湖南大学
硕士学位论文
夏热冬冷地区节能建筑墙体研究
论文提交日期2005年3月10日
目录
摘要
第1章绪论•.... ..... . . ... ..... ..... ..... .. 1
1. 1建筑节能的重要性
1.1.1能源短缺己经成为制约人类发展的瓶颈•.... ..... ... ... ... ... 2
1. 1. 2我国的能源消耗更加惊人•.... ..... ..... ... ... ... ... 2
1. 1. 3建筑能耗占总能源消耗的很大比重•.... ..... ..... ... 3
1. 1. 4我国建筑能耗与发达国家建筑能耗的对比•.... ..... ... ... ... 3
1. 2我国节能建筑墙体的发展现状与存在的问题•.... ..... ... ... ... ... 4
1. 2. 1发展现状与历程•.... ..... ..... ..... ... ... ... 4
1.2.2存在的问题•.... ..... ..... ..... ..... 5
1. 2. 2. 1对建筑节能工作的重要性和紧迫性认识不足•.... ..... 5
1.2.2.2缺乏相应成熟的高效节能墙体技术产品•.... ..... ... ... 5
1.2.2.3缺乏成熟的墙体节能检测体系••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••…}}}6
1.2.2.4建筑师缺乏完整可操作性强的墙体节能手段••••••••••••••••••••••••…}}}6
1. 3本文研究的目的•.... ..... ..... ..... ... ... ... ... 7
1. 4本文研究的方法与基本框架•.... ..... ..... ... ... ... ... 7
1. 4. 1本文研究的方法•.... ..... ..... ..... ... ... 7
1.4.1.1科学的试验方法•....................................................................7
1. 4. 1. 2图标模型的方法•....................................................................7
1. 4. 1. 3系统分析的方法•....................................................................7
1. 4. 1. 4归纳综合的方法•....................................................................g
1.4.2本文研究的基本框架•.... ..... ..... ..... g
第2章夏热冬冷地区节能建筑墙体的设计方法与过程•.... ..... ... g
2. 1夏热冬冷地区的区域，气候特点•.... ..... ..... ... ... ... ... g
2.1.1夏热冬冷地区范围的界定•.... ..... ..... ... ... ... ... g
2. 1. 2夏热冬冷地区的气候特点•.... ..... ..... ... ... ... .. 10
2. 1. 3夏热冬冷地区的室内热环境•.. .... ..... ..... ... .. 12
2. 1. 4夏热冬冷地区建筑能耗的预测•.... ..... ..... ... ...13
2.1.5夏热冬冷地区实施建筑节能的综合效益分析•.... ..... .. 1 }
2.1.5.1为居民创造宜人的室内热#,:境•..................................................13
2. 1. 5. 2增强业主的投资信心，保持住宅的长远价值•................................13
2. 1. 5. 3减少住宅建筑的能耗，减少运行费用•.........................................14
2. 1. 5. 4促进住宅产业的升级换代•........................................................14
2. 1. 5. 5有利于改善环境质量和保护环境•...............................................14
2. 2节能墙体的设计原理与方法……14
2. 2. 1计算模型……14
2. 2. 1. 1恒定热作用•……15
2. 2. 1. 2周期热作用•.... ..... ..... ..... ... ... .. 15
2.2.2节能建筑设计要点……15
2. 2. 2. 1选择合理的建筑体形和平面形式•.... ..... ... ... ... ... .. 15
2. 2. 2. 2注重围护结构的保温和隔热性能•.... ..... ... ... ... ... .. 16
2.2.2.3充分利用太阳能和自然通风•.... ..... ..... .. 16
2. 3墙体的保温隔热•.... ..... ..... ..... ... ... ... ..‘ 17
2. 3. 1墙体的能耗分析•.... ..... ..... ..... ... ... .. 17
2. 3. 2保温与隔热的区别•.... .... ..... ..... ... .. 18
2. 3. 2. 1传热过程计算方法不同•.... ..... ..... ... ... .. 18
2. 3. 2. 2评价指标不同•.... ..... ..... ..... ... .. 18
2. 3. 2. 3构造措施不同•.... ..... ..... ..... ... .. 18
2. 4节能墙体的设计过程•.... ..... ..... ..... ... .. 18
2. 4. 1确定设计要求•.... ..... ..... ..... ... ... .. 18
2. 4. 2计算保温材料的热阻和热惰性指标•.... ..... ... ... ... ... .. 19
2. 4. 3计算围护结构的传热阻和传热系数•.... ..... ..... 20
2.4.4计算围护结构的平均传热系数• ... ..... ..... ... ... 2 0
2. 4. 5计算围护结构的外墙主体部位的热惰性指标•.... ..... ... ... 2 0
2. 4. 6进行分析比较•.... ..... ..... ..... ... ... ... ... 20
2. 5长沙地区的一个计算实例•.... ..... ..... ..... 21
2. 5. 1计算依据21
2. 5. 2计算过程和验证……21
第3章节能墙体的构造•.... ..... ..... ..... ... ... 24
3. 1墙体保温形式的分类•..........................................................................24
3.1.1单一材料墙•.. ...........................................................................24
3. 1. 2内保温墙•..... ...........................................................................25
3. 1. 3外保温墙•••..............................................................................25
