7.3.1
在木(金属)骨架组合围护结构、金属夹芯围护结构中大量采用矿棉、岩棉、玻璃棉等松散多孔保温材料,在围护结构水蒸气分压高的一侧设置隔汽层是防止围护结构内部冷凝受潮的一种有效措施。对于我国部分寒冷地区(如北京、西安等)、夏热冬冷地区建筑有采暖、空调功能的需求,但冬季水蒸气渗透量要远大于夏季水蒸气渗透量,因此,应按采暖建筑围护结构设置隔汽层。
7.3.2
对于经验算必须设置隔汽层的围护结构应采取施工措施和构造措施。设置隔汽层是防止结构内部冷凝受潮的一种措施,但有其副作用,即影响结构的干燥速度。因此,可不设隔汽层的就不设置;当必须设置隔汽层时,对保温层的施工湿度要严加控制,避免湿法施工。在墙体结构中,在保温层和外侧密实层之间留有间隙,以切断液态水的毛细迁移,对改善保温层的湿度状况是十分有利的。对于卷材屋面,采取与室外空气相连通的排汽措施,一方面有利于湿气的外逸,对保温层起到干燥作用,另一方面也可以防止卷材屋面的起鼓。
7.3.4
室内地面面层防潮是不可忽视的问题,对于有架空层的住宅一层地面来讲,地板直接与室外空气对流,其他楼面也因建筑非集中连续采暖和空调,相邻房间也可能与室外直接相通,相当于外围护结构,应进行必要的保温或隔热处理。即冬季需要暖地面,夏季需要冷地面,而且还要考虑梅雨季节由于湿热空气而产生的凝结。
7.3.5
对于严寒、寒冷地区,冬季结露问题至关重要,保温材料不做隔汽处理的话,会导致保温材料在冬季变得潮湿,大大降低其保温效果,并且隔汽层应布置在保温材料的室内侧,阻止室内的凝结水,如果布置到了室外侧,就完全没有任何效果了,隔汽密封空间的周边如果密封不严密,就不能有效的隔离室内热湿空气,同样也会造成保温材料潮湿,并可能导致面板背面和金属材料结露。
对于夏热冬冷地区,冬季结露问题虽然没有寒冷、严寒地区严重,但是现在建筑的热工性能都有所提高,也会导致冬季室内外温差较大,特别是室内湿度比较大的公共建筑,也就会导致结露问题变得严重了,因此建议根据工程的实际情况,尽量也做隔汽设计。
7.3.6
围护结构两面出现温差时,在围护结构中将出现温湿度的重分布,出现水蒸气渗透与液态水分的反向迁移,使高温方向的水蒸气和低温方面的液态水都有减少的趋势,当围护结构中蒸汽水的迁移与液态水的反向迁移得到平衡时,围护结构中的湿度完成了重新分配。所以,防潮设计就是在围护结构中被保护的材料层的两边创造较低的湿度,此材料层才能有较低的平衡湿度。因此,可以根据如下措施获得:
其一是在保温层的高温一边采用隔蒸汽层以消除水蒸气从高温方面进入保温层中,其二是在低温一边采用空气层以产生较低的相对湿度。这两个措施能够保证保温层保持较低的平衡湿度。
前一措施是传统的,基于蒸汽渗透理论而设立的,但并没有完全解决问题。热绝缘材料难免受潮,液态水尚可在低温侧产生并侵润入保温材料中。
在低温侧布置空气层,首先斩断了保温层与其他材料层的联系,斩断了液态水的迁移通路。同时,空气层的高温边造成相对湿度较低的空气边界环境,用它来保证与它接触的材料干燥,将进入热绝缘层中的水蒸气引到此空气层低温侧表面凝结或结霜,控制热绝缘层处于较低湿度而不受潮。
分类:条文说明
7.2 表面结露验算
7.2.1
在围护结构自身热阻的作用下,当室内计算条件一定时,只有当室外空气温度低于某一特定的值时,围护结构内表面温度才有可能低于室内空气露点温度,存在表面结露的风险。因此,可以确定出无需进行内表面结露验算的范围,以简化结露验算设计。在建筑围护结构常用材料中,由于钢筋混凝土的导热系数较大,条文中规定需要进行表面结露验算的室外计算温度临界值是按照160mm厚钢筋混凝土为例计算确定的。
