建筑热湿环境与节能

建筑环境学论文报告

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现在：郑大最凉快的地方

摘要

我国是一个能源消费大国，但同时又是一个能源紧缺的国家，我国经济要保持持续快速发展，能源短缺是制约发展速度的瓶颈，节约能源已成为社会各界的共识。

摘要

本文以人体在热湿环境中的热交换与热反应为基础，对影响人体舒适感觉的建筑物室内热环境进行了全面的分析，同时结合建筑物的围护结构节能技术原理,提出通过对墙体维护结构等进行保温处理，在保证人体舒适感觉没有降低的情况下,减短空调暖气的使用时间，从而达到节能目的。

建筑热湿环境与节能

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前言

建筑热湿环境分析房屋制冷与供暖分析节能建筑

外墙外保温技术屋顶绿化现状分析总结

一、前言

在我国，随着现代化建设的发展和人民生活水平的不断提高，舒适的建筑热环境已经成为人们生活和工作的需要；建筑供热和建筑空调面积的增加，也使得建筑能耗占到能源消费总量的25%以上。如果在我国目前的能源生产条件下，不能更为有效地建环建筑能耗的增长，这势必成为制约国民经济发展的重要因素。因此，在我国的建筑领域中，一方面应狠抓能源节约、提高能源使用率；另一方面也应大力提倡新能源和可再生能源的利用，节约能源，保护生态环境，贯彻经济社会可持续发展战略。

一、前言

建筑室内热湿环境形成的最主要原因主要是受各种外扰和内扰的影响，建筑节能的关键在于围护结构节能.20 世纪80 年代初，国家确立节能30% 的建筑节能标准中，围护结构占20% ；到1995 年末，建设部又发布了居住建筑节能50% 的节能标准，其中围护结构节能占30%

湖南科技大学学报

建筑节能已成为世界建筑发展的一个基本趋向

一、前言

发展建筑节能，无论是从节约日益紧缺的能源方面，还是从环保方面，都是十分必要的。围护结构节能技术指通过改善建筑物围护结构的热工性能，达到夏季隔绝室外热量进入室内，冬季防止室内热量泄出室外，使建筑物室内温度尽可能接近舒适温度，以减少通过辅助设备如采暖、制冷设备来达到合理舒适室温的负荷，最终达到节能的目的。

二、建筑热环境分析

建筑环境包括了建筑热湿环境、光环境、声环境和室内空气品质

热湿环境是建筑环境中最主要的内容主要反映在空气环境的热湿特性中。

二、建筑热环境分析

建筑室内热湿环境的形成的最主要原因：各种外扰和内扰的影响。

外扰：室外气候参数如室外空气温湿度、太阳辐射、风速、风向变化，以及邻室的空气温湿度，均可通过维护结构的传热、空气渗透使热量进入到室内，对室内热环境产生影响。内扰：室内设备、照明、人员等室内热源。

二、建筑热环境分析

围护结构的热作用过程：无论是通过围护结构的传热传湿还是室内产热产湿，其作用形式包括对流换热（对流质交换）、导热（水蒸汽渗透）和辐射三种形式。

得热：某时刻在内外扰作用下进入房间的总热量叫做该时刻的得热

如果得热<0，意味着房间失去热量。

二、建筑热环境分析

得热包括显热和潜热两部分。得热量的显热部分包括对流得热（例如室内热源的对流散热，通过围护结构导热形成的围护结构内表面与室内空气之间的对流换热）和辐射得热（例如透过窗玻璃进入到室内的太阳辐射、照明器具的辐射散热等等）两部分。

