到破坏。倒置式保温屋面的构造如图4-15所示，其上层的卵（碎）石也可换成30 mm厚的钢

20、筋混凝土板。,（a）,（b）,图4-15 倒置式保温屋面的构造做法,1,2,3,可以有效地延长防水层的使用年限,施工简单，利于维修,可以调节屋面内表面温度,倒置式保温屋面的特点,4.2.2 建筑形式保温隔热屋面,通风隔热屋面是一种典型的建筑形式保温隔热屋面，其屋盖由实体结构变为带有封闭或通风的空气间层的双层屋面结构形式，如图4-16所示。,（a）,（b）,（c）,图4-16 几种常见的通风屋面构造形式,由图4-16中可以看出，通风隔热屋面相当于在屋面设置了通风间层，一方面可利用通风间层的外层遮挡阳光，使屋面变成两次传热，避免太阳辐射热直接作用在内层围护结构上；另一方面可利用风压和热压（尤其是自

21、然通风）带走进入夹层中的热量，从而减少室外热作用对内表面的影响。 为确保通风隔热屋面具有较好的隔热降温性能，在设计中应考虑以下问题：,通风隔热屋面的架空层设计应根据基层的承载能力，构造形式要简单，架空板要便于生产和安装施工。,通风隔热屋面和风道的长度不宜大于15 m，空气间层以200 mm左右为宜。,通风隔热层面基层上面应有满足节能要求标准的保温隔热基层，一般应按相关节能要求对传热系数和热惰性指标限值进行验算。,架空隔热板的位置应在保证使用功能的前提下，同时考虑利于板下部形成良好的通风状况。,架空隔热板与山墙间应留出250 mm的距离。,架空隔热层在施工过程中，应做好对已完工防水工程的保护工作

22、。,4.2.3 生态覆盖式保温隔热屋面,生态覆盖式保温隔热屋面是通过将生态材料覆盖于建筑屋面，利用覆盖物自身对周围环境变化而产生的相应反应，来弥补建筑本身的不利能源损耗，其中以种植屋面和蓄水屋面较为典型。,1）种植屋面的种类及种植屋厚度,覆土种植：在钢筋混凝土屋面上覆盖种植土壤作为栽培基质，因土壤密度大，使屋面荷载增加很多，且土壤的保土性差，故现已很少使用。无土种植：采用蛭石、水渣、泥炭土、膨胀珍珠岩粉料或木屑代替土壤，其自重轻，隔热性能较土壤有所提高，且对屋面构造没有特殊要求，只需要在檐口和走道板处注意防止蛭石或木屑等材料在雨水外溢时被冲走。,1种植屋面,2）种植屋面的构造层次,种植屋面施工

23、要求复杂，结构层采用整体浇筑或预制装配的钢筋混凝土屋面板，自上而下依次为：种植基质层、隔离过滤层、排（蓄）水层、耐根穿刺防水层、卷材或涂膜防水层、找坡层（找平层）、保温隔热层、隔汽层、混凝土结构层，如图4-17所示。,图4-17 种植屋面的构造层次,隔离过滤层：设在种植基质层与排水层之间，采用无纺布或玻纤毡，既可以透水，又能够阻止泥土流失。,排水层：设在隔离过滤层的下部，并有一定承载能力的塑料排水板、橡胶排水板或粒径为2040 mm（或厚度为80 mm以上）的鹅卵石组成。,耐根系穿刺防水层：起隔断根系，以免根系破坏防水层的作用。,卷材或涂膜防水层：在耐根系穿刺防水层下部再铺设的12道具有耐水、

24、耐腐蚀、耐霉烂和对基层伸缩或开裂变形适应性强的卷材（如高分子卷材）或防水涂料，以防水分向下渗漏。,找平层和找坡层：找平层是用水泥砂浆等找平，以便在其上铺设柔性防水层，而找坡层则是为了便于迅速排除种植屋面的积水，宜采用结构找坡，其坡度宜为1% 3%。,3）种植屋面的设计要求,在进行种植屋面设计时应注意以下几个主要问题：, 种植屋面不同于一般屋面，一般应根据种植的种类和方式设置结构层、找平层、蓄水防水层和种植层等，在设计过程中应对以上各层全面考虑； 种植屋面应采用整体浇筑或预制装配的钢筋混凝土屋面板作为结构层，其质量应符合国家现行各相关规范的要求。在进行屋面结构层设计时，要以屋面允许承载重量为依据

