【正文】 遮陽 混合遮陽 擋板遮陽 太陽能在建筑中應用 太陽能是一種潔凈的可再生能源。固定外遮陽板的適用朝向及特性見下表。活動遮陽板可調(diào)節(jié)。 2）外遮陽：外遮陽比內(nèi)遮陽防熱效果好。 1）綠化與構(gòu)件遮陽：合理選擇樹種，安排適當?shù)奈恢弥矘浠蛟诖巴夥N植藤蔓植物就是綠化遮陽。 遮陽系數(shù) 是指在直射陽光照射的時間內(nèi)，透進有遮陽窗口的太陽輻射量與透進無遮陽窗口的太陽輻射量之比。東、西向窗戶是遮陽設(shè)計的重點。 利用窗扇，水平挑檐、百葉板，外遮陽板及綠化可以擋風，導風，有效地組織室內(nèi)通風。設(shè)輔助高窗可使頂部熱空氣散出。如果進、出風口都開在正壓區(qū)或負壓區(qū)墻面一側(cè)或房間只有一個開口，室內(nèi)通風較差。進、出風口錯開，風場區(qū)域大。 2）自然通風設(shè)計 建筑群自由式、錯列式和斜列式布局及建筑南北朝向有利于自然通風。 12AAh1Hh2t 0t 1Δ P 1Δ P 2( + ) ( )( )( )( + )( )( )圖 23風壓作用下的自然通風 自然通風是熱壓和風壓的綜合結(jié)果。 12AAh1Hh2t 0t 1Δ P 1Δ P 2( + ) ( )( )( )( + )( )( )圖 22熱壓作用下的自然通風 根據(jù)流體力學原理，當風吹向建筑物時，在迎風面形成正壓區(qū)，在屋頂，兩側(cè)及背風面形成負壓區(qū)。東西外墻用花格構(gòu)件或綠化遮陽。外墻遮陽和淺色外墻可有效防熱。 2）外墻隔熱 自然通風建筑外墻隔熱設(shè)計重點是東、西墻，空調(diào)建筑各個朝向外墻隔熱都重要。蓄水面應有水生植物或淺色漂浮物，水深為 15～ 20㎝。 屋頂遮陽、淺色屋面可有效防熱。 （ 1）圍護結(jié)構(gòu)隔熱設(shè)計 1）屋頂隔熱 建筑圍護結(jié)構(gòu)隔熱設(shè)計的重點是屋頂。防熱設(shè)計宜根據(jù)當?shù)貧夂蛱攸c，采用圍護結(jié)構(gòu)隔熱、自然通風、窗戶遮陽、綠化等綜合措施。 （ 3）圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)部冷凝的防止和控制 控制內(nèi)部冷凝的主要措施： ① 利用保溫材料提高圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度，材料層次的布置應使水蒸氣滲透“難進易出”； ② 在保溫層水蒸氣流入的一側(cè)設(shè)置隔氣層（如瀝青、卷材和隔氣涂料等） ③ 設(shè)置通風間層或泄汽溝道使進入保溫層的水分有出路。右圖中 Ps線與 P線相交，則在Ps小于 P部位圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)部有冷凝產(chǎn)生。根據(jù)穩(wěn)態(tài)條件下蒸汽滲透理論，可以判別圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)部是否會出現(xiàn)冷凝現(xiàn)象。地面劃分為3類：木地面、塑料地面等屬于 Ⅰ 類（用于高級居住建筑、托兒所、幼兒所、醫(yī)療建筑等）水泥砂漿地面屬于Ⅱ 類（用于一般居住建筑、辦公建筑等）水磨石地面屬于 Ⅲ 類（用于人們短時間逗留的房間，以及室溫高于23℃ 的采暖房間）。 地面材料熱工特性可用地面吸熱指數(shù) B描述。 （ C）其他異常部位保溫：外墻角、外墻與內(nèi)墻交角、樓地板或屋頂與外墻交角等應加強保溫。 （ B）熱橋保溫：熱橋是熱量容易通過的地方（例如鋼或鋼筋混凝土骨架、圈梁、過梁、板材的肋部等），熱橋處內(nèi)表面溫度低于主體。普通玻璃的長波熱輻射發(fā)射率約為 ， lowE玻璃長波熱輻射發(fā)射率最低可達到 ，對長波熱輻射光譜有很強的反射作用。寒冷地區(qū)，可采用多層窗；使用新型節(jié)能窗戶，如低輻射玻璃窗（即LOWE窗）、中空玻璃窗等。外保溫是我國建筑節(jié)能的發(fā)展方向。復合結(jié)構(gòu)按保溫層所處的位置可分為內(nèi)保溫（保溫層在室內(nèi)一側(cè)）、外保溫（保溫層在室外一側(cè)）和中間保溫（保溫層夾在中間）三種。為了利用太陽能，南向窗墻比最大，北向窗墻比最小，東、西向窗墻比介于其間。應提高窗戶密封性；建筑立面避開冬季主導風；設(shè)置避風措施；利用地形、樹木來擋風。 2）合理布置建筑朝向：建筑應朝正南向，建筑立面應避開當?shù)囟局鲗эL向。 4）合理選擇窗墻面積比：窗墻面積比（窗墻比）是指窗洞口面積與房間立面單元墻面積之比。 3）防止冷風滲透：冬季通過外圍護結(jié)構(gòu)縫隙的冷風滲透使建筑物熱損失增大。如果建筑外表凹凸過多，體形系數(shù)變大，則建筑物傳熱耗熱量增大。建筑保溫設(shè)計包括建筑方案設(shè)計中的保溫綜合處理和外圍護結(jié)構(gòu)保溫的構(gòu)造設(shè)計。 建筑熱工設(shè)計分區(qū)及設(shè)計要求 表 21 分區(qū)名稱 熱工設(shè)計要求 代表城市 嚴寒地區(qū) 必須充分滿足冬季保溫要求，一般可不考慮夏季防熱 哈爾濱、呼和浩特、烏魯木齊 寒冷地區(qū) 應滿足冬季保溫要求，部分地區(qū)兼顧夏季防熱 北京、西安、拉薩、喀什 夏熱冬冷地區(qū) 必須滿足夏季防熱要求、適當兼顧冬季保溫 重慶、武漢、上海、南京 夏熱冬暖地區(qū) 必須充分滿足夏季防熱要求，一般可不考慮冬季保溫 廣州、南寧、福州、?？? 溫和地區(qū) 部分地區(qū)考慮冬季保溫，一般可不考慮夏季防熱 昆明、大理、貴陽、西昌 建筑保溫設(shè)計 嚴寒與寒冷地區(qū)的民用建筑為了保證冬季室內(nèi)的氣溫、濕度、氣流速度和室內(nèi)熱輻射在一定允許范圍內(nèi)，建筑圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度不低于室內(nèi)露點溫度，必須進行建筑保溫設(shè)計。為了使建筑設(shè)計能夠較好適應氣候，我國 《 民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范 》 提出了建筑熱工分區(qū)的概念。為了抵抗室外熱作用的波動，要求外圍護結(jié)構(gòu)具有足夠的熱惰性指標。 （ B）熱惰性指標表征圍護結(jié)構(gòu)對溫度波動衰減快慢的程度。在我國總緯度地區(qū)夏季建筑物各個朝向 tsa由大到小的次序為水平面東西向 南向 北向。??? 室外綜合溫度是一個假想溫度，可用它來表征建筑室外熱作用的強弱。K)。 式中： tsa— 室外綜合溫度， ℃ ； I — 太陽輻射照度， W/㎡ 。非穩(wěn)定傳熱計算是建筑防熱設(shè)計基礎(chǔ)，也是夏熱冬冷和夏熱冬暖地區(qū)建筑節(jié)能設(shè)計基礎(chǔ)。K）。K/W。K/W。 傳熱系數(shù) K由下式確定： 式中： 圍護結(jié)構(gòu)的傳熱阻，㎡ K)； ti和 te — 分別為室內(nèi)、外空氣溫度， 176。F (21) 式中： Q— 單位時間的傳熱量， W。 