7.1 内部冷凝验算
7.1.1
冬季采暖建筑通常室内温、湿度高于室外环境,外围护结构受到室内热湿作用,热量和水蒸气经围护结构流向室外,若围护结构内侧构造层为蒸汽渗透系数较大的材料(如加气混凝土和黏土砖等多孔材料),当建筑物室内外存在水蒸气分压力差时,室内水蒸气会进入围护结构内部,如果围护结构外侧有卷材或其他密闭防水层的屋顶结构,以及保温层外侧有密实保护层或蒸汽渗透系数较小的保温层的多层墙体结构时,进入围护结构的水蒸气由于受外侧有密实保护层或蒸汽渗透系数较小的围护结构的阻碍,水蒸气无法穿透围护结构,内部可能出现湿累积问题,会发生冷凝受潮现象,故应进行屋顶、外墙的内部冷凝验算。
7.1.2
材料的耐久性和保温性与其潮湿状况密切相关。湿度过高会明显降低其机械强度,产生破坏性变形。同时,湿度过高会使材料的保温性能显著降低。因此,对于一般采暖建筑,虽然允许结构内部含有一定的水分,但是为了保证材料的耐久性和保温性,材料的湿度不得超过一定限度。允许增量系指经过一个采暖期,保温材料重量湿度的增量在允许范围之内,以便采暖期过后,保温材料中的冷凝水逐渐向内侧和外侧散发,而不致在内部逐年积聚,导致湿度过高。关于保温材料重量湿度允许增量值的规定,本规范在国家标准《民用建筑热工设计规范》GB
50176-93的基础上增加了近年来建筑领域广泛使用的材料。
通过对不同含水率下保温材料导热系数的变化研究,可以认为材料在含水率小于本规范表7.1.2中的规定值时,导热系数的变化对围护结构的热工性能影响较小,因此,将材料的含水率按本规范第7.1.2条中的规定值控制。
7.1.3
关于围护结构中冷凝计算,近年来在建筑传热传湿的研究领域获得了大量的研究成果,但这些成果都有一定的局限性还不够系统、完整,同时也缺乏必要的材料湿物理性能计算参数,故冷凝计算仍沿用国家标准《民用建筑热工设计规范》GB
50176-93的方法。这是以稳定条件下纯蒸汽扩散过程为基础提出的冷凝受潮分析方法。从理论上讲,此法是不尽合理的,没有正确地反映材料内部的湿迁移机理,但从设计应用的角度考虑,采用此法较为简单和偏于安全。所以在尚未提出一种理想的方法以前,从设计应用的角度考虑,采用此法较为稳妥。
围护结构中冷凝计算与验证的判别方法如下:
1)根据室内外空气的温湿度确定水蒸气分压Pi和Pe,然后根据公式(7.1.3)计算围护结构各层的水蒸气分压P分布曲线,设计中将采暖期室外平均温度和平均相对湿度作为室外计算参数;
2)根据室内外空气的温度ti和te,确定各层的温度分布曲线,同时应按本规范表B.8的规定确定饱和水蒸气分压Ps分布曲线;
3)根据围护结构内水蒸气分压P曲线和饱和水蒸气分压Ps曲线相交与否来判断围护结构内部是否会发生冷凝;若相交,则内部有冷凝发生。
6.3 门窗、幕墙、采光顶
6.3.1
夏季室内外温差与冬季相比要小,透光围护结构夏季隔热主要是控制太阳辐射进入室内。因此,本条规定了需要考虑夏季隔热的各气候区透光围护结构隔热性能(即:透光围护结构太阳得热系数与夏季建筑遮阳系数的乘积)宜满足的要求。其中:透光围护结构太阳得热系数的计算应采用夏季计算条件,建筑遮阳系数应采用夏季时段的结果。
6.3.3
