【正文】 。 ㈤簡諧熱作用下材料和圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱特性指標(biāo) 材料的蓄熱系數(shù)：當(dāng)某一均質(zhì)半無限大物體一側(cè)受到簡諧熱作用時，迎波面(受到熱作用的一側(cè)表面)上接受的熱流振幅與該表面溫度波動的振幅比。在同樣的周期性熱作用下，材料的蓄熱系數(shù)越大，表面溫度波動越小，反之波動越大。材料層的熱惰性指標(biāo)：表示具有一定厚度的材料層受到波動熱作用后，波動劇烈程度的一個指標(biāo)，它表明了材料層抵抗溫度波動的能力。⑴均質(zhì)材料層的熱惰性指標(biāo) 1)單層結(jié)構(gòu)2)多層結(jié)構(gòu)：由多層材料構(gòu)成的圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱惰性指標(biāo)為各層材料熱惰性指標(biāo)之和。對有限厚度的單層或多層平壁，當(dāng)材料層受到周期波動的熱作用時，其表面的溫度波動，不僅與本層材料的蓄熱系數(shù)有關(guān)，還與邊界條件有關(guān)，即在順著溫度波前進(jìn)的方向，其后與該材料層接觸的另一種材料的熱阻、蓄熱系數(shù)或表面的熱轉(zhuǎn)移系數(shù)有關(guān)。當(dāng)某層材料的熱惰性指標(biāo)D≥1時，材料層表面的蓄熱系數(shù)可近似按該層材料的蓄熱系數(shù)取值，即Y=S。⑵總相位延遲φeif總相位延遲：在室外溫度諧波作用下，平壁內(nèi)表面出現(xiàn)最高溫度值時的相位與室外溫度諧波出現(xiàn)最高溫度值時的相位差。在建筑熱工設(shè)計中，更習(xí)慣于用總延遲時間評價圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱穩(wěn)定性。⑵室內(nèi)溫度諧波傳至平壁內(nèi)表面的相位延遲φiif室內(nèi)溫度諧波傳至平壁內(nèi)表面的相位延遲：在室內(nèi)溫度諧波的作用下，平壁內(nèi)表面出現(xiàn)最高溫度值時的相位與室內(nèi)溫度諧波出現(xiàn)最高溫度值時的相位差。該延遲時間與相位延遲的關(guān)系為：當(dāng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的構(gòu)造設(shè)計完成后，即可根據(jù)組成圍護(hù)結(jié)構(gòu)各材料層的厚度、材料的熱阻、材料的蓄熱系數(shù)計算出圍護(hù)結(jié)構(gòu)的衰減度、相位延遲和延遲時間。 二、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫設(shè)計外墻、屋頂、直接接觸室外空氣的樓板和不采暖樓梯間的隔墻等圍護(hù)結(jié)構(gòu)，應(yīng)進(jìn)行保溫驗(yàn)算。㈠最小傳熱阻的確定(低限熱阻)一般工業(yè)與民用建筑ti＝18℃；高級居住建筑、醫(yī)療、福利、托幼建筑ti＝20℃?？紤]到室內(nèi)外空氣溫度實(shí)際上存在著不同程度的波動，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱穩(wěn)定性對維持室內(nèi)溫度的穩(wěn)定有十分重要的作用，因此，室外計算溫度t0的取值應(yīng)根據(jù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱惰性指標(biāo)D值的大小按級別進(jìn)行調(diào)整，使得圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能能夠達(dá)到同等的水平。