二、建筑热环境分析

1.太阳辐射对建筑物的热作用

（1）、围护结构外表面所吸收的太阳辐射。

建筑环境所涉及的表面温度范围决定了其发射的辐射均为长波辐射，只有发射可见光的灯具和高温热源才有可能发射可见光和近红外线。当太阳照射

到非透光的围护结构外边面时，反射一部分会被反射，一部分会被吸收，二者的比例取决于围护结构表面的吸收率(或反射率）。

吸收二、建筑热环境分析

1.太阳辐射对建筑物的热作用

（1）、围护结构外表面所吸收的太阳辐射。

非透明围护结构外表面所吸收的太阳辐射热1.不同的表面对辐射的波长有选择性，黑色表面对各种波长的辐射几乎都是全部吸收，而白色表面可以反射几乎90％的可见光。

2.围护结构的表面越粗糙、颜色越深，吸收率就越高，反射率越低。

二、建筑热环境分析

1.太阳辐射对建筑物的热作用

（1）、围护结构外表面所吸收的太阳辐射

玻璃对不同波长的辐射有选择性，普通玻璃对于可见光和波长为3μm以下的近红外线来说几乎是透明的，但却能够有效地阻隔长波红外线辐射。因此，当太阳直接射到普通玻璃窗上时，绝大部分的可见光和短波红外线将会透过玻璃，只有长波红外（也称作长波辐射）会被玻璃反射和吸收，但这部分能量在太阳辐射中所占的比例很少。从另一方面说，玻璃能够有效地阻隔室内向室外发射的长波辐射，因此具有温室效应。

二、建筑热环境分析

1.太阳辐射对建筑物的热作用

（1）、围护结构外表面所吸收的太阳辐射

阳光照射到双层半透明薄层时，还要考虑两层半透明薄层之间的无穷次反射，以及再对反射辐射的透过。

二、建筑热环境分析

1.太阳辐射对建筑物的热作用

（1）、围护结构外表面所吸收的太阳辐射

将具有低发射率、高红外反射率的金属（铝、铜、银、锡等），使用真空沉积技术，在玻璃表面沉积一层极薄的金属涂层，这样就制成了Low-e (Low-emissivity) 玻璃。对太阳辐射有高透和低透不同性能。

二、建筑热环境分析

1.太阳辐射对建筑物的热作用

（2）、室外空气综合温度

太阳直射辐射太空散射辐射对流换热壁体得热围护结构外表面的热平衡

大气长波辐射环境长波辐射地面长波地面反射辐辐射射二、建筑热环境分析

1.太阳辐射对建筑物的热作用

（2）、室外空气综合温度

太阳辐射落在围护结构外表面上的形式包括太阳直射辐射、天空散射辐射和地面反如果考虑围护结构外表面与天空和周围物体之间的长波辐射：射辐射三种，后两种是以散射辐射的形式

aIQLtztair出现的。由于入射角不同，围护结构外表outout面对直射辐射和散射辐射有着不同的吸收率，而地面反射辐射的途径就更为复杂，其强度与地面的表面特征有关。考虑了太如果忽略围护结构外表面与天空和周围物体之间的长波辐射：阳辐射的作用对表面换热量的增强，相当于在室外气温上增加了一个太阳辐射的等

aI效温度值。tztairout为了计算方便推出的一个当量的室外温度

二、建筑热环境分析

1.太阳辐射对建筑物的热作用

（3）、夜间辐射

围护结构外表面与环境的长波辐射换热QL包括大气长波辐射以及来自地面和周围建筑和其他物体外表面的长波辐射。

如果仅考虑对天空的大气长波辐射和对地面的长波辐射，则有：

44Qlww[(xskyxgg)TwxskyTskyxggTg4]二、建筑热环境分析

2.建筑围护结构的热湿传热与得热

得热：某时刻在内外扰作用下进入房间的总热量叫做该时刻的得热。

即所谓的得热，就是在外部气象参数作用下，有室外传到外围护结构的内表面以内的热量，或者是室内热源散发在室内的全部热量，包括通过对流进入室内空气以及通过辐射落在围护结构内表面和室内家具上的热量。

二、建筑热环境分析

2.建筑围护结构的热湿传热与得热

（1）、通过非透光围护结构的显热得热

通过墙体、屋顶等非透光围护结构传入室内的热量来源于两部分：室外空气与围护结构外表面之间的对流换热和太阳辐射通过墙体导热传入的热量。由于热惯性存在，通过围护结构的传热量和温度的波动幅度与外扰波动幅度之间存在衰减和延迟的关系见图(a)。衰减和滞后的程度取决于围护结构的蓄热能力。（a）墙内表面温度与外温的关系

二、建筑热环境分析

2.建筑围护结构的热湿传热与得热

（2）、通过透光外围护结构的得热

透光围护结构主要包括玻璃门窗和玻璃幕墙等，是由玻璃与其他透光材料如热镜膜、遮光膜等以及框架组成的，通过透光围护结构的热传导过程与非透光围护结构有很大的不同。由于透光围护结构可以透过太阳辐射，而且这部分热量在建筑物热环境的形成过程中发挥了重要的作用，因此通过透光外围护结构形成的显热得热包括两部分：通过玻璃板壁的传热量和透过玻璃的日射辐射得热量。

