被动式太阳能利用设计（重点）概述：我国《民用建筑热工设计规范GB50176-93》按下列条件，将全国划分成五个建筑热工设计分区：的天数，在145天以上的地区；寒冷地区：最冷月平均温度0～－10，最热月平均温度25～30；，最热月平均温度25～29；日平均气温25的天数在100—200天，夏季防热、冬季可不保温；，最热月平均温度18～25。日平均气温的天数在0—90天1、太阳辐射3、人体散热4、电灯等散热5、采暖散热6、围护结构7、通风8、地面9、水份蒸发10、制冷设备1、充分利用太阳能：节能与卫生日照对建筑保温的重要意义：太阳能能量密度高；（2）太阳能为清洁能源；（3）太阳能廉价；（4）太阳能有利于人体健康；（5）太阳能的利用非常现实。太阳常数太阳眷顾地球太阳在其主序星阶段已经到了中年期，在这个阶段它核心内部发生的恒星核合成反应将氢聚变为氦。在太阳的核心，每秒能将超过400万吨物质转化为能量，生成中微子和太阳辐射。以这个速度，太阳至今已经将大约100个地球质量的物质转化成了能量。太阳作为主序星的时间大约持续100亿年左右。太阳还很年轻，可是地球呢？从采光、集热、通风三个角度考虑，建筑物分别获得三者的最佳值时，朝向的角度各不相同，所以，建筑物的最佳朝向是由三者综合决主导风向影响室温和通风2、防止冷风的不利影响：风对室内气候的影响有两方面：一是通过门窗口或其它孔隙进入室内，形成冷风渗透；二是作用在围护结构外表面上，使对流换热系数变大，增强外表面的散热防止冷风的措施：应争取不使大面积外表面朝向冬季主导风向，当受条件限制不可避免时，也应在迎风面上尽量少开门窗或其它孔洞，严寒地区还应设臵门斗。另外，还要综合考虑房间密闭性和透气性的关系。建筑师处理体型与平面设计时，首先应考虑功能要求，必须正确处理体型，平面形式与保温的关系；否则，不仅增加采暖费用，浪费能源，而且必然影响围护结构的热工质量。体形（型）系数：尽量减少表面积以减少热量的散失，球形、圆形、方形、多边形、多层。4、使房间具有良好的热工特性、建筑具有整体保温和蓄热能力热特性应适合使用要求。例如：全天使用的房间应有较大的热稳定性，以防止室外温度下降或间断供热时，室温波动太大；对于只白天使用或只有一段时间使用的房间，要求在开始供热后，室温能较快上升到所需标准。5、建筑保温系统科学、节点构造设计合理建筑保温条件薄弱的局部：墙转角、圈梁、窗过梁、檐口等处。玻璃窗的热阻远小于其它围护结构，是保温重点部位。（1）增加窗的层数；双层窗与双玻窗。（2）改善窗框和玻璃的传热性能。60页8条解释。6、建筑物具有舒适、高效的供热系统建筑节能，建筑和设备各占一半。当室外气温昼夜波动，特别是寒潮期间连续降温时，为使室内气候能维持所需的标准，要有合理的供热系统。供热间歇不宜太长。•建筑保温与节能目标：1、保证室内环境的热舒适性；2、提高能源的利用效率。建筑节能如何翻译反映了节能的阶段：energysaving;energyconservation;energyefficiency.建筑节能：开源节流。3.21、建筑保温与最小传热阻法2、建筑节能与传热系数限值法3、建筑能耗控制与围护结构热工性能权衡判断法4、楼地面的保温节能与热舒适性外墙、屋顶、架空或外挑楼板、非采暖楼梯间与采暖楼梯间隔墙或楼板、非透明幕墙、地面注意：不同类型建筑目标不同。对外围护结构的保温要求：围护结构对室内气候的影响，主要是通过内表面温度体现的。内表面温度过低，不仅影响人体健康，还会出现表面结露，严重影响卫生，加重结构潮湿状况，降低结构耐久性。稳定传热条件下，内表面温度仅决定于室内外温度和围护结构的总热阻就大量性工业和民用建筑，控制围护结构内表面温度不低于室内露点温度，以保证内表面不致结露是起码的要求。1、最小传热阻的确定：min：冬季室内计算温度。民用建筑或其它以满足人体生理卫生需要为主的房屋，按卫生标准取值；工业厂房或有特殊要求的房间，按相应规范取值。：冬季室外计算温度。为使同类采用不同热稳定性围护结构的房间的室内气候状况接近一致，不同结构应采用不同的室外计算温度。最小传热阻是一种技术标准，其确定方法应由国家规范来规定。现暂按下式确定：：考虑外表面位臵的修正系数。由于计算最小传热阻公式中统一取当地的室外气温的计算值，这对外墙、屋顶等直接接触大气的围护结构来说符合实际，但对那些不直接接触室外空气的结构来说则需要修正。如：顶棚的上部是闷顶空间，其温度比室外气温要高一些。见下表（A代替）：允许温差。见下表。使用质量要求较高的房间，小一些。相同的室内外气候时，按较小的确定的大一些，即使用质量要求越高，围护结构应有更大的保温能力。按最小传热阻，节省建造费但增加采暖费；无限增加热阻，节省采暖费但浪费建造费，存在最佳经济热阻。世界发达国家外墙保温标准逐渐提高。