保温性能好的玻璃未必遮阳性能就优良。比如普通的透光中空玻璃,其传热系数可以达到2.8W/(m2·K)左右,遮阳系数值也较高;单片绿色玻璃传热系数高达5.7W/(m2·K),但是其遮阳系数值较透明中空玻璃大幅降低。对于夏季,透光围护结构的隔热以遮阳隔热为主,因此从玻璃遮阳隔热的角度来看,着色玻璃、遮阳型单片Low-E玻璃、着色中空玻璃、热反射中空玻璃、遮阳型Low-E中空玻璃更加合适,建议不要使用普通的透光中空玻璃。
6.3.4
建筑遮阳的目的在于防止直射阳光透过玻璃进入室内,减少阳光过分照射加热建筑室内,是门窗隔热的主要措施。由于太阳的高度角和方位角不同,投射到建筑物水平面、西向、东向、南向和北向立面的太阳辐射强度各不相同。夏季,太阳辐射强度随朝向不同有较大差别,一般以水平面最高,东、西向次之,南向较低,北向最低。但我国幅员辽阔,有部分地区处于北回归线以南,该部分地区夏季北向也会有较大的太阳辐射,也该予以一定的关注。为此,建筑遮阳设计、选择的优先顺序应根据投射的太阳辐射强度确定,所以设计应进行夏季太阳直射轨迹分析。
透过窗户进入室内的太阳辐射热,是夏季室内过热和空调负荷的主要原因。设置遮阳不仅要考虑降低空调负荷,改善室内的热舒适性,减少太阳直射;同时也需要考虑非空调时间的采光以及冬季的阳光照射需求。
6.3.5
在玻璃幕墙、石材幕墙、金属板幕墙等各种幕墙构造背后添加保温材料之后,都属于非透光幕墙,在计算时都是当做墙体进行热工计算。如果背后添加的保温材料的热阻不小于1.0(m2·K)/W,再考虑幕墙本身的热阻,也就是基本保证此非透光幕墙构造的传热系数不大于0.7W/(m2·K),基本能满足隔热要求。如果室内侧还有实体墙,隔热效果就更好了。
6.2 屋 面
6.2.1
本条为强制性条文。把屋面内表面最高温度作为控制围护结构隔热性能的强制性条文给予规定,是由于屋面所受到的太阳辐射比外墙更大,而且屋面内表面的表面放热系数还小于外墙内表面,屋面的内表面温度比外墙的内表面温度更难控制。在气候相同条件下屋面内表面平均辐射温度大于外墙内表面平均辐射温度,对室内热环境影响更大,所以将屋面的内表面最高温度限值在外墙基础上提高了0.5℃。
6.2.3
所提出的几种屋面隔热措施,经测试和实际应用证明行之有效。有些措施隔热效果显著,但应注意因地制宜,适当采用,如通风屋面中的导风檐口,宜在夏季多风地区采用;蓄水屋面和植被屋面,使用时应加强管理等。
6.2.4
为了保证种植屋面的隔热效果,避免屋面出现较大的热应力差,对屋面未覆土部分的热工性能作出了规定。
6.2.5
绿化屋面进行计算时应加入植被层和种植覆土等的附加热阻。热容方面,植被层可以假设为零,土层表面蒸发的作用归入植被层的附加热阻中。
植被层的可选植物丰富,各种植被层的作用有差别,并且不一定覆盖整个屋面,因此屋面绿化植被层的附加热阻采用各种植被层的附加热阻按面积加权平均计算。各种植被层的附加热阻分冬、夏两季考虑。冬季植物处于休眠状态,植被层有减少种植层表面空气流动的作用,夏季植被层的隔热效果主要受植被冠层茂密程度的影响。本规范附录B表B.7.1是根据植被特征、种植情况和茂密程度给出附加热阻参考值,其中佛甲草种植屋面的附加热阻是根据热工测量得出。
种植构造层包括种植土层、过滤层、排(蓄)水层等,应分别计算各层热阻。根据现行行业标准《种植屋面工程技术规程》JGJ
