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1、夏热冬暖地域住宅围护结构隔热构造技术及其效果评价一、夏日建筑热环境状况按照民用建筑热工设计规范GB50176-93,夏日防热要求的重点是围护结构的隔热设计， 评价围护结构隔热性能好坏的主要指标是围护结构内表面温度，即在房间自然通风情况下, 建筑的屋顶和东、西外墙的内表面最高温度，应知足下式要求1：i.maxte.max按此规定，我国酷热地域主要城市夏日气候参数的计算见表1：表1酷热地域主要城市的夏日气象参数地区夏热冬暖地区夏热冬冷地区广州海口厦门福州百色漳州湛江南宁上海长沙重庆南京te.max( )35. 636. 335. 537. 237. 637. 135. 536. 736. 137.
2、 938. 937. 1 (%)838381787980858283757581IH(Wm2 )日总量731875657462756977267781注：te.max为夏日室外计算温度最高值；(%)为夏日室外平均相对湿度；IH(W/m2)为夏日水平方向太阳辐射照度日总量。由上表可知，夏热冬暖和夏热冬冷典型地域的夏日室外计算温度最高值均在35以上。夏热冬暖地域的热湿特点：夏热时间长，高温高湿气候持久，大部份地域每一年从5月上旬 至10月中旬近半年时间温度超过25,相对湿度在60%以上，城市居民普遍在这一区间利 用空调。人体热反映以为2：围护结构内表面温度的最高值若是不超过人体皮肤平均温度，约33
3、35C 较为合理，高于此值，人们将感受到明显的热辐射，尤其在36。C以上，身体的热感极为明 显。因此，该地域居民和办公建筑等无不不吝花费大量电能借助空调降温。空调状况：目前为止，该区建筑设计已完全依照有空调的标准设计，商品住宅的空调安装比 率近100% O城市供电：至1999年12月底，广东省电网的总装机容量达到3033.37万KW,居全国各省市 (区)之首。但2000年6月5日上午全省电力负荷创历史最高记录，高达1417万KW,供 电系统缺额130万KW,迫不得已对20个市采取限电办法。另一方面，空调房间内被称 为空气维生素的负离子浓度减少，引发失眠、易怒和精神紧张等症状，称为“空调病”2。
4、夏热冬暖地域夏日室内热环境不容乐观，对其改善已不仅是解决热舒适问题，更重要的是保 护身体健康和保证正常的工作和学习效率。二.夏日建筑热环境较差的主要原因夏热冬暖地域夏日热环境较差，首先是气候条件所至；其次是通风方案不妥，对于不用空调 的住宅，以持续自然通风为降温主办法，效果不尽如人意；其三是围护结构隔热性能不良。 夏热冬暖地域外墙普遍采用18Omm厚墙，因造价限制，大多数的外墙是采用红砖或灰砂 砖，其热阻值如表2。架空通风屋面虽有必然的隔热效果，到酷热夏天，其内表面最高温度 仍高达39C左右；窗户是隔热的薄弱环节3,空调能耗有一半是通过窗户和阳台门的得热 引发的，目前普遍利用的单层窗的隔热性能
5、和气密性都很差，热阻值见表3,另外，最近几 年来，建筑物窗户面积有增大趋势。表2 18Omm墙热阻比较墙型红砖加气砖墙陶粒砖墙灰砂砖墙多孔砖墙办法规定2A级砖墙热阻值m2KW0. 40. 990. 580. 340. 490.45传热系数W(m2K)2. 51. 011. 722. 942. 042.2表3窗户热阻和传热系数窗型钢、铝塑料办法规定2A级窗单层单框双玻双层单层单框双玻双层热阻值m2KW0.160.26-0.280330.210.37-0.400.430.22传热系数W(m2K)6.253.57-3.853.034.762.52.72.334.5三、建筑节能构造及施工 住宅设计规范