按照穩(wěn)態(tài)傳熱計算通過圍護結(jié)構(gòu)的傳熱量公式為 Q=K 1）穩(wěn)定傳熱 如果室內(nèi)外空氣溫度都不隨時間變化，通過圍護結(jié)構(gòu)的傳熱過程稱為穩(wěn)定傳熱。由于室內(nèi)外空氣溫度的差別，通過建筑外圍護結(jié)構(gòu)必然有傳熱現(xiàn)象。 建筑物及房間各面的圍擋物稱為 建筑圍護結(jié)構(gòu) 。 建筑熱環(huán)境的主要內(nèi)容有建筑保溫、建筑防潮、建筑防熱、建筑中的太陽能利用等。第二章建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) 建筑物理環(huán)境是指建筑室內(nèi)空間與人體相關(guān)的各個物理要素的總和，包括 建筑熱環(huán)境、建筑聲環(huán)境和建筑光環(huán)境三部分內(nèi)容 。創(chuàng)造舒適的建筑物理環(huán)境是人對建筑的基本要求，利用適宜的手段和方法，來創(chuàng)造良好的建筑物理環(huán)境，不僅關(guān)系到人的舒適性要求，還直接影響建筑的能源資源的消耗，進而影響建筑與環(huán)境的關(guān)系，影響人類社會的可持續(xù)發(fā)展。建筑熱環(huán)境控制就是為了在節(jié)約資源的前提下，滿足人們的熱舒適要求。同室外空氣直接接觸的圍護結(jié)構(gòu)稱為外圍護結(jié)構(gòu)，如外墻、屋頂、外門和外窗。傳熱的基本方式分為傳導、對流和輻射三種。穩(wěn)定傳熱計算是建筑保溫設(shè)計的基礎(chǔ)，也是我國嚴寒和寒冷地區(qū)采暖居住建筑節(jié)能設(shè)計的基礎(chǔ)。 (tite) F — 垂直于圍護結(jié)構(gòu)的計算傳熱面積，； K — 圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)， W/(㎡ C。K/W； 內(nèi)表面換熱阻， =㎡ 外表面換熱阻， =㎡ d— 材料厚度， m； λ— 材料導熱系數(shù)， W/（ m ? ????eiii RdRRK?1100R— iR— iReR— eR2）非穩(wěn)定傳熱 夏天，室內(nèi)外空氣溫度都隨時間變化，通過圍護結(jié)構(gòu)的傳熱過程稱為非穩(wěn)定傳熱。 （ A）室外綜合溫度：室外綜合溫度是室外空氣溫度與太陽輻射當量溫度之和。 ρ— 圍護結(jié)構(gòu)表面的太陽輻射吸收系數(shù)； ac — 圍護結(jié)構(gòu)外表面換熱系數(shù)，通常取 ac=(㎡ eesa aItt Tsa是隨時間變化的，建筑各個朝向的 tsa不同。這表明，夏季建筑物防熱設(shè)計應優(yōu)先考慮屋頂防熱和防東、西曬。熱惰性指標 D=ΣRS,式中 R為材料層的熱阻， S為材料層的蓄熱系數(shù)，其值為 D值越大，溫度波在圍護結(jié)構(gòu)中衰減越快，圍護結(jié)構(gòu)的熱穩(wěn)定性越好。 ??（ 2）建筑熱工設(shè)計分區(qū) 我國幅員遼闊，各地氣候差異較大。具體分區(qū)和設(shè)計要求見表 21。建筑保溫就是減少由室內(nèi)（高溫）流向室外（低溫）的熱流。 （ 1）建筑保溫的綜合處理措施 1）控制體形系數(shù)：體形系數(shù)是指一棟建筑物的外表面積 F0與其所包圍的體積 V0指比。 2）合理布置建筑朝向：建筑應朝正南向，建筑立面應避開當?shù)囟局鲗эL向。應提高窗戶密封性；建筑立面避開冬季主導風；設(shè)置避風措施；利用地形、樹木來擋風。為了利用太陽能，南向窗墻比最大，北向窗墻比最小，東、西向窗墻比介于其間。 