155,应用于屋面绿化的种植土有两类:改良土(湿密度为750kg/m3~1300kg/m3,有效水分为37%)和无机复合种植土(450kg/m3~650kg/m3,有效水分为45%)。分别取两类土的样品材料,测量其含水量符合要求的材料导热系数和蓄热系数,作为本规范附录B表B.7.2-1中夏季参考值。考虑到南方地区冬季降雨的影响,雨水进入土层后会使屋面热损失增加30%左右,种植土的导热系数用1.2进行修正。常用的排(蓄)水层材料有两类:塑料排(蓄)水板和陶粒,本规范附录B表B.7.2-2给出了相应的热工参数值。其中凹凸型排(蓄)水板与屋面形成空气层,具有空气层热阻,陶粒按30%含湿量给出导热系数和蓄热系数参考值。
6.1 外 墙
6.1.1
本条为强制性条文。建筑围护结构隔热性能是体现建筑和围护结构在夏季室外热扰动条件下的防热特性最基本的指标。主要是指外围护结构在室外非稳态热扰动条件下抵抗室外热扰动能力的一种特性,通常采用外围护结构内表面温度,以及温度波和热流波在围护结构中传播时的衰减和延迟特性来表示。
在我国南方地区夏季屋面外表面综合温度会达到60℃以上,西墙外表面温度达50℃以上,围护结构外表面综合温度的波幅可超过20℃,在这种强波动作用下,会造成围护结构内表面温度出现较大的波动,使围护结构内表面平均辐射温度大大超过人体热舒适热辐射温度,直接影响室内热环境的好坏和建筑能耗的大小。因此,把建筑外围护结构内表面最高温度作为控制围护结构隔热性能最重要的指标用强制性条文给予规定。
衰减与延迟也是体现围护结构隔热性能特性的基本指标,主要影响到围护结构内表面温度的波幅大小和峰值出现的时间,它与围护结构材料热物性和构造形式有关。在围护结构热阻相同的条件下,围护结构材料的热物性和构造形式不同,衰减倍数与延迟时间是不同的。由于其热过程机理和计算过程也比较复杂,在工程中评价围护结构的防热特性时,没有围护结构内表面温度对室内热环境的影响大。从工程应用的角度出发,本规范把衰减与延迟作为评价围护结构隔热性能特性的主要指标,但未作为强制性条文给予规定。
由于围护结构材料的热物性和构造形式不同,围护结构所体现出的隔热特性也不同。在我国夏热冬冷和夏热冬暖地区,无论是自然通风、连续空调还是间歇空调,热稳定性好的厚重围护结构与加气混凝土、混凝土空心砌块以及金属夹芯板等热稳定性差的轻质围护结构相比,外围护结构内表面温度波幅差别很大。规范编制组通过计算分析和实验、工程现场测试,在热阻相同条件下(0.52m2·K/W),连续空调室内温度为26℃时,实心页岩砖外墙内表面温度波幅值为1℃以内,加气混凝土外墙内表面温度波幅为2.0℃以上,金属夹芯板外墙内表面温度波幅为3.0℃以上。可以看出在热阻相同条件下,轻质围护结构比重质围护结构抵抗室外热扰动能力要差得多,所以对轻质围护结构内表面最高温度比重质围护表面最高温度的限值要宽松。
在《民用建筑热工设计规范》GB
50176-93中,隔热设计将围护结构内表面最高温度低于当地夏季室外计算温度最高值作为评价指标,相当于在自然通风条件下240mm实心砖墙(清水墙,内侧抹20mm石灰砂浆)的隔热水平。随着经济水平的发展和国家对建筑节能工作的重视,240mm砖墙的隔热水平远远达不到今天节能建筑墙体的热工性能,而且越来越多的建筑采用了空调方式进行室内环境的控制,这些情况都与30多年前发生了根本性的改变。但自然通风条件下围护结构隔热性能同样重要,尤其在评价被动建筑热性能时具有重要的作用,在南方还有许多建筑利用自然通风来改善室内热环境。因此,本规范采用自然通风和空调两种工况条件下来评价围护结构的隔热性能。