25、，确保屋面的允许承载量大于一定厚度种植屋面最大湿度质量、一定厚度排水物质质量、植物质量和其他物质质量之和； 防水层应采用设置涂膜防水层和配筋细石混凝土刚性防水层两道防线的复合防水设防做法，以确保防水层的质量，真正做到不渗不漏；, 在结构层上做找平层，找平层宜采用13的水泥砂浆，其厚度根据屋面基层种类（按照屋面工程技术规范）规定为1530 mm，找平层应坚实平整。找平层宜留设分格缝，缝宽为20 mm，并嵌填密封材料，分格缝最大间距为6 m； 种植屋面坡度不宜大于3%，以免种植介质因坡度较大而产生流失； 种植屋面的种植土不能太厚，植物宜选择长日照的浅根植物，如各种花卉、草等，一般不宜种植根深的植物

26、； 四周挡墙下的泄水孔要能顺利地排除积水，以满足房屋建筑的使用功能，不得堵塞。,2蓄水隔热屋面,1）蓄水屋面的构造设计,（1）水层深度及屋面坡度。过深的水层会加大屋面荷载，过浅的水层夏季又容易被晒干。从理论上讲，50 mm深的水层即可满足降温与保护防水层的要求，但实践中比较适宜的水层深度为150 200 mm，屋面的坡度不宜大于0.5%。（2）防水层的做法。蓄水屋面可以是刚性防水屋面，也可以是卷材防水屋面。工程实践证明，防水层的做法是采用40 mm厚、C20的细石混凝土加水泥用量为0.05%的三乙醇胺，或水泥用量为1%的氯化铁、1%的亚硝酸钠（浓度98%）及内设直径为4 mm，尺寸为200 m

27、m 200 mm的钢筋网，其防渗漏效果最好。,（3）蓄水区的划分。为了便于分区检修和避免水层产生过大的风浪，蓄水屋面应划分成若干蓄水区，每个蓄水区的边长不宜大于10 m。蓄水区间用混凝土做成分仓壁，壁上留过水孔，使各蓄水区的水层连通，但在变形缝的两侧应设计成互不连通的蓄水区。（4）女儿墙与泛水。蓄水屋面四周可做女儿墙并兼作蓄水池的仓壁，且应将屋面防水层延伸至女儿墙的墙面形成泛水，泛水的高度应高出水面100 mm。由于混凝土转角处不易密实，必须做成斜角圆弧形，并填充如油膏之类的嵌缝材料。,（5）溢水孔与泄水孔。为避免暴雨后蓄水深度过大而增加屋面的负荷，应在蓄水池周边设若干溢水孔；为了便于检修时排

28、除蓄水，应在池壁根部设泄水孔。泄水孔和溢水孔均应与排水檐沟或水落管连通，如图4-18所示。（6）屋盖的承载能力。蓄水隔热屋面，其屋盖的承载能力经计算确定，必须符合有关标准的规定。,图4-18 蓄水屋面溢水孔与泄水孔的设置,（a）,（b）,2）蓄水屋面的特点,（1）刚性防水层不出现干缩。长期置于水层下方的混凝土不但不会出现干缩，反而会有一定程度的膨胀。这避免了因干缩出现开裂性透水毛细管的可能性，所以刚性防水层不会产生渗漏。（2）防水层的使用年限长。水层长期将防水层淹没，使混凝土防水层在水的养护下，减少由于温度变化引起的开裂和混凝土的碳化，使诸如沥青和嵌缝胶泥之类的防水材料在水层的保护下推迟老化过

29、程，延长使用年限。（3）密封材料使用寿命长。大面积刚性防水蓄水屋面的分格缝中要填嵌密封材料。密封材料在大气中主要受氧化作用和紫外线的照射，易于老化，耐久性降低。但使用于水下的密封材料由于与空气隔绝，不易老化，故可以延长使用寿命。,4.3.3建筑外窗节能设计,4.3.1 建筑外门窗的基本要求,4.3.2 建筑外门节能设计,4.3 建筑外门窗节能设计,交通安全方面的要求,采光和通风方面的要求,围护作用方面的要求,（1）,美观方面的要求,（2）,（3）,（4）,4.3.1 建筑外门窗的基本要求,建筑外门窗的节能就是指提高门窗的性能指标，主要是在冬季有效利用阳光，夏季采用有效的隔热及遮阳措施，避免能耗