3）防止冷風滲透：冬季通過外圍護結(jié)構(gòu)縫隙的冷風滲透使建筑物熱損失增大。 4）合理選擇窗墻面積比：窗墻面積比（窗墻比）是指窗洞口面積與房間立面單元墻面積之比。 復合保溫結(jié)構(gòu)由保溫層和承重層復合而成。外保溫優(yōu)點較多： ① 減小熱橋處的熱損失； ② 有利于防止保溫層內(nèi)部產(chǎn)生凝結(jié)水； ③ 房間的熱穩(wěn)定性好；④ 降低墻和屋頂?shù)闹饕糠值臏囟葢ζ鸱?⑤有利于舊房節(jié)能改造。 3）圍護結(jié)構(gòu)異常部位的保溫設(shè)計 （ A)窗戶的保溫：可選用木材、塑料和塑鋼窗框；使用斷熱金屬窗框。 低輻射能玻璃，即 lowE玻璃，是利用真空沉積技術(shù)的在玻璃表面沉積一層低輻射涂層，一般由若干金屬或金屬氧化物薄層和襯底組成。并可調(diào)整制造工藝制造出各種不同光學性能的產(chǎn)品，如對太陽光有不同透過率的高透過 lowE玻璃、低透過 lowE玻璃等，但一般來說，都對可見光透過率影響不大。對熱橋應進行內(nèi)表面溫度驗算和保溫處理?？拷鈮Α?，因此，外墻周邊地板采用局部保溫措施。 B值越大，則地面從人腳吸取的熱量愈多愈快。 （ 1）圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)部冷凝受潮判斷 圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)部水蒸氣的遷移現(xiàn)象稱為蒸汽滲透。 PsPPPs其中左圖水蒸氣飽和壓力Ps曲線與水蒸氣分壓力 P線不相交，說明圍護結(jié)構(gòu)不會產(chǎn)生內(nèi)部冷凝。 （ 2）圍護結(jié)構(gòu)表面結(jié)露的防止和控制 控制表面冷凝的主要措施有： ① 利用保溫材料，增加圍護結(jié)構(gòu)傳熱阻，進而提高其內(nèi)表面溫度； ② 保證室內(nèi)表面空氣氣流暢通，加強自然通風； ③ 選擇具有一定調(diào)濕能力的內(nèi)墻材料； ④高濕環(huán)境應考慮有組織引導表面冷凝水，比如，房間吊頂具有一定坡度。 建筑防熱設(shè)計 建筑防熱設(shè)計就是為了盡量減少傳入室內(nèi)的熱量并使室內(nèi)熱量盡快散出。隔熱就是減少由室外（高溫）流向室內(nèi)（低溫）的熱流。隔熱屋頂?shù)臉?gòu)造有絕熱層隔熱屋頂、通風間層隔熱屋頂、吊頂隔熱屋頂、閣樓隔熱屋頂、蓄水隔熱屋頂和植被隔熱屋頂。通風屋頂長度不大于 10m，間層高 20㎝，檐口兜風。有土種植屋面，土壤厚度 10 ㎝左右。 隔熱外墻有空心粘土磚墻、砌塊墻、通風墻與遮陽墻等。復合墻內(nèi)側(cè)應為重質(zhì)材料層，通風間層 10㎝寬。 （ 2）自然通風設(shè)計 1）熱壓和風壓 當較重的冷空氣從進風口進入室內(nèi)后，吸收了室內(nèi)的熱量后變成較輕的熱空氣上升從出風口排出室外，不斷流入的冷空氣在室內(nèi)被加熱后從建筑物的上部出風口排出就形成室內(nèi)自然通風稱為熱壓通風。如果建筑物上設(shè)有開口，氣流就會從正壓區(qū)流入室內(nèi)，再經(jīng)室內(nèi)流向負壓區(qū)。通常，風壓通風隊改善室內(nèi)氣候條件的效果比較顯著，故應首先考慮如何組織風壓來進行建筑防熱設(shè)計。 穿堂風（房間進風口直對著出風口）會使氣流直通，風速較大，但風場范圍小。進、出風口相距太近，室內(nèi)通風效果不佳。開口的高度低，氣流才能作用到人身上。進出風口面積相等為宜，或進風口小一點。 （ 3）窗口遮陽設(shè)計 窗口遮陽可防止直射陽光進