随着计算流体动力学技术的发展,虽然在传热计算上有得天独厚的优势,在自然通风状态下,对建筑物室内、外的换热这样一个耦合换热过程分析已经能够做到比较准确的数值计算。但在实际计算过程中,面临着边界条件参数难以确定等问题,而且对于建筑设计人员来讲掌握计算流体动力学分析也是一件复杂的工作。所以本规范提出了在给定边界条件下围护结构隔热性能的评价方法。
本规范表6.1.1给出了隔热设计的评价标准,评价仅围绕围护结构本身的隔热性能,只反映出围护结构固有的热特性,而不是整个房间的热特性。分别按空调房间还是自然通风房间给出不同的设计限值。具体评价标准的基准条件是外墙的两侧分别给定空气温度及变化规律,即外墙外表面为当地的夏季最热月典型日的逐时室外综合温度,自然通风房间外墙内侧空气温度平均值比室外空气温度平均值高1.5℃、波幅小1.5℃;空调房间外墙内侧空气温度为固定的26℃。由于围护结构重质与轻质对热稳定性影响很大,所以分别对重质围护结构和轻质围护结构的内表面最高温度作出不同的标准规定。
6.1.3
所提出的几种外墙隔热措施,是工程中普遍采用、经测试和实际应用证明行之有效的。有些措施隔热效果显著,但应注意使用条件,如墙面垂直绿化及淋水墙面,使用时应加强管理。
5.3 门窗、幕墙、采光顶
5.3.1
该条规定了各个气候区建筑门窗、玻璃幕墙、采光顶的保温性能(传热系数)宜达到的最低要求以及是否需要进行抗结露验算。其中对门窗、玻璃幕墙传热系数的要求是按照基本不结露的原则而确定的。需要明确的是:为了保证室内基本的热舒适要求,本条是对一栋建筑中所有门窗传热系数的限值要求,不是各朝向的平均门窗传热系数,也就避免了建筑节能设计时进行权衡判断而导致出现保温性能太差的外门窗。
由于“建筑遮阳系数”规定了其计算是“在照射时间内”。因此,当严寒、寒冷A、温和地区不需要考虑夏季隔热时,本条对其门窗、幕墙、采光顶的冬季综合遮阳系数规定了最小值,以保证这些地区建筑的冬季日照不受影响。
5.3.2
现行行业标准《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》JGJ/T
151中将门窗、幕墙的热工计算方法都进行了详细规定,并已经在幕墙门窗行业得到广泛应用。本规范附录C第C.5节和第C.6节根据现行行业标准《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》JGJ/T
151给出了透光和非透光的门窗、幕墙的传热系数计算公式,以及门窗、玻璃幕墙的抗结露验算方法。
5.3.3
严寒、寒冷地区的门窗应以保温为主,门窗的保温性能主要受窗框、玻璃两部分热工性能的影响,以窗框材料来看,木窗、塑料窗的保温性能明显优于铝合金门窗,如果采用中空玻璃,传热系数一般可以达到2.0W/(m2·K)~2.5W/(m2·K)。铝木复合门窗、铝塑复合门窗、钢塑复合门窗是在木窗、金属窗的基础上发展起来的,保温性能一般是在2.8W/(m2·K)以下,基本能满足严寒、寒冷地区的热工要求。普通的铝合金窗框保温性能较差,一般是10W/(m2·K)以上,做了断热处理之后,框的传热系数基本可做到4.0W/(m2·K)~5.0W/(m2·K),使用中空玻璃之后,断热铝合金门窗的传热系数一般在2.5W/(m2·K)~3.5W/(m2·K)之间,在寒冷地区比较适用,但是对于严寒地区就很难满足要求,因此建议严寒地区建筑采用断热金属门窗时宜采用双层窗。对于夏热冬冷地区、温和A区,也有一定的保温要求,因此建议设计时综合考虑,宜采用保温性能较好的门窗,不宜直接采用单片玻璃窗。夏热冬暖地区、温和B区一般无特别的保温要求。