30、增加。,4.3.2 建筑外门节能设计,建筑外门是指住宅建筑的户门和阳台门。表4-2所示为各类常用门的热工指标。,表4-2 各类常用门的传热系数和传热阻,4.3.3 建筑外窗节能设计,窗户的传热系数，应按国家计量认证的质检机构提供的测定值采用。若无提供的测定值，则可按表4-3中的数值采用。 由表4-3可知，窗面积越大，对保温节能越不利。为了既保证各项使用功能，又提高窗的保温节能性能，减少能源消耗，必须采取以下措施。,表4-3 常用窗户的传热系数和传热阻,注： 本表中的窗户包括一般窗户、天窗和阳台门上部带玻璃部分。 当阳台门下部不作保温处理时，门肚板部分的传热系数应按表中值选用；当做保温处理时，应

31、按计算值确定。 本表中未包括的新型窗户，其传热系数应按测定值选用。,1控制窗墙面积比,1）严寒和寒冷地区居住建筑的窗墙面积比 为了实现建筑节能的标准要求，国标严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准（JGJ 262010）规定，严寒和寒冷地区窗墙面积比限值见本书第3章中的表3-4。由表3-4中可以看出，建筑物北向的窗墙面积比应最小。2）夏热冬冷地区居住建筑的窗墙面积比 该地区冬季的气候阴冷潮湿，因此，减少窗的温差传热是建筑节能中降低窗热损失的主要措施。夏热冬冷地区在围护结构节能设计时，不宜过分依靠减少窗墙比，而应重点提高窗的热工性能。还应注重夏季防止东西向日晒、冬季尽可能争取南向日照。本书第3章表3

32、-8列出了不同朝向的窗墙面积比限值，表3-9列出了不同建筑体形系数和不同窗墙面积比时外窗的传热系数，以供设计时参考。由表3-8中可以看出，夏热冬冷地区东、西朝向建筑的窗墙面积比最小，而南向建筑的窗墙面积比最大。,3）夏热冬暖地区居住建筑的窗墙面积比 该地区长年气温高且湿度比较大，太阳辐射强烈，雨量非常充沛。因此，夏热冬暖地区的建筑必须充分满足隔热、通风、防雨、防潮、防台风等要求。为遮挡强烈的太阳辐射，宜设置可靠的遮阳设施，并要避免日晒。 夏热冬暖地区居住建筑的外窗面积不应过大，各朝向的窗墙面积比，北向不应大于0.45，东、西向不应大于0.30，南向不应大于0.50。居住建筑的天窗面积不应大于屋

33、面总面积的4%，传热系数不应大于4.0 W/(m2K )，遮阳系数不应大于0.5时。当设计建筑的外窗或天窗不符合上述规定时，其空调采暖（或制冷）年耗电指数（或耗电量）不应超过参照建筑的空调采暖（或制冷）年耗电指数（或耗电量）。,1）采用节能玻璃（1）吸热玻璃：能吸收大量红外线辐射能，并保持较高可见光透过率的平板玻璃；（2）热反射玻璃：镀膜玻璃分为热反射镀膜玻璃和低辐射镀膜玻璃两种。 热反射镀膜玻璃：在玻璃表面镀上金属、非金属及氧化物薄膜，具有单向透视性，迎光面具有镜面反射效果，而背光面则可以透视。低辐射镀膜玻璃：即Low -E玻璃，与热反射镀膜玻璃相比，它的透光性好，节能效果好，遮阳系数低。（

34、3）中空玻璃：中空玻璃具有良好的隔热、隔音、节能等作用，主要应用于建筑外墙、门窗、火车、轮船、电器产品等方面（4）真空玻璃：真空玻璃是目前节能效果最好的玻璃，它是在密封的两片玻璃之间形成真空从而使玻璃与玻璃之间的传导热接近于零。,2采取措施降低窗的传热耗能,2）提高窗框的保温性能 提高窗框保温隔热性能的措施主要有以下三种：一是选择传热系数较低的窗框，这样可以避免窗框成为热桥；二是采用传热系数小的材料截断金属框料型材的热桥，以制成断桥式框料，如图4-19（a）所示；三是利用框料内的空气腔室截断金属框扇的热桥，如图4-19（b）所示。,（a）,（b）,图4-19 窗框构造做法,目前，窗框的材料主要