輕質(zhì)外墻最小傳熱阻的附加值 　　　　　　　　　　　 表l45類 型連續(xù)供熱間歇供熱密度為800～1200kg/m3的輕骨料混凝土單一墻體15％～20％30％～40％密度為500～800kg/m3的輕混凝土單一墻體；外側(cè)為磚或混凝土，內(nèi)側(cè)復(fù)合輕混凝土的墻體20％～30％40％～60％平均密度＜500kg/m3的輕質(zhì)復(fù)合墻體；外側(cè)為磚或混凝土，內(nèi)側(cè)復(fù)合輕質(zhì)材料(如巖棉、玻璃棉、石膏板等)墻體30％～40％60％～80％㈡圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫設(shè)計 ⑴圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱阻須≥最小傳熱阻：R0≥R0,min ⑵寒冷和夏熱冬冷地區(qū)設(shè)置集中采暖的居住建筑和公共建筑(醫(yī)院、托幼、辦公樓、學(xué)校等)，當(dāng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱惰性指標(biāo)低于Ⅱ型時，應(yīng)對其屋頂和東、西外墻進(jìn)行夏季隔熱驗(yàn)算，該處圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱阻須≥最小傳熱阻和夏季隔熱要求的傳熱阻中的大者。⑴設(shè)計計算：根據(jù)要求計算圍護(hù)結(jié)構(gòu)所需要的保溫材料層的厚度。 ㈢絕熱材料絕熱材料是指導(dǎo)熱系數(shù)λ＜(m ⑴密度：一般情況下，密度越大，導(dǎo)熱系數(shù)也越大，但某些材料存在著最佳密度的界限，在最佳密度下，該材料的導(dǎo)熱系數(shù)最小。 ⑶溫度：絕熱材料的導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度的升高而增大。⑷熱流方向：對各向異性材料(如木材、玻璃纖維)，平行于熱流方向時，導(dǎo)熱系數(shù)較大；垂直于熱流方向時，導(dǎo)熱系數(shù)較小。 選擇保溫材料時，不僅需要考慮材料的熱物理性能，還應(yīng)該了解材料的強(qiáng)度、耐久性、耐火、耐侵蝕性，以及使用保溫材料時的構(gòu)造方案、施工工藝、材料的來源和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等。⑴內(nèi)保溫：保溫層在承重層內(nèi)側(cè)； ⑵中間保溫：保溫層在承重層中間； ⑶外保溫：保溫層在承重層外側(cè)。 外保溫方案的優(yōu)點(diǎn)：①保護(hù)主體結(jié)構(gòu)，降低溫度應(yīng)力起伏，提高結(jié)構(gòu)的耐久性； ②對結(jié)構(gòu)及房間的熱穩(wěn)定性有利；③對防止和減少保溫層內(nèi)部產(chǎn)生水蒸氣凝結(jié)有利； ④減少熱橋處的熱損失，防止熱橋內(nèi)表面結(jié)露； ⑤有利于舊房的節(jié)能改造。例如，只有規(guī)模不太大的建筑(如住宅)外保溫能夠提高結(jié)構(gòu)及房間的熱穩(wěn)定性，而在建筑內(nèi)部有大量熱容量的結(jié)構(gòu)(隔墻、柱)和參與調(diào)節(jié)的設(shè)備時，外保溫的蓄熱作用就不太明顯了。如單層金屬窗的傳熱系數(shù)約為一磚墻的3倍。窗的傳熱系數(shù)是包括了窗框、玻璃、空氣滲透綜合作用的結(jié)果。對窗戶傳熱系數(shù)的要求 　　　　　　　　　　　表146地 區(qū)朝 向保溫性能等級傳熱系數(shù)K[W/(m2K)K≥＞K≥＞K≥＞K≥＞K≥等級678910分級指標(biāo)W/(m2K)；寒冷地區(qū)：K≤(m2居住建筑的窗墻面積比：北向≤20％(適用于單層窗和雙層窗)東、西向≤25％(適用于單層窗)≤30％(適用于雙層窗)南向≤35％(適用于單層窗和雙層窗)⑵提高窗的氣密性，減少冷風(fēng)滲透窗戶的氣密性應(yīng)不低于現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑外窗空氣滲透性能分級及其檢測方法》(GB 7107)規(guī)定的等級。