5.3.4
与本规范第5.3.3条类似,对于严寒地区应加强保温,幕墙应使用断热构造或断热铝合金型材,进一步提高幕墙系统的保温性能,同时减少型材处的结露问题。对于非透光部分的幕墙,在设计时是作为墙体来要求其热工性能,因此使用高效保温材料,技术易实现,成本也低,并且能达到很好的保温效果,提高建筑的整体热工性能。幕墙与主体结构之间的连接部位、跨越室内外的金属构件是幕墙传热的薄弱部位,应进行保温处理,不要形成热桥,导致冬季结露。
5.3.5
根据本规范附录表C.5.3-3的数据,中空玻璃的保温性能远远优于单片玻璃,单片普通玻璃传热系数在5.5W/(m2·K)~5.8W/(m2·K),单片Low-E玻璃可达到3.5W/(m2·K)左右,以12mm气体层为例,普通中空玻璃可以达到2.8W/(m2·K)左右,Low-E中空玻璃可以达到1.8W/(m2·K)左右,充氩气的中空玻璃可以达到1.4W/(m2·K)左右,三层双中空的Low-E中空玻璃可以达到1.0W/(m2·K)~1.4W/(m2·K),真空玻璃更是可以降低到0.4W/(m2·K)~0.6W/(m2·K)。对于保温要求较高的建筑,所使用的门窗、玻璃幕墙、采光顶应当考虑气候区、建筑热工设计等综合要求,选择合适的玻璃系统,以提高整体的保温性能。
对于保温性能优良的中空玻璃,如果搭配了“暖边”中空玻璃间隔条,可减少玻璃与框结合部位的结露问题,并且进一步降低门窗、幕墙的整体传热系数。
5.3.6
门窗、玻璃幕墙周边与墙体或其他围护结构连接处,如果不做特殊处理,易形成热桥,对于严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区、温和A区来说,冬季就会造成结露,因此要求对这些特殊部位采用保温、密封构造,特别是一定要采用防潮型保温材料,如果是不防潮的保温材料在冬季就会吸收了凝结水变得潮湿,降低保温效果。这些构造的缝隙必须采用密封材料或密封胶密封,杜绝外界的雨水、冷凝水等影响。
5.3.7
现在有一些大型的公共建筑大量使用双层幕墙,但是如果使用的形式不合适,反而会对室内热环境产生不利影响。在这里提出建议,严寒、寒冷地区可采用空气内循环双层幕墙。
夏热冬冷地区由于在过渡季节有自然通风要求,夏季双层幕墙的隔热作用不大,因此这一地区不宜采用双层幕墙。
5.1 墙 体
5.1.1
原规范保温设计指标是围护结构的最小传热阻。在最小传热阻计算中除了跟室内外计算温度、表面换热阻相关外,主要受室内空气与围护结构内表面之间的允许温差控制。随着国家经济、技术水平的提高,原保温设计仅保证围护结构内表面不结露的标准偏低。因此,本规范将设计目标确定为不结露和基本热舒适两档,设计时可根据建筑的具体情况酌情选用。
与原规范中采用最小传热阻作为非透光围护结构保温设计的指标不同,本规范中将内表面温度与室内空气温度的温差作为设计指标。这样,既明确了不同限值的设计目标;也可以与隔热设计的控制指标统一起来。
在基本热舒适条件下,围护结构不同部位与室内空气温度的温差限值的确定参照了ASHRAE55-2004中的相关内容。
5.1.4
在按照围护结构的密度确定密度修正系数ε1时,对于内保温、外保温和夹心保温体系,应按扣除保温层后的构造计算围护结构的密度;对于自保温体系,应按围护结构的实际构造计算密度。
当围护结构构造中存在空气间层时,若空气间层完全位于墙体(屋面)材料层一侧时,应按扣除空气间层后的构造计算围护结构的密度;否则应按实际构造计算密度。