（3）、遮阳设施对透过透光外围护结构太阳辐射的影响。

二、建筑热环境分析

2.建筑围护结构的热湿传热与得热

外遮阳：只有透过和吸收中的一部分成为得热；

内遮阳：遮阳设施吸收和透过部分全部为得热。

二、建筑热环境分析

3.以其他形式进入室内的热量和湿量

其他形式进入室内的热量和湿量包括：

•室内产热产湿量

•空气渗透带来的得热

二、建筑热环境分析4.冷负荷与热负荷

定义：冷负荷：维持一定室内热湿环境所需要的在单位时间内从室内除去的热量，包括显热负荷和潜热负荷两部分

热负荷：维持一定室内热湿环境所需要的在单位时间内向室内加入的热量，包括显热负荷和潜热负荷两部分

二、建筑热环境分析4.冷负荷与热负荷

得热与冷负荷之间的关系

热量蓄热量瞬时得热量瞬时冷负荷需除去的蓄热量三、房屋制冷与供暖分析

•一般房屋制冷及原理•一般房屋供暖及原理•现代房屋的制冷与供暖

一般房屋制冷及原理

常规的空调有送风方式空调和冷辐射板空调

冷辐射板常规的送空调需要去除风方式空调的热量除了进需要去除的入到空气中的是进入到空热量外，还包气中的得热括贮存在热表量。面上的热量。

一般房屋制冷及原理

原理

热量

冷凝器

膨胀阀

蒸发器

压缩机

热量

一般房屋供暖及原理

一般房屋的供暖水暖暖气片供暖，也有用空调、地暖采暖的。

一般房屋供暖及原理

集中供暖系统原理

1---热水锅炉2---散热器3---热水管道4---循环水泵5---膨胀水箱

现代房屋的制冷与供暖

•制冷:蒸气压缩式制冷、吸收式制冷、蒸气喷射式制冷

•供暖:集中供暖、地板辐射式采暖、电热膜采暖、家用中央空调系统、分户壁挂式燃气采暖

四、节能建筑

现行建筑节能设计标准对建筑外围护结构热工性能的规定性指标，水平较低，仅仅是实现现阶段节能50％目标的需要，距离舒适性建筑的要求甚远，与发达国家的差距很大。

五、外墙外保温技术

建筑围护结构设计重点是解决夏季建筑的隔热，兼顾冬季保温

目前正在大力开发外隔热保温新型复合材料和外隔热保温材料这一技术，使建筑室内受室外温度的波动影响小，且有利于保护主体结构、避免热（冷）桥的产生，在节能改造上有许多优点，具有很好的应用前景

五、外墙外保温技术

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施工条件

聚苯颗粒浆料外墙保温施工程序及方法聚苯板薄抹灰外墙保温施工程序及方法现场模浇硬泡聚氨酯

六、屋顶绿化现状分析

*我国屋顶花园的现状

我国自60年代起，才开始研究屋顶花园和屋顶绿化的建造技术

*国外屋顶花园的现状

西方发达国家在20世纪60年代以后，相继建造各类规模的屋顶花园和屋顶绿化工程

七、总结

我国目前是世界上第二位的能源生产国和消费国。能源供应持续增长，为经济发展提供了重要的支撑。但我国人均能源拥有量较低，建筑能耗较大，节能尤其重要。建筑围护结构的保温在节能方面起到举足轻重的作用，所以，我们要做好外墙外保温与屋顶绿化，减少空调暖气的使用时间，在建筑物的日常运行中减少能源的使用，为国家节能贡献力量！

参考文献

【1】北京艺高世纪科技股份有限公司。外墙外保温常见技术问答。北京：中国建筑工业出版社，2009.

【2】郑洁，黄炜，找声萍。绿色建筑热湿环境及保障技术。北京：化学工业出版社，2007.

【3】朱颖心。建筑环境学（第二版）。北京：中国建筑工业出版社，2005.

【4】Randall McMullan著；张振南，李溯译。建筑环境学（第5版）。北京：机械工业出版社，2003.

【5】马保国。外墙外保温技术。北京：化学工业出版社，2007.【6】王亦昭，刘雄。供热工程。北京：机械工业出版社，2007.

【7】卢军。建筑环境与设备工程概论（第二版）。重庆：重庆大学出版社，2010.

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