h)]；7～30層：應(yīng)≥Ⅱ級水平[每米縫長空氣滲透量≤(m ②冬季室外平均風(fēng)速＜：1～ 6層：應(yīng)≥Ⅳ級水平[每米縫長空氣滲透量≤(mh)]。在提高窗的氣密性時，還需要保持一定的換氣量。⑷改善玻璃保溫能力使用多層窗，即利用增加窗扇的層數(shù)形成的空氣間層，加大窗的保溫能力；使用雙層玻璃窗(單框雙玻)或中空玻璃都能改善玻璃的保溫能力。 ㈡外門的保溫盡可能選擇使用保溫性能好的保溫門，并且要求門的密閉性較好，以減少外門開啟的冷風(fēng)滲透。地面熱工性能類別 　　　　　　　　　　　 表148類 型吸熱指數(shù)B(W/m2K)適用建筑類型I＜17高級居住建筑，托幼、醫(yī)療建筑Ⅱ17～23一般居住建筑，辦公、學(xué)校建筑Ⅲ＞23臨時逗留及室溫高于23℃的采暖房間⑴地板保溫處理時，地板周邊的保溫性能應(yīng)該比中間好。 四、傳熱異常部位的保溫設(shè)計㈠熱橋的保溫保溫設(shè)計要求應(yīng)對熱橋部位進(jìn)行保溫驗(yàn)算，保證圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱橋部位的內(nèi)表面溫度≥室內(nèi)空氣的露點(diǎn)溫度。熱橋的類型分為貫通式、非貫通式。對于非貫通式熱橋，在構(gòu)造設(shè)計時，應(yīng)該盡量將其設(shè)置在靠近室外的一側(cè)。 ⑴保溫層厚度d[圖1410(c)]⑵保溫層長度L[圖14—10(f)]：當(dāng)a＜δ時，L≥；當(dāng)a＞δ時，L≥。附加保溫層的長度L如下：：L＝(～)δ； ：L＝(～)δ。如果外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的兩側(cè)存在水蒸氣分壓力差，水蒸氣就會從壓力高的一側(cè)通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)向壓力低的一側(cè)滲透。h)。㈣多層平壁材料層內(nèi)水蒸氣分壓力的分布在穩(wěn)定傳濕條件下，多層平壁材料層內(nèi)水蒸氣分壓力的分布與穩(wěn)定傳熱時材料層內(nèi)的溫度分布雷同，即同一材料層內(nèi)，水蒸氣分壓力分布為直線；在多層材料構(gòu)成的平壁內(nèi)，水蒸氣分壓力分布是一條折線。 ㈠判別依據(jù)只要圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部某處的水蒸氣分壓力P大于該處溫度對應(yīng)的飽和蒸汽壓Ps，該處就會出現(xiàn)冷凝。通常把最容易出現(xiàn)冷凝，而且冷凝最嚴(yán)重的界面稱為冷凝界面。冷凝界面的溫度用tc表示，冷凝界面的飽和蒸汽壓用Ps,c表示。 ⑴設(shè)置防水層；⑵間歇使用的高濕房間，圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面可增設(shè)吸濕能力強(qiáng)且本身又耐潮濕的飾面層或涂層，防止水滴形成；⑶增設(shè)吊頂，有組織地排除滴水；⑷使用機(jī)械方式，加強(qiáng)屋頂內(nèi)表面處的通風(fēng)，防止水滴形成。 ⑴設(shè)置隔汽層的條件必須同時滿足以下兩個條件時才需要設(shè)置隔汽層。⑵隔汽層的位置隔汽層的位置應(yīng)布置在蒸汽流入的一側(cè)。在保溫層外設(shè)置通風(fēng)間層或泄氣溝道，可將滲透的水蒸氣借助流動的空氣及時排除，并且對保溫層有風(fēng)干作用。第六節(jié)　建筑日照一、日照的作用與建筑對目照的要求 ㈠日照：物體表面被太陽照射的現(xiàn)象。