3. 1. 4夹芯保温墙.................................................................................26
3. 1. 5小结•.........................................................................................27
3. 2国内外节能墙体实例分析•.... ..... ..... ... ... ... ... 2 7
3. 2. 1国外的节能墙体•.... ..... ..... ..... ... ... 28
3. 2. 2国内的节能墙体•.... ..... ..... ..... ... ... 29
3. 3节能墙体材料的选择•.... ..... ..... ..... ... .. 32
3. 3. 1结构材料的选择•.. ... ... ... . .... ..... ..... ... ... 3 2
3. 3. 3. 1墙体材料的分类•.... ..... ..... ..... 32
3. 3. 3. 2墙体材料的选用原则•.... ..... ..... ... ... ... 3 3
3. 3. 2保温材料的选择•.... ..... ..... ..... ... 34
3. 3. 2. 1保温材料的分类•.... ..... ..... ..... 34
3. 3. 2. 2保温材料的选用原则•.... ..... ..... ... ... ... 34
3.3.3组合分析•.... ..... ..... ..... ... ... ... ... 3 5
3. 4墙体节能要注意的问题•.................................................................35
3. 4. 1热桥••••••••••••••••••••••••••••••••••.......................................................36
3. 4. 2防潮与结露..............................................................................36
3.4.3防火•.........................................................................................37
3. 4. 4强度与稳定性•..........................................................................38
3. 4. 4. 1热应力•................................................................................38
3.3.4.2风压...38
3. 3. 4. 3地震力•................................................................................38
3. 3. 4. 4国家标准•.............................................................................39
第4章墙体节能系统的保障措施与经济评价•.... ..... ... ... ... 4 0
4. 1保障措施•......................................................................................40
4.1.1规划设计阶段•..........................................................................40
4. 1. 2工程施工阶段................................................. ...................................41
4. 1. 3使用阶段•...................................................................................41
4. 2经济评价•.... ... ... ... ... .. ... ..... ..... ... ... 4 2
4. 2. 1" A”值法•.... ..... ..... ..... ... ... ... ... 4 2
4. 2. 2" A”值法应用实例•.... ..... ..... ..... 4 2
4.2.3综合经济分析•.... ..... ..... ..... ... ... 4 3
第5章墙体节能系统发展前景与展望•.....................................................47
5. 1国外墙体节能系统的发展状态•.... ..... ..... ... ... ... } 7
5. 2夏热冬冷地区节能墙体的发展趋势。... ... ...... ....................... ... ... 49
第6章实例分析•...................................................................................52
6. 1山东建筑工程学院梅园1#生态学生公寓•..................................................52
6. 2南京聚福园...............................,.....................................................53
6. 3德国博览会公司办公楼•..............................................55
结论•.... ..... ..... ..... ..... ..... ... 57
参考文献•.... ..... ..... ..... ..... ... ... ... ... 59
致谢•.... ..... ..... ..... ..... ... ... .. 62
附录A(攻读学位期间所发表的学术论文目录)..... ..... ... ... ... 63
硕士学位论文
夏热冬冷地区节能建筑墙体研究
论文提交日期2005年3月10日
目录
摘要
第1章绪论•.... ..... . . ... ..... ..... ..... .. 1
1. 1建筑节能的重要性
1.1.1能源短缺己经成为制约人类发展的瓶颈•.... ..... ... ... ... ... 2
1. 1. 2我国的能源消耗更加惊人•.... ..... ..... ... ... ... ... 2
1. 1. 3建筑能耗占总能源消耗的很大比重•.... ..... ..... ... 3
1. 1. 4我国建筑能耗与发达国家建筑能耗的对比•.... ..... ... ... ... 3
1. 2我国节能建筑墙体的发展现状与存在的问题•.... ..... ... ... ... ... 4
1. 2. 1发展现状与历程•.... ..... ..... ..... ... ... ... 4