4.4 防潮设计
4.4.1
建筑围护结构在使用过程中,当围护结构两侧出现温度与湿度差时,会造成围护结构内部温湿度的重新分布。若围护结构内部某处温度低于了空气露点温度,围护结构内部空气中的水分或渗入围护结构内部的空气中的水分将发生冷凝。因此,应防止水蒸气渗透进入围护结构内部,并控制围护结构内部不产生冷凝。
4.4.3
建筑无论是自然通风,还是在采暖或空调条件下,当空气中水蒸气接触围护结构表面时,只要表面温度低于空气露点温度,便会有水析出,表面发生凝结,使围护结构受潮,因此,外围护结构内表面温度不应低于室内空气露点温度。
外围护结构容易发生内表面结露的情况主要有两种,北方冬季热桥的内表面和南方过渡季围护结构的内表面。
围护结构的热桥部位系指嵌入墙体的混凝土或金属梁、柱,墙体和屋面板中的混凝土肋或金属件,装配式建筑中的板材接缝以及墙角、屋面檐口、墙体勒脚、楼板与外墙、内隔墙与外墙连接处等部位。这些部位保温薄弱,热流密集,内表面温度较低,可能产生程度不同的结露和长霉现象,影响室内卫生条件和围护结构的耐久性。设计时,应对这些部位的内表面温度进行验算,以便确定其是否低于室内空气露点温度。
南方过渡季节,当室外温度快速升高、湿度接近饱和时,由于围护结构的内表面温度略低于空气温度,当室外高温、高湿的空气与围护结构内表面接触时,也会发生表面结露现象。设计时,也应当采取合理的措施,避免发生结露。
4.4.5
围护结构的受潮除了直接被雨(水)浸透外,从建筑热工角度来讲,围护结构内部冷凝、围护结构表面结露和泛潮是建筑防潮设计时应考虑的主要问题。围护结构受潮会降低材料性能、滋生霉菌,进而影响建筑的美观、正常使用,甚至使用者的健康。本条仅给出了围护结构防潮设计的基本原则,在围护结构防潮设计过程中,为控制和防止围护结构的冷凝、结露与泛潮,必须根据围护结构使用功能的热湿特点,针对性的采取防冷凝,防结露与防泛潮等综合措施。
4.4.6
在我国长江中、下游夏热冬冷地区春夏之交季节,夏热冬暖沿海地区初春季节,由于气候受热带气团控制,湿空气吹向大陆且骤然增加,房间在开窗情况下,较湿的空气流过围护结构内表面,当围护结构内表面温度低于室内空气露点温度时,就会在外墙内表面、地面上产生结露现象,俗称泛潮。例如在我国长江中、下游以南的夏热冬冷地区,在五六月间的梅雨季节,华南沿海地区初春季节的回南(潮)天应关闭通风口和外窗,减少潮湿空气进入室内,提高建筑围护结构内表面温度,降低室内空气湿度,减少室内表面结露。同时,在可能出现返潮现象的部位应采取适当措施以减少返潮对围护结构带来的危害。
4.3 防热设计
4.3.1
建筑外围护结构包括屋顶、外墙和外窗等。夏季室内热环境的变化主要是室外气温和太阳辐射综合热作用的结果,外围护结构防热能力越强,室外综合热作用对室内热环境影响越小,不易造成室内过热。围护结构内表面温度是衡量围护结构隔热水平的重要指标,夏季内表面温度太高,易造成室内过热,影响人体健康。应把围护结构内表面温度与室内空气温度的差值控制在规范允许的范围内,防止室内过热,保持室内舒适度要求。
建筑热工设计主要任务之一,是要采取措施提高外围护结构防热能力。对屋面、外墙(特别是西墙)要进行隔热处理,应达到防热所要求的热工指标,减少传进室内的热量和降低围护结构的内表面温度,因而要合理地选择外围护结构的材料和构造形式。最理想的是白天隔热好而夜间散热又快的构造形式。自然通风是排除房间余热,改善室内热湿环境的主要途径之一。要合理设计围护结构热工参数,要有利于房间的通风散热。