㈡日照的作用 ⑴有益于人體健康日照可促進(jìn)生物的新陳代謝，陽光中的紫外線能夠預(yù)防和治療一些疾病。⑵太陽輻射能提高室內(nèi)的溫度，有良好的取暖和干燥作用。⑴過量的日照造成夏季炎熱地區(qū)室內(nèi)過熱； ⑵直射陽光容易產(chǎn)生眩光，損害視力；⑶直射陽光對物品有褪色、變質(zhì)作用。主要考慮日照的時間、日照的面積、變化范圍。33′的夾角。 太陽光線直射地球赤道時δ=0；從赤道面起，指向北極δ＞0；從赤道面起，指向南極δ＜0。太陽赤緯角的變化范圍是：23176。27′。一般季節(jié)的太陽赤緯角可查主要季節(jié)太陽赤緯角δ值表確定。27′；夏至日：δ＝23176。㈢時角太陽所在的時圈與通過當(dāng)?shù)卣戏较虻臅r圈(子午圈)構(gòu)成的夾角稱為時角，用符號Ω表示，單位為度。 地球自轉(zhuǎn)一周為一天(24小時)，時角每小時變化l5176。㈣地方平均太陽時與標(biāo)準(zhǔn)時日照計算使用的時間均為地方平均太陽時，而日常鐘表所指示的時間為標(biāo)準(zhǔn)時，兩者之間需要換算。⑵太陽高度角的計算⑶特殊時刻的太陽高度角日出、日沒時：太陽高度角hs為0；正午時：太陽高度角最大。規(guī)定：正南方向As＝0；從正南方向順時針(下午) As＞0；從正南方向逆時針(上午) As＜0。第七節(jié)　建筑防熱設(shè)計一、熱氣候的類型及其特征熱氣候的類型分為濕熱氣候和干熱氣候。 ㈡防熱的途徑減弱室外熱作用的主要方法如合理確定建筑物的朝向，減少日曬面積；在建筑物的周圍大量綠化、布置水面，改善建筑物周圍的小氣候；使用淺色處理圍護(hù)結(jié)構(gòu)的外表面；降低綜合溫度等。窗口設(shè)置遮陽，阻擋直射陽光進(jìn)人室內(nèi)，對輻射的吸收。 減少對人體的輻射和室內(nèi)墻面、地面及家具特別是夜間的間歇通風(fēng)有利于降低室溫。三、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔熱設(shè)計 ㈠室外綜合溫度室外綜合溫度：將室外氣溫和太陽輻射對外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的作用綜合而成的一個假想的室外氣象參數(shù)，單位為K或℃。它不僅和氣象參數(shù)(室外氣溫、太陽輻射)有關(guān)，而且還與外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的朝向和外表面材料的性質(zhì)有關(guān)。㈢外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔熱措施外圍護(hù)結(jié)構(gòu)隔熱的側(cè)重次序?yàn)槲蓓敗⑽鲏?、東墻、南墻、北墻。 ⑵增加屋頂?shù)臒嶙枧c熱惰性 如用實(shí)體隔熱材料層和帶封閉空氣間層進(jìn)行屋頂隔熱，增加屋頂?shù)臒嶙枧c熱惰性，減少屋頂傳熱和溫度波動的振幅。閣樓屋頂也屬于通風(fēng)屋頂。⑷使用蓄水屋頂利用水的熱容量大，且水在蒸發(fā)時需要吸收大量的汽化熱，從而大量減少傳入室內(nèi)的熱量，降低屋頂表面溫度，達(dá)到隔熱的目的。⑸使用植被屋頂植物可遮擋強(qiáng)烈的陽光，減少屋頂對太陽輻射的吸收；植物的光合作用將轉(zhuǎn)化熱能為生物能；植物葉面的蒸騰作用可增加蒸發(fā)散熱量；種植植物的基質(zhì)材料(如土壤)還可增加屋頂?shù)臒嶙枧c熱惰性。使用單面鋁箔空氣間層時，鋁箔應(yīng)該設(shè)在高溫一側(cè)；⑹墻體可作垂直綠化處理，遮擋陽光。遮陽設(shè)計應(yīng)滿足下列要求：防止直射陽光并盡量減少散射陽光；要有利于采光、通風(fēng)和防雨；不阻擋視線；與建筑協(xié)調(diào)；構(gòu)造簡單且經(jīng)濟(jì)耐久。