6、GB 50096-1999和广州市住宅设计试行规范规定：夏热冬暖地域住宅 建筑的屋顶和西向外墙应采取隔热办法，西朝向的外窗宜做遮阳处置，但均未对隔热办法做 具体规定，令设计人员难以操作实施。咱们对该地域墙体、屋面及窗的隔热处置做了如下尝 试：1.屋面隔热采用20mm厚聚苯乙烯泡沫板作为屋面隔热层，聚苯乙烯泡沫板重量轻，隔 热与防水效果均好，具体办法详见图一、二。L 20肺烦抄亥 180厚施焕_ 2叫砂浆收平层_40$400X4Oc幅醐碑石30制亥我平（胸）- S15厚酬- 3）廉淡枝平（釉G, 60胸石泡凝土内配媪纵横970 （新加） 砌）_ 50厚五胸礴於（原有）- 3昂嗾枝平（原有）- 1
7、伽用腋瑜歌板（原宜）L 2碑水蝴（原有,缸1：屋面融的造大洋2 .外墙隔热外墙隔热做内隔热,采用400x400隔热棉及铝箔空气间层为隔热层,铝箔质轻且隔热效果好, 对发展轻型墙体很成心义。具体办法详见图一。3 .窗隔热采用单框双层玻璃铝合金窗，外层玻璃为浅绿色吸热玻璃，窗扇平开式，起兜风作用，内层 为低辐射玻璃，推拉式保证室内利用方便（发明专利号：00237895.7） o该窗能有效阻挡 60%的太阳辐射进入室内。墙体及屋面的部份施工步骤见如下图.四、建筑热环境质量实测为了掌握夏热冬暖地域在高温高湿的典型天气下，有、无隔热办法的室内热状况，选取6 月间持续阴雨天气进行测试，因为5、6月是广州降
8、水最集中、暴雨最多的时段，相对湿度 最大，亦是夏日最酷热的初端。被测试的隔热房间采用上述隔热办法。1 .测试时间：2000年6月9 口 9： 30至6月11 口 18:30持续57个小时。2 .测试对象：广州华南理工大学东区教工住宅区一栋九层住宅，该住宅一梯两户，前后楼 间距约07H,住宅现场周围未清理但小区内绿化状况较好，周围树木仅能遮挡到五层，六层 以上无遮挡。本次被测对象为该楼九层两个东（无隔热）、西（有隔热）对称的房间，尚无 人居住，视野开阔。测点布置平面图详见图3。3 .测试仪器 1）数字温度计（WMY-Ol）用于测量室内外空气温度和围护结构表面温度。2）二等水银温度计用于校验数字温
9、度计。时三：住Wf而及1点布寅Efm4.测试内容：测试有、无隔热办法的两个东、西对称房间的空气温度、墙棚内表面温度、室外空气温度等：测 试期间，7： 30-20： 30每隔一小时记录一次；20： 30-6： 30每隔两小时记录一次。五、测试结果分析1.有、无隔热办法的两房间及其对应部位的温度对比分析取6月9日16： 30至6月10日16： 30测试数据绘制如下曲线图：图一隔热房间与非隔弛房间空气度比较6杳品疑令F 6%手心66%用阊空气源IX非隅小房闿空震海度玄外交温度图四表明，同样条件下，同一时距离热房间空气温度均明显比非隔热房间空气温度低，二者 温度转变规律大体相同且前者温度转变曲线较后者
10、平缓。夏热冬暖地域酷热的主要原因之一 是太阳辐射热大且其又使空气温度升高,外围护结构隔热的设计使得白天由室别传向室内的 热量减小,同时室内温度波幅亦减小。由于测试口为阴雨天气,故图中隔热房间空气温度波幅 转变及延迟时间较非隔热房间不甚明显,二者空气温度最高值别离为30.1OC和31.5。C均出此 刻15:30,滞后室外1小时。隔热房间的空气温度平均值为29.2C,非隔热房间的空气温度平均值为30.6C,相差1.4C,隔热效果明显。若为晴天,图中室外气温高于室内气温的时间 段应更长且温差更大,隔热房间温度曲线较非隔热房间应更平缓,温度峰值出现时间应滞后于 非隔热房间且两房间温差更大。图五表明，按
