第4章建筑节能

图4-1 建筑得热与失热因素示意
《房屋建筑学》机械工业出版社 房屋建筑学》
4.2 建筑节能的基本原理
4.2.2建筑传热的方式 4.2.2建筑传热的方式
传热的方式可分为辐射、对流和导热三种方式。 传热的方式可分为辐射、对流和导热三种方式。 建筑物围护结构的传热需经过吸热 传热和放热三个过程 建筑物围护结构的传热需经过吸热、传热和放热三个过程. 吸热、 三个过程. 吸热是外围护结构的内表面从室内空气中吸收热量的过程； 吸热是外围护结构的内表面从室内空气中吸收热量的过程； 是外围护结构的内表面从室内空气中吸收热量的过程 传热是指在围护结构内部由高温向低温的一侧传递热量的过程； 传热是指在围护结构内部由高温向低温的一侧传递热量的过程； 是指在围护结构内部由高温向低温的一侧传递热量的过程 放热则是指由围护结构的外表面向低温的空间散发热量的过程。 放热则是指由围护结构的外表面向低温的空间散发热量的过程。 则是指由围护结构的外表面向低温的空间散发热量的过程
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4.1 概述
4.1.2 我国建筑能耗及状况
建筑能耗系指建筑在使用过程中的能耗，主要包括采暖、通风、空调、 建筑能耗系指建筑在使用过程中的能耗，主要包括采暖、通风、空调、 照明、炊事燃料、家用电器和热水供应等能耗， 照明、炊事燃料、家用电器和热水供应等能耗，其中以采暖和空调能耗为 主。 我国建筑能耗的总量逐年上升，在能源总消费量中所占的比例已从上 我国建筑能耗的总量逐年上升， 世纪70年代末的10% 上升到近年的27 45%。 70年代末的10%， 27． 世纪70年代末的10%，上升到近年的27．45%。而国际上发达国家的建筑能 耗一般占全国总能耗的33%左右。 33%左右 耗一般占全国总能耗的33%左右。随着城市化进程的加快和人民生活质量 的改善，我国建筑耗能比重最终还将上升至35 左右。 35％ 的改善，我国建筑耗能比重最终还将上升至35％左右。能源供应将更加紧 导致影响经济的持续发展。 张，导致影响经济的持续发展。
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4.3建筑节能技术 4.3建筑节能技术
4.3.1墙体节能技术 4.3.1墙体节能技术
新型墙体材料节能、节土、利废的效果十分明显。 新型墙体材料节能、节土、利废的效果十分明显。 新型墙体材料的主要类型 砖墙：实心砖或空心砖墙， （1）砖墙：实心砖或空心砖墙，在外墙内表面抹水泥型或石膏型膨胀珍 珠岩砂浆。 珠岩砂浆。 加气混凝土墙：加气混凝土热导率较低， （2）加气混凝土墙：加气混凝土热导率较低，宜用于框架填充墙和多层 住宅外墙。 住宅外墙。 轻骨料混凝土墙：采用以浮石、 （3）轻骨料混凝土墙：采用以浮石、火山灰渣或其他轻骨料制作的多排 孔混凝土空心砌块，并用保温砂浆砌筑的墙体。 孔混凝土空心砌块，并用保温砂浆砌筑的墙体。 内保温复合墙： （4）内保温复合墙：复合墙体是指由承重材料与高效保温材料进行复合 组成的墙体。 组成的墙体。
图4-3 热桥现象
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4.2 建筑节能的基本原理
4.2.3建筑保温 4.2.3建筑保温
为防止热桥部分内表面出现结露现象，应采取局部保温措施： 为防止热桥部分内表面出现结露现象，应采取局部保温措施： 一是避免在围护结构中嵌入构件的内外贯通 二是在局部进行构造处理（如图4-4所示）。 二是在局部进行构造处理（如图4 所示）。
图4-5 隔蒸气措施
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4.2 建筑节能的基本原理
4.2.4建筑隔热 4.2.4建筑隔热