35、有PVC塑料窗框、铝合金窗框、钢窗框和木窗框等，它们的传热系数和密度如表4-4所示。,表4-4 几种主要框料的传热系数和密度,3）提高窗的气密性 国标建筑外门窗气密、水密、抗风压性能分级及检测方法（GB/T 71062008）中，依据标准状态下，压力差为10 Pa时的单位开启缝长空气渗透量q1 和单位面积空气渗透量 q2作为分级指标，将建筑外门窗的气密性能分为八级，如表4-5所示。目前，国外对于框与扇之间已普遍采用三级密封做法。,表4-5 建筑外门窗气密性能分级表,4）选择适宜的窗型 窗的几何形式与面积，以及开启窗扇的形式，均对窗的保温节能性能有很大影响。表4-6中列出了一些窗的形式及相关参数

36、，以供设计时参考。,表4-6 窗的开扇形式与缝长,从上表中可以看出，编号为4，6，7的开扇形式，其缝长与开扇面积的比值较小，而在具有相近的开扇面积下，开扇缝越短，节能效果越好。窗的开扇形式的选择要点如下： 在保证必要的换气次数的前提下，尽量缩小开扇面积； 选用周边长度与开扇面积比小的窗扇形式，即接近正方形有利于节能； 镶嵌的玻璃面积尽可能大。,5）合理采用遮阳措施 夏热冬冷和夏热冬暖地区，夏季窗和透明幕墙的太阳辐射得热将会增大空调负荷，冬季会减小采暖负荷，因此，应根据负荷的具体情况确定采取何种形式的遮阳。一般情况下，民用建筑的外窗，外卷帘或外百叶的活动遮阳效果较好。但严寒地区不同于南方温暖地区

37、，这一地区采暖能耗在全年建筑能耗中占主导地位，如果遮阳设施阻挡了冬季阳光进入室内，必然会增加冬季采暖能耗。因此，遮阳措施一般不适用于北方严寒地区。,4.4 幕墙节能设计,玻璃幕墙比传统墙体的保温隔热性能差很多，其热损失是传统墙体的67倍。因此，对玻璃幕墙进行节能设计具有重要意义。 玻璃幕墙的传热方式有导热、对流、辐射及太阳光的透射。节能设计就是要对这些环节的热交换加以控制，以增加玻璃幕墙的保温隔热性能。首先要注重玻璃幕墙材料本身的热工性能，应选用节能型材料；其次是采用一些特殊的构造做法控制热交换，以达到节能的目的；此外还可以借助一些辅助措施，以取得最佳的节能效果。,玻璃幕墙材料节能是指在玻璃幕

38、墙选材时选用节能型材料，包括节能玻璃和节能型材（玻璃幕墙的框架）。玻璃幕墙常用的节能玻璃有吸热玻璃、镀膜玻璃、中空玻璃、真空玻璃等，各种玻璃的特性见本章第4.3.3节。 玻璃幕墙的金属框架虽然在幕墙外表面占的比例较小，但由于它多为铝合金或不锈钢材料，其导热系数较大，热量容易损失。玻璃幕墙常用的节能型材有铝塑复合材料、断热铝型材等高热阻材料。 为提高金属框架的热阻，在保证材料力学性能的前提下，可选用断热桥型节能型材。如断热桥铝型材用隔热条将铝合金型材分隔成两个部分，以减少两部分之间的热传递，从而达到节能效果。,1玻璃幕墙材料节能,玻璃幕墙的构造节能是指通过特殊的构造做法，提高玻璃幕墙的保温隔热性

39、能。双层玻璃幕墙就是一种采用构造节能的玻璃幕墙。如图4-21所示，为封闭式内循环双层通风玻璃幕墙和敞开式外循环双层通风玻璃幕墙。,2玻璃幕墙构造节能,（a）封闭式内通风玻璃幕墙,（b）敞开式外通风玻璃幕墙,图4-21 双层通风玻璃幕墙的类型,玻璃幕墙的辅助节能措施可分为两方面，具体包含： 为玻璃幕墙设置遮阳系统； 利用密封材料增加玻璃幕墙的气密性等。为增加玻璃幕墙的气密性，通常把玻璃与型材之间、玻璃与玻璃之间的缝隙密封材料密封，常用的密封材料有橡胶密封条、硅酮耐候胶等。,3辅助措施节能,橡胶密封条：用于幕墙与型材之间，依靠胶条自身具有的弹性起密封作用，如图4-22所示。硅酮耐候胶：又称硅酮耐候

