第十三讲 建筑防热 第一节 热气候特征与防热途径  一 热气候特征  防热措施  建筑特点  建筑特点 热气候特征与建筑设计原则 二 室内过热的原因和防热的途径   在太阳辐射和室外气温的作用下，使得围护结构内表面及室内空气温度升高。  通过窗口进入室内的太阳辐射热（包括建筑物墙面、地面吸收太阳辐射热温度升高后，又向外辐射的热量），使部分地面、家具等吸热升温，加热室内空气。    在建筑规划及建筑设计中采取合理的技术措施，减弱室外热作用，使室外热量尽量少传入室内，并使室内热量尽快散发出去，从而改善室内热环境。   减弱室外的热作用：  第二节 外围护结构的隔热 一 隔热设计标准 二 外围护结构隔热设计  蓄水屋顶   利用水的蒸发对太阳能进行转化，通过水的蒸发和流动及时地将热量带走，减缓了整个屋面的温度变化；另外，由于在屋面上蓄上一定厚度的水，增大了整个屋面的热阻和热惰性，降低了屋面内表面的最高温度。  蓄水高度一般在300mm—600mm之间。  种植屋顶   原理：在屋顶上种植植物，利用光合作用，将热能转化为生物能；利用植物叶面的蒸腾作用增加蒸发散热量，均可大大降低屋顶的室外综合温度；同时，利用植物培植基质材料的热阻与热惰性，降低内表面平均温度与温度振幅。  分带土种植与无土种植两类。  无土种植采用膨胀蛭石作培植基质。 第三节 建筑的自然通风 一 自然通风原理 二 自然通风的组织  建筑群布局实例：   从热工性能来看，两面抹灰各2cm的19cm厚双排孔空心砌块，其效果相当于两面抹灰各2cm的24cm厚粘土实心砖墙的热工性能，是效果较好的一种砌块形式。  高效的隔热隔声复合轻型墙板，有广泛的发展前景。  建筑的外表面采用浅色的粉刷或饰面，以减少围护结构的表面对日辐射的吸收，可降低室外综合温度。  新型墙体   通风墙  由于通风墙的进出风口之间高度差较大，热压通风的效果较好，间层可适当减小，常用20mm~100mm。  加通风间层后，日辐射照度愈大，其隔热效果越显著。  双层墙面  1981年的纽约州布法罗市胡克大厦（Hooker）玻璃间层宽1.5米，间层中设可以调节的遮阳百叶，且各层之间相互连通，加强了夏季的热压通风，取得了非常显著的节能效果，整栋建筑几乎无需空调系统。  隔热降温墙体——喷洒降温  水幕墙——水与围护结构融为一体  绿化墙体  绿化墙体对于调节气温和增加空气湿度具有良好的效果，它利用植物从地面吸收水分、叶面蒸发、蒸腾作用对环境起到冷却作用。绿化墙体对降低建筑墙体外表面温度，改善室内热环境，降低空调能耗极为有效。 南京大学办公楼  建筑通风的分类：自然通风和机械通风  自然通风：利用自然因素形成的空气流动。  机械通风：利用机械能驱动空气。  自然通风的意义  自然通风最大的好处在于它不消耗动力，获得适当的通风换气量；  自然通风对于提高空气质量，改善人体热舒适也有明显好处；  当室内空气温度高于室外时，自然通风还能使建筑构件降温，在炎热地区更显重要。  建筑物中的自然通风，关键在于室内、外空气之间存在压力差。  形成空气压力差的原因:一是热压作用；二是风压作用。  热压的大小：主要由室内外空气温度差和进排气口高度差决定。 1.1 热压作用   热压的计算公式：   室内外空气温度差越大，进出风口高度差越大，则热压作用越强。   夏季组织通风的主要方式。  风压作用是风作用在建筑物上产生的压力差。  风压的计算公式为：  1.2 风压作用     P=Kv2ρe /2g    形成风压的关键因素是作用到建筑物上的风速，且风压值与其平方成正比。  建筑朝向选择的原则：首先要争取房间自然通风（使房屋纵轴尽量垂直于夏季主导风向，我国大部分地区的主导风向为南、偏南、东南），同时综合考虑防辐射、防雨。  