建筑隔热的含义：建筑隔热通常是指围护结构在夏天隔离太阳辐射热 建筑隔热的含义： 和室外高温的影响，从而使其内表面保持适当温度的能力。 和室外高温的影响，从而使其内表面保持适当温度的能力。 为达到改善室内热环境，降低夏季空调降温能耗的目的， 为达到改善室内热环境，降低夏季空调降温能耗的目的，建筑隔热可 采取以下措施： 采取以下措施： ⑴建筑物屋面和外墙外表面做成白色或浅白色饰面，以降低表面对太阳辐 建筑物屋面和外墙外表面做成白色或浅白色饰面， 射热的吸收系数。 射热的吸收系数。 采用架空通风层屋面，以减弱太阳辐射对屋面的影响。 ⑵采用架空通风层屋面，以减弱太阳辐射对屋面的影响。 ⑶屋面采用挤压型聚苯板倒置屋面，能长期保持良好的绝热性能，且能保 屋面采用挤压型聚苯板倒置屋面，能长期保持良好的绝热性能， 护防水层免于受损。 护防水层免于受损。 ⑷外墙采用重质材料与轻型高效保温材料的复合墙体，提高热绝缘系数， 外墙采用重质材料与轻型高效保温材料的复合墙体，提高热绝缘系数， 以便节约空调降低能耗。 以便节约空调降低能耗。 ⑸提高窗户的遮阳性能：如采用活动式遮阳篷、可调式浅色百叶窗帘、可 提高窗户的遮阳性能：如采用活动式遮阳篷、可调式浅色百叶窗帘、 反射阳光的镀膜玻璃等。 反射阳光的镀膜玻璃等。
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4.2 建筑节能的基本原理
4.2.5太阳能利用 4.2.5太阳能利用
建筑中太阳能的利用，可分为主动式、被动式和混合式三种。 建筑中太阳能的利用，可分为主动式、被动式和混合式三种。 以主动采暖系统供暖的建筑称为主动式太阳能建筑， 以主动采暖系统供暖的建筑称为主动式太阳能建筑，主动采暖系统主要由 集热器、管道、储热物质以及散热器等组成，主动式系统要有专用的设备， 集热器、管道、储热物质以及散热器等组成，主动式系统要有专用的设备， 一次性投资较大。 一次性投资较大。 被动式太阳采暖系统的特点是将建筑物的全部或一部分作为集热器， 被动式太阳采暖系统的特点是将建筑物的全部或一部分作为集热器， 同时又作为储热器和散热器，因而，既不要连接管道， 同时又作为储热器和散热器，因而，既不要连接管道，也不需要水泵或风 被动式采吸系统一般由双层玻璃窗、集热储热墙、 机，被动式采吸系统一般由双层玻璃窗、集热储热墙、活动隔热保温装置 等组成。 等组成。 被动式太阳能采暖系统不必另设专用设备，应积极提倡采用。 被动式太阳能采暖系统不必另设专用设备，应积极提倡采用。
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4.2 建筑节能的基本原理
4.2.1 建筑得热与失热的途径
冬季采暖房屋的正常温度是依靠采暖设备的供暖和围护结构的保温之 间相互配合，以及建筑的得热量与失热量的平衡得以实现。可用下式表示: 间相互配合，以及建筑的得热量与失热量的平衡得以实现。可用下式表示: 采暖设备散热+建筑内部得热= 采暖设备散热+建筑内部得热=建筑物总得热 非采暖区的房屋建筑有两类： 非采暖区的房屋建筑有两类： 一类是采暖房屋有采暖设备，总得热同上； 一类是采暖房屋有采暖设备，总得热同上； 第二类，没有采暖设备，总得热为建筑物内部得热加太阳辐射得热两 第二类，没有采暖设备， 项，一般仍能保持比室外日平均温度高3～6℃ 一般仍能保持比室外日平均温度高3
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4.1 概述
4.1.3 建筑节能的意义
1.建筑节能是改善空间环境重要途径。建筑节能可改善室内热环境。 1.建筑节能是改善空间环境重要途径。建筑节能可改善室内热环境。 建筑节能是改善空间环境重要途径 2.建筑节能是发展国民经济的需要。 2.建筑节能是发展国民经济的需要。建筑节能是提高经济效益的重要 建筑节能是发展国民经济的需要 措施。节能建筑在一次投资后，可在短期内回收，并能长期受益。 措施。节能建筑在一次投资后，可在短期内回收，并能长期受益。
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4.2 建筑节能的基本原理
4.2.3建筑保温 4.2.3建筑保温
