一级注册建筑师考试《物理与设备》教材知识点：围护结构隔热设计

　　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：

　　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/㎡;

　　αe——外表面换热系数，W/(㎡.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

　　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。< span="">

　　**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。< span="">

　　(三)围护结构隔热措施与效果

　　1.屋顶隔热措施

　　南方炎热地区屋顶的构造可分为实体材料隔热层屋顶和带有空气间层的隔热屋顶、通风间层隔热屋顶、吊顶屋顶、阁楼屋顶、蓄水屋顶和植被屋顶等多类。主要隔热措施为：

　　(1)浅色饰面(如浅色粉刷、涂层和面砖等)。

　　(2)增加屋顶的热阻与热惰性，用实体材料层或封闭空气间层(贴铝箔)进行屋顶隔热，减少屋顶传热和温度波动的振幅。

　　(3)使用通风屋面

　　利用屋顶内部通风，可及时带走白天上面传人的热量，夜间也可对屋顶起散热降温作用。阁楼屋顶也属于通风屋顶。

　　通风屋顶的设计要注意利用朝向形成空气流动的动力，间层高度以20～24cm左右为宜，间层内表面不宜过分粗糙，以降低空气流动阻力，并组织好气流的进、出路线。

　　(4)使用蓄水屋顶

　　水的热容量大，且水在蒸发时需要吸收大量的汽化热，从而大量减少传人室内的热量，降低屋顶表面温度，达到隔热的目的。

　　(5)屋顶遮阳

　　屋顶遮阳是现代建筑设计中利用屋面作为活动空间所采取的一项有效防热措施，可采用百叶板遮阳棚屋面和爬藤植物遮阳棚屋面。

　　(6)屋顶有土或无土种植

　　植物可遮阳，减少屋顶对太阳辐射的吸收;植物的光合作用将热能转化为生物能;植物叶面的蒸腾作用可增加蒸发散热量;种植植物的基质材料(如土壤)还可增加屋顶的热阻与热惰性。

　　2.外墙隔热措施

　　(1)外墙外表面采用浅色饰面。

　　(2)增加墙体隔热性能：

　　在墙体的内侧或外侧加隔热层;

　　采用双排或三排孔混凝土或轻骨料混凝土空心砌块墙体;

　　复合墙体内侧宜采用厚度为10cm的混凝土或砖等重质材料;

　　使用带铝箔的空气间层。使用单面铝箔空气间层时，铝箔应该设在高温一侧。

　　(3)墙体可做垂直绿化来遮挡阳光。特别是东、西外墙可采用花格构件或爬藤植物遮阳。

　　(4)通风墙与通风遮阳墙。

　　3.屋顶外墙隔热措施的效果

　　计算屋顶和外墙总热阻时，上述各项节能措施的当量热阻附加值可按表1—11取值。