40、密封胶，主要用于幕墙玻璃之间的密封嵌缝，是一种很好的密封材料，如图4-23所示。,图4-22 橡胶密封条,图4-23 硅酮耐候胶,4.5 楼层地面节能设计,4.5.3. 地板的节能设计,4.5.1 地面的分类及相关要求,4.5.2 地面保温设计,4.5.1 地面的分类及相关要求,地面按其是否直接接触土壤分为两类：一类是不直接接触土壤的地面，在建筑上称为地板，又可分为接触室外空气的地板和不采暖地下室上部的地板，以及底部架空的地板等；另一类是直接接触土壤的地面。,1地面的分类,地面的功能要求主要有以下几点：（1）具有足够的坚固性。要求在各种外力的作用下不易产生磨损破坏，且其表面平整、光洁、易清洗和

41、不起灰。（2）具有良好的保温性能。要求地面材料的热导率较小，冬季走在上面不感到冷。（3）具有一定的弹性。当行走时不致有过硬的感受，同时还能起到隔声作用。（4）满足某些特殊要求。对有水作用的房间（如浴室、卫生间等），地面应防潮防水；对有火灾隐患的房间，应防火阻燃；对食品和药品存放的房间，地面应无害虫、易清洁；对经常有油污染的房间，地面应防油渗且易清扫。（5）防止地面发生返潮。若地面的吸水性较差，往往会在地面上形成一层水珠，这种现象称为返潮。,2地面的功能要求,从卫生和人体健康的角度出发，为了避免人脚过度失热而不适，国家标准民用建筑热工设计规范（GB 501761993）中的第4.5.2条对不同类

42、型建筑地面的吸热指数作了具体规定，如表4-7所示。,3地面的卫生要求,表4-7 地面热工性能分类,国标严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准（JGJ 262010）和公共建筑节能设计标准（GB 501892005）中对地面保温提出了具体要求，设计时应严格执行相关标准中的规定。,4地面的保温要求,4.5.2 地面保温设计,建筑地面分为周边地面和非周边地面两部分。周边地面是指由外墙内侧起向内2.0 m范围内的地面，其余为非周边地面，如图4-24所示。,图4-24 地面构造示意图,由于采暖房间地板下面土壤的温度一般都低于室内气温，因而为了控制热损失和维持一定的地面温度，地板应有必要的保温措施。保温层设计

43、厚度应满足相关节能标准对该地区地板的节能要求。图4-25所示为不采暖地下室顶板作为首层地面时的保温构造做法。 由于采暖（空调）房间与非采暖（空调）房间存在温差，所以，必然存在分隔两种房间楼板的采暖（制冷）能耗。层间楼板保温隔热构造做法及热工性能也应满足有关规范要求。图4-26所示为层间楼板保温隔热构造做法。,4.5.3 地板的节能设计,图4-25 地下室顶板作为首层地面时的保温构造做法,图4-26 层间楼板保温隔热构造做法,4.6 围护结构的防潮设计,4.6.3.空调节能建筑围护结构防潮设计,4.6.1建筑围护结构表面受潮及其对策,4.6.2建筑围护结构内部受潮及其对策,在采暖期内，采暖房间一

44、般并不结露。通常，采暖期间房间温度20的含湿量为50% 60%，露点温度一般为8.7 12.4。采暖时墙面温度随房间温度升高，即使传热阻不大也未必结露。为防止墙体表面发生结露，房间温度越高越好，而湿度越低越好。为防止发生结露，最好采用连续采暖方式，且应使用不散湿的采暖设备。,1采取房间表面受潮分析,在研究建筑物受潮时必须抓住不采暖房间的热工性质。住宅的表面结露和不采暖房间的温、湿度性质有关，并且总是始于墙脚和冷桥。建筑围护结构的受潮多半在房间的北墙或东、西墙。 不论房间采暖不采暖，房间的温度和饱和含湿量的关系如图4-29所示。温度越低，饱和含湿量的斜率越小，含湿量增加一点就饱和。因此，不采暖房