2.1 建筑朝向、间距及建筑群的布局   建筑多排、成群布置时，为保证后一排房屋的通风，其两排房屋的间距为前栋房屋高度的4-5倍。考虑到节约用地因素，将建筑物偏转一定角度，使风向对建筑物产生一投射角。  风向投射角  一般建筑群的平面布局有行列式、错列式、斜列式、周边式等。从通风角度看，以错列、斜列较行列式、周边式好。 2002年全国经济适用房住宅设计方案竞赛一等奖作品   建筑朝向、间距与建筑群的布局实例：2002年上海市优秀住宅设计作品------碧云花园（一等奖）   建筑的平面布置与剖面设计的基本原则:  主要的使用房间应布置在夏季迎风面，辅助用房可布置在背风面，并以建筑构造与辅助措施改善通风效果；  开口位置的布置应尽量使室内气流场的均匀分布，并力求风能吹过房间中的主要使用部位； 2.2 建筑的平面布置与剖面设计   炎热期较长地区的开口面积宜大，以争取自然通风。夏热冬冷地区，门窗洞不宜过大；  门窗相对位置以贯通为最好，减少气流的迂回和阻力。纵向间隔墙在适当部位开设通风口或可调节的通风构造。  利用天井、小厅、楼梯间等增加建筑物内部的开口面积，并利用这些开口引导气流，组织自然通风。  房间开口尺寸的大小，直接影响风速及进风量。开口大，则气流场较大；缩小开口面积，流速虽相对增加，但气流场缩小，因此，开口大小与通风效率之间不存在正比关系。 2.3 房间的开口和通风构造措施  * * 1.1 炎热地区的热气候特征   热气候有干热和湿热之分。温度高、湿度大的热气候称湿热气候；温度高而湿度低的热气候称干热气候。  气温高且持续时间长。日平均气温≥25℃的天数，每年约有100-200d。  太阳辐射强度大，水平辐射强度最高约为930-1045W/m2。   季风旺盛。 1.2 湿热区建筑  防止日辐射：周围环境要绿化；窗口要遮阳；外围护结构要隔热；朝向要合理。  争取自然通风：房屋间距、布局要合理；建筑低层架空；设通风屋顶、通风幕墙。 1.3 干热区建筑  干热区气候干燥、气温高、温度日差较大，晴朗少云，吹热风并带沙尘。  建筑特色：墙厚少开窗或开小窗；外围护结构隔热要求高；内庭周围多设走廊，庭院内种植物和设置水池以调节干热的气候；  在干热地区，生土建筑对调节室内气温起的作用很大。 2.1 室内过热的原因   自然通风过程中带进带出的热量。   室内生产或生活过程中产生的余热，包括人体散热。  2.2 建筑防热的主要任务  2.3 建筑防热的途径   正确选择朝向和布局；   绿化环境，降低辐射；  浅色外围护结构，减少辐射吸收。   外围护结构的（白天）隔热与（夜间）散热；  房间的自然通风，排除房间余热；  窗口遮阳，阻挡直射阳光进入室内；  尽量减少室内余热。     根据《民用建筑热工设计规范》（GB50176-93）的规定，房间在自然通风条件下，建筑物的屋顶和东、西外墙的内表面最高温度，应满足下式要求：  Θimax ≤temax Θimax ——围护结构内表面最高温度（℃） temax ——夏季室外计算温度最高值（℃）  对于夏季特别炎热地区（南京、武汉、长沙、重庆等），屋顶和东西墙内表面最高温度值θi,max 应满足下式：  θi,max＜te,max  当外墙和屋顶采用轻型结构时θi,max应满足下式： θi,max≤te,max+0.5℃  当外墙和屋顶内侧用复合轻质材料（岩棉、泡沫塑料、石膏板），θi,max 应满足下式： θi,max≤te,max+1℃  对于夏季炎热，冬季又寒

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