11、照外围护结构外表面受到的日晒时数和太阳辐射强度,水平面最大,故屋顶隔热 极为重要.依据测试对象屋顶构造图,采用了聚苯乙烯泡沫板作为隔热材料,其上再加一层配 筋的细石混凝土,既加大了屋面强度又提高其防水性,如此,在波动的热作用下,当温度谐波传 经至此,波幅减小,增加了屋面热稳定性,同时五角砖的铺设,形成一层封锁空气间层,亦提高了 屋顶的隔热性能。从图上可以看出,有隔热办法的顶棚内表面温度均小于非隔热房间，其温 度平均值为29.57C,非隔热房间其温度平均值为30.38C,相差0.81。=2二三三图六表明，由图所示，有隔热办法的西墙墙体内表面温度均小于无隔热办法的东墙内表面温 度，从而减小了其因辐
12、射和对流传热提高室内温度的作用，亦减小对人体辐射的影响。因在 阴雨天气测试，日照时间短，辐射强度小，故隔热效果较晴天不甚明显。从图上可以看出, 隔热房间墙体内表面温度平均值为29.34C,非隔热房间其温度平均值为3034C,相差 L02C,隔热效果较明显。因无太阳直射,二者温度转变曲线相似,滞后时间不明显。综上所述，有、无隔热办法的两房间温度不同见表4：表4测试结果对比对比内容平均值C峰值室内温度墙体温度顶棚温度室内温度墙体温度顶棚温度隔热房间(关窗)_29. 229. 3429. 5730. 130. 530. 73非隔热房间(关门窗)30. 630. 3630. 3831. 531. 23
13、1. 3差值1. 41. 020. 811. 40. 70. 572.节能分析有、无隔热办法的房间，热工计算参数见表5、表6：表5屋面热工参数隔热屋面非隔热屋面厚度(m)导热系数(WmK)热阻值(m2Kw)厚度(m)导热系数(WmK)热阻值(m2KW)外表面0. 043外表面0. 043水泥沙浆0. 020. 930. 022水泥沙浆0. 020. 930. 022五沙浆0. 020. 930. 022防水聚胺脂油膏0. 0015角网砖间层0. 030. 15水泥沙浆0.020.930.022水泥沙浆0.020.930.022细石混凝土内配筋0. 061. 280. 047现浇钢筋混凝土板0.
14、 101. 740. 057聚苯乙烯泡沫板0. 020. 0420. 476水泥沙浆0. 020. 930. 022沙浆五角砖空气间层0. 020. 930. 022内表面0. 1150. 030. 15水泥沙浆0. 020. 930. 022现浇钢筋混凝土板0. 101. 740. 057水泥沙浆0. 020. 930. 022内表面0. 115总计1. 0030. 997总计2. 3260. 43表6墙体热工参数隔热墙体非隔热墙体厚度(m)导热系数(WmK)热阻值(m2Kw)厚度(m)导热系数(WmK)热阻值(m2Kw)外表面0. 043外表面0. 043石膏板0. Ol0. 330. 0
15、30水泥沙浆0. 020. 930. 022铝箔空气层0. Ol0. 22灰砂砖0. 181. 10. 164隔热棉(400x400)0. 040. 0321. 25水泥沙浆0. 020. 930. 022水泥沙浆0. 020. 930. 022内表面0. 115灰砂砖0. 181. 10. 164水泥沙浆0. 020. 930. 022内表面0. 115总计0. 6491. 54总计2. 740. 365依据商品住宅性能认定管理办法(简称办法)，该隔热房间和非隔热房间知足夏热 冬暖地域3 A标准的情况如表7o表7热物性参数热阻值m2KW传热系数W/ (m2K)构件隔热 非隔热3 A标准隔热非隔热3 A标准墙体1. 54 0. 3650. 46 0. 652. 742. 2屋 面0. 997 0. 430. 67 1. 002. 331. 5结论 合格不合格合格不合格参加单位及人员：华南理工大学建筑学院建筑节能与DeST研究中心：孟庆林、刘亚广州市建筑科学研究院：任俊广州市墙改与节能办公室：杨树荣 惠州市建筑工程质量监督查验站：李洪海时间:2021年4月