45、间的温度提高一点，则含湿量相对就会降低很多，结露发生的机会就会减小很多。,2不采暖房间受潮分析,图4-29 房间的温度和饱和含湿量的关系,图4-30所示为两种隔墙。采用隔扇和屏风类通风好的软隔断时，不采暖房间的温度比用壁橱和硬隔墙分隔的温度高。采用硬隔墙时不采暖房间常有结露发生。,（a）软隔断,（b）硬隔断,图4-30 软、硬隔断对室内空气的影响,墙体和屋面及地面相接处，以及纵横墙相接处构成阴角部位，其热流线呈曲线。内表面温度较低。此外，这些部位接受的辐射传热也较少。 在阴角部位产生二维热流的范围大体为墙厚的1.5 2倍，可以采用增补保温材料的方法来增大墙角热阻，使表面温度升高。此时，应在墙厚

46、的2 3倍范围内加厚保温层，加厚处的传热阻应为一般墙面的2倍以上，如图4-31所示。,3阴角部位的受潮,图4-31 墙角增补保温层的范围,4.6.2 建筑围护结构内部受潮及其对策,提高围护结构内部温度和降低其内部水蒸气分压力，可避免内部冷凝，主要措施如下。,如图4-32（a）所示是将热导率小、蒸气渗透系数较大的保温材料布置在水蒸气渗入的一侧，而将比较密实、热导率较大而水蒸气渗透系数较小的材料布置在另一侧。 如图4-32（b）所示是将轻质材料的保温层布置在围护结构的外侧，而将密实材料层布置在内侧。这样使水蒸气难进易出， 线与 线不易相交，则围护结构内部不易出现冷凝。很显然，从避免围护结构内部出现

47、冷凝的角度出发，采用图4-32（b）外保温方案是比较合理的，这是在围护结构设计中应当遵循的。,1采取“难进易出”的渗透通路,（a）内保温水蒸气易进难出出现冷凝,（b）外保温水蒸气难进易出不出现冷凝,图4-32 材料布置层次对内部冷凝的影响,由此可见，材料层次的布置应尽量使水蒸气渗透的通路形成“难进易出”。设计中也可根据“难进易出”的原则分析和检验所设计的构造方案内部的冷凝情况。 如图4-33所示外墙结构，其内部可能出现冷凝的危险界面是隔汽层内表面和砖砌体内表面。如果界面a出现冷凝水，可增加外侧的保温能力，以提高该界面的温度；如果界面b出现冷凝水，可采取以下两种措施。,措施一：提高隔汽层的隔汽能

48、力，减少进入该界面的水蒸气量；措施二：在砖墙上设置泄气口，使水蒸气流很容易排出。,1石膏板条粉刷2隔汽层3保温层4空气间层5砖砌层图4-33 内墙冷凝分析检验,经内部冷凝验算必须设隔汽层时，可在保温层水蒸气流入的一侧设置隔汽层，如沥青、卷材或隔汽涂料等，如图4-34所示。 设置隔汽层的条件是： 围护结构内部产生冷凝； 由冷凝引起保温材料的重量和湿度增量超过保温材料重量和湿度的允许增量。,2设置隔汽层,（a）未设隔汽层,（b）设置隔汽层,图4-34 内保温设置隔汽层防止冷凝,在围护结构中设置通风间层或泄气沟道往往更为妥当，这样可使进入保温层的水分能顺利地排出，如图4-35所示。 设置通风间层或泄

49、气沟道，特别适用于夏热冬冷及部分夏热冬暖地区的墙体以及屋面结构。由于通风间层与外界空气相通，对屋面保温有不利影响，所以在严寒地区和寒冷地区应当慎用。,3设置通风间层或泄汽排水沟道,（a）冬季冷凝受潮,（b）夏季蒸发干燥,图4-35 有通风间层的围护结构,4.6.3 空调节能建筑围护结构防潮设计,根据设计实践经验，空调建筑围护结构的防潮措施主要有：,无保温墙体温度与水蒸气分压力变化曲线和露点位置如图4-36所示。外保温墙体温度与水蒸气分压力变化曲线和露点位置如图4-37所示。,1设置防水性能良好的界面砂浆,图4-36 无保温墙体温度与水蒸气分压力变化曲线和露点位置,图4-37 外保温墙体温度与水蒸气分压力变化曲线和露点位置,外保温墙体接触室外的除了保温层外，还包括具有憎水性和抗雨水渗透性良好的防护层。如采用ZL胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统时，其外保温系统是具有良好的抗裂性能和防水性能的饰面层材料，以及高分子乳液弹性防水底层涂料外层，这样可有效地防止雨水的渗透，使大量的雨水被拒之墙体外。,2设置防蒸气和雨水渗透的防护层,Thank You!,