⑷传热异常部位的保温构造： 传热异常部位的保温构造： 钢筋混凝土柱、梁、垫块、圈梁和过梁等热导率较高的构件嵌入外围护 钢筋混凝土柱、 垫块、 结构，会造成保温性能差，局部热量损失大，容易出现凝结水。这些部位称 结构，会造成保温性能差，局部热量损失大，容易出现凝结水。 为围护结构的“热桥”或“冷桥” （如图4-3所示）。 为围护结构的“热桥” 冷桥” 如图4 所示）。
第4章
主要内容
4.1 4.2 4.3 4.4 4.5
建筑节能
概述 建筑节能的基本原理 建筑节能技术 建筑节能规划设计 建筑节能的措施与构造
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4.1 概述
4.1.1 建筑节能的涵义
建筑节能是指在建筑材料生产、房屋建筑施工及使用过程中，合理地 建筑节能是指在建筑材料生产、房屋建筑施工及使用过程中， 使用、有效地利用能源，以便在满足同等需要或达到相同目的的条件下， 使用、有效地利用能源，以便在满足同等需要或达到相同目的的条件下， 尽可能降低能耗，以达到提高建筑舒适性和节省能源的目标。 尽可能降低能耗，以达到提高建筑舒适性和节省能源的目标。 在发达国家，建筑节能的涵义经历了三个阶段： 在发达国家，建筑节能的涵义经历了三个阶段： 第一阶段，称为在建筑中节约能源，我国称为建筑节能； 第一阶段，称为在建筑中节约能源，我国称为建筑节能； 第二阶段，称为建筑中保持能源，意为在建筑中减少能源的散失； 第二阶段，称为建筑中保持能源，意为在建筑中减少能源的散失； 第三阶段，近年来普遍称为在建筑中提高能源利用效率。在我国， 第三阶段，近年来普遍称为在建筑中提高能源利用效率。在我国，现 在通称的建筑节能，其涵义应为第三阶段的内涵， 在通称的建筑节能，其涵义应为第三阶段的内涵，即在建筑中合理地使用 和有效地利用能源，不断提高能源利用效率。 和有效地利用能源，不断提高能源利用效率。
图4-2 围护结构的传热过程
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4.2 建筑节能的基本原理
4.2.3建筑保温 4.2.3建筑保温
建筑保温通常指围护结构在冬季阻止室内向室外传热，从而保持室内适 建筑保温通常指围护结构在冬季阻止室内向室外传热， 当温度的能力。 当温度的能力。工程实践中常采用以下构造做法来达到建筑围护结构的保温 效果。 效果。 围护结构材料热导率越小，外内表面的表面传热越小， ⑴围护结构材料热导率越小，外内表面的表面传热越小，围护结构厚度 越大，则围护结构传热系数也越小， 越大，则围护结构传热系数也越小，单位时间内通过围护结构的热量值就越 建筑保温效果越好。 小，建筑保温效果越好。 体积小，体形复杂的建筑以及平房和低层建筑体形系数较大， ⑵体积小，体形复杂的建筑以及平房和低层建筑体形系数较大，对节能 不利；体积大、体形简单的建筑，以及多层和高层建筑，体形系数较小， 不利；体积大、体形简单的建筑，以及多层和高层建筑，体形系数较小，对 节能较为有利． 节能较为有利． 提高建筑的保温性能必须控制围护结构的传热系数或热绝缘系数： ⑶提高建筑的保温性能必须控制围护结构的传热系数或热绝缘系数：应 选择传热系数较小、热绝缘系数较大的围护结构材料。 选择传热系数较小、热绝缘系，要求新建建筑严格执行节能50%的设计标准，部分大 50%的设计标准 十一五”期间，要求新建建筑严格执行节能50%的设计标准， 城市率先实施65%的节能标准；结合城市改建， 65%的节能标准 城市率先实施65%的节能标准；结合城市改建，开展既有居住和公共建筑 节能改造，大城市完成改造面积25% 中等城市达到15% 小城市达到10% 25%， 15%， 10%； 节能改造，大城市完成改造面积25%，中等城市达到15%，小城市达到10%； 2020年 我国建筑节能目标是，大部分既有建筑实现节能改造， 2020年，我国建筑节能目标是，大部分既有建筑实现节能改造，新建 建筑实现建筑节能65%的目标，东部地区达到更高的节能水平； 65%的目标 建筑实现建筑节能65%的目标，东部地区达到更高的节能水平；总体建筑 节能效果接近或达到发达国家当前水平。 节能效果接近或达到发达国家当前水平。