4.3.2
本条规定主要是根据建筑热工设计的实际需要,以及与现行有关标准规范相协调。隔热与夏季的室外温度、太阳辐射密切相关。夏热冬暖地区和夏热冬冷地区最热月平均气温在25℃~30℃之间,太阳辐射强烈,例如夏热冬暖和夏热冬冷地区夏季实测屋面外表面温度南京可达62℃,武汉64℃、重庆61℃、广州60℃、南宁60℃以上,西墙外表面温度南京可达51℃,武汉55℃、重庆56℃、广州52℃、南宁54℃以上,建筑设计应采取防热措施,尽量降低室外温度和太阳辐射对室内热环境影响。寒冷地区许多城市夏季最高温度都超过35℃,太阳辐射也很强烈,
围护结构外表面亦可达50℃以上,建筑设计时也应适当兼顾夏季防热。
4.3.3
在当前我国技术经济条件和能源短缺的形势下,建筑设计采取被动式节能方式符合国情和“节能减排”方针。实践证明,采用有利于防热的建筑总平面布置与形体设计、自然通风、建筑遮阳、围护结构隔热和散热、环境绿化、被动蒸发、淋水降温等综合性的技术措施,可以取得很好的防热效果,降低建筑空调能耗。
4.3.4
我国位于北半球,建筑采用南北向或接近南北向,充分利用夏季盛行东南风和西南风的气候条件,结合良好的建筑平、立面设计和门窗设置,可以增强室内外自然通风,提高室内环境质量,并缩短建筑空调降温时间。
4.3.6
在夏季,当有太阳辐射时,采用浅色饰面材料的建筑屋面和外墙面,能反射较多的太阳辐射热,从而能降低空调负荷和自然通风时的内表面温度;当无太阳辐射时,它又能把屋面和外墙内部所积蓄的太阳辐射热较快地向外天空辐射出去,因此,围护结构采用浅色饰面对降低夏季空调耗电量和改善室内热环境都起着重要作用。在夏热冬暖地区非常适宜采用这个技术。夏热冬冷地区浅色饰面建筑物的冬季采暖能耗会有所增大,但与夏季空调能耗综合比较,突出的矛盾仍是在夏季。
屋面绿化、涂刷隔热涂料、遮阳是解决屋面隔热问题非常有效的方法。绿化屋面可以降低内表面的温度,而且使昼夜温度稳定;涂刷隔热涂料,可以反射大量的太阳辐射,屋面遮阳可以有效遮挡太阳辐射,降低屋面外表面温度,减少热量进入室内,改善室内热环境。
4.3.8
窗户是建筑围护结构中热工性能最薄弱的构件。透过窗户进入室内的太阳辐射热,构成夏季室内空调的主要负荷。建筑各立面朝向中,东、西向易受太阳直射,因此东、西向建筑外墙面和外窗(透光幕墙)设置外遮阳,是减少太阳辐射热进入室内的十分有效措施。外遮阳形式多种多样,如结合建筑外廊、阳台、挑檐遮阳,外窗设置固定遮阳或活动遮阳等。随着建筑节能的发展,遮阳的形式和品种越来越多,各地可结合当地条件加以灵活采用。
4.3.9
房间的天窗和采光顶位于太阳辐射最大的朝向,应采取活动式遮阳即满足采光需要也防止室内过热,但即便是设置了遮阳的天窗或采光顶,在外侧半球空间的散射辐射和内侧集聚的高温空气作用下,天窗或采光顶构件的温度高于室内表面温度对室内产生热辐射,所以应采取设置通风装置或开设天窗等措施排除天窗顶部的热空气,设置淋水、喷雾装置降低天窗和采光顶的温度,以降低天窗或采光顶表面对室内环境的热辐射作用。
4.3.10
电扇调风是指利用房间设置的吊扇、壁扇、摆扇等调节室内风场分布状态,弥补自然通风不稳定缺陷,以风速补偿作用提高室内环境热舒适度。采用电扇调风是传统建筑自然通风状态下改善室内热环境提高热舒适的一种有效措施,也是节约空调能耗的有效措施,在欧美、日本等发达国家以及东南亚地区应用较为普遍,因此南方地区民用建筑在没有特殊要求的房间宜设置电扇。