玻璃遮陽系數(shù)：透過玻璃的太陽輻射得熱與透過3mm厚普通透明窗玻璃的太陽輻射得熱之比值。使用遮陽設(shè)備可降低室溫、防止眩光，但降低室內(nèi)照度約53％～73％，影響通風(fēng)，風(fēng)速下降約22％～47％。：適合hs較小，從窗口側(cè)方來的太陽輻射(東北、西北)。：適合hs較小，正射窗口的太陽輻射(東、西)。㈣遮陽的構(gòu)造設(shè)計在滿足遮擋直射陽光的前提下，可使用不同的板面組合以減小遮陽板的挑出長度。為了便于熱空氣的散佚，減少對通風(fēng)、采光視野的影響，后兩種構(gòu)造比較適宜。遮陽板應(yīng)離開墻面一定位置安裝，以使熱空氣能夠沿墻面排走，并注意板面能減少擋風(fēng)，最好能起導(dǎo)風(fēng)作用。遮陽板的材料以輕質(zhì)材料為宜，要求堅固耐用。：活動遮陽的材料過去多采用木百葉，現(xiàn)在多使用鋁合金、塑料、玻璃鋼等。⑴擋板式遮陽的水平挑出長度L一需先按構(gòu)造的需要予以確定。⑶擋板式遮陽的兩翼挑出長度D。⑵熱壓作用：室內(nèi)外空氣溫差所導(dǎo)致的空氣密度差和開口高度差產(chǎn)生的壓力差。風(fēng)向投射角愈小，對房間的自然通風(fēng)愈有利。從保證自然通風(fēng)和節(jié)地的綜合考慮，風(fēng)向和建筑物應(yīng)有一定的風(fēng)向投射角。風(fēng)向投射角對流場的影響 　　　　　　　　　　表l410風(fēng)向投射角α屋后漩渦區(qū)深度室內(nèi)風(fēng)速降低值(％)0176。3H1345176。50㈡自然通風(fēng)的組織、間距及建筑群的布局 ⑴朝向首先要爭取房間的自然通風(fēng)，同時綜合考慮防止太陽輻射和防止暴風(fēng)雨襲擊。在建筑群的平面布局中有行列式(又分為并列式、錯列式、斜列式)、周邊式、自由式，從通風(fēng)效果來看，錯列式、斜列式較并列式、周邊式為好。開口位置設(shè)在中央，氣流直通對流場分布均勻有利；當(dāng)開口偏在一側(cè)時，容易使氣流偏移，導(dǎo)致部分區(qū)域有渦流現(xiàn)象，甚至無風(fēng)?？稍谑覂?nèi)做漏空隔斷、使用中軸旋轉(zhuǎn)窗改變氣流方向，調(diào)整氣流分布。開口面積大時，流場分布大，氣流速度較小；縮小開口面積，流速增加，但流場分布縮小。增大開啟角度，可改善通風(fēng)的效果。室外成片的綠化能對室外氣流起阻擋和導(dǎo)流作用。六、自然能源利用與防熱降溫 ㈠太陽能降溫使用太陽能空調(diào)，但目前尚未普及。㈡夜間通風(fēng)——對流降溫全天持續(xù)自然通風(fēng)并不能達(dá)到降溫目的。㈢地冷空調(diào)夏季，地下溫度總是低于室外氣溫。㈣被動蒸發(fā)降溫利用水的汽化潛熱大的特點(diǎn)，在建筑物的外表面噴水、淋水、蓄水，或用多孔含濕材料保持表面潮濕，使水蒸發(fā)而獲得自然冷卻的效果。如白天使用反射系數(shù)大的材料覆蓋層以減少太陽的短波輻射，夜間收起，或者使用選擇性材料涂刷外表面。新建的建筑全面實(shí)行節(jié)能50％的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，在北京等4個直轄市以及北方嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)的重點(diǎn)城市試行節(jié)能65％的國家標(biāo)準(zhǔn)，這樣可以取得節(jié)能投資少、收效大的目的。到2020年，北方和沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)和特大城市新建建筑實(shí)現(xiàn)節(jié)能65％。按照國家節(jié)能中長期計劃的要求，根據(jù)相應(yīng)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，有步驟地對既有建筑中的1