英国（气候与上海相近）1973年前外墙传热系数1.6w/(mk)，1974年后1.0w/(m，1988年后0.45w/(mk)。与北京相近气候的发达国家约为0.35w/(m如果建筑围护结构不满足标准要求，动态计算建筑节能综合指标退出1）人脚与地板直接接触传热以木地面和水磨石两种地面为例，即使它们的表面温度完全相同，但若赤脚站在水磨石地面上，就比站在木地面上凉得多。这是因为两者的吸热指数不同造成的。木地面:B=10.5，类水泥砂浆地面：2）沿外墙周边局部保温处理越靠近外墙，地板表面温度越低，单位面积的热损失越多。为改善外墙周边地板的热工状况，可采用图示的局部保温措施。3.3保温材料与构造绝热材料：指那些绝热性能较好，即导热系数较小的材料，通常把导热系数小于0.25并能用于绝热工程的材料。导热系数是绝热材料最重要、最基本的热物理指标。一定温差下，导热系数越小，通过一定厚度材料层的热量越小；同样，为控制一定热流强度所需的材料层厚度也越小。影响导热系数的因素很多，如密实性，内部孔隙的大小、数量、形状，材料的湿度，材料骨架部分（固体部分）的化学性质，以及工作温度等。常温下，影响最大的因素是容重和湿度。1。容重对导热系数的影响容重：单位体积材料的重量。孔隙率：材料中孔隙所占的体积与材料整体体积的百容重能很好地表明材料孔隙率的大小，一般情况下建筑保温，容重较小，孔隙率越大。导热系数随孔隙率增加而减小，即容重越小，导热系数也越小。但容重小到一定程度后，再加大孔隙率，则导热系数不仅不再降低，还会变大，存在有最佳容重。例如图9-2。原因是：孔隙率太大，不仅意味着孔隙的数量增多，而且孔隙也必然增大。其结果，孔壁温差变大，辐射传热量加大，同时，大孔隙内的对流传热也增多。特别是由于材料骨架所剩无几，使许多孔隙互相贯通，使对流显著增加。2。湿度对导热系数的影响重量湿度：指试样中所含水分的重量与绝干状态下试样重量的百分比体积湿度：湿试样中水分所占体积与整个试样体积的百材料受潮后，导热系数显著增大。原因是由于孔隙中有了水分后，附加了水蒸气扩散的传热量，此外还增加了毛细 孔中的液态水分所传导的热量。 一般情况下，水得导热系数约为0.58，冰的导热系数约 为2.33，都远大于空气的导热系数0.03。 3。温度对导热系数的影响 温度愈高，导热系数愈大。原因是当温度增高时，分 子热运动加剧，此外，孔隙内的辐射换热也增强。 热流方向对导热系数也有影响 主要表现在各向异性材料，如木材、玻璃纤维等，当 热流平行纤维方向，导热系数较大，当热流方向垂直纤 维时，导热系数较小。 材质的影响（组成结构不同） 一般密度越大，导热系数也越大 有些材料如玻璃棉有一个最佳密度 其它的影响：如使用温度 从化学成分看有：无机材料，如膨胀矿渣、泡沫混凝土、加气混凝土、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、浮石及浮石 混凝土、硅酸盐制品、矿棉、玻璃棉等；有机材料，如 软木、木丝板、甘蔗板、稻壳等；各种泡沫塑料；铝箔 等反辐射性能好的材料。 材料的选择要结合建筑物的使用性质、构造方案、施工工艺、材料的来源以及经济指标等因素，要按材料的热 物理指标及有关的物理化学性质进行具体分析。 绝热材料的选择： 三、围护结构构造方案的选择： 1、单设保温层 由导热系数很小的材料作保温层起主要保温作用。 保温层不起承重作用，所以选择的灵活性较大，不论是 板块状，纤维状以至松散颗粒状材料均可应用。 外粉墙 砖砌体 保温层 内粉墙单设保温层结构示例 2、封闭空气间层保温 封闭的空气层有良好的绝热作用。 空心砌块保温与承重结合构造 3、保温与承重相结合 空心板、空心砌块、轻质实心砌块等，既能载重又能保温。 4、混合型构造 当单独用某一种方式不能满足保温要求，或为达到保温要 求而造成技术经济上不合理时，往往采用混合型保温构造。 例如既有实体保温层，又有空气层和承重层的外墙或屋顶结 构。如图是一个20 1—混凝土；2—粘结剂； 3—聚氨脂泡沫塑料； 4—木纤维板； 5—塑料薄膜； 6—铝箔纸板； 7—空气间层； 8—胶合板涂油漆 保温层在承重层外侧的优点： 1、使墙或屋顶的主要部分受到保护，大大降低温度应 力的起伏，提高结构的耐久性。如图9-5。 此外，外保温对减少防水层的破坏，也是有利的。 2、由于承重层材料的热容量一般都远比保温层大，所 以这种布臵方式对房间热稳定性有利。当供热不均匀时可 保证围护结构内表面的温度不致急剧下降，从而使室温不 致很快下降。 3、保温层放在外侧时，将减少保温层内部产生水蒸气 凝结的可能性。 4、旧房改造，特别是为了节能而加强旧房的保温性 时，外保温处理效果最好。 倒铺屋面：即防水层不设在保温层上边，而是倒过来 设在保温层底下。国外称“Upside Down”构造法，简称 USD 构造，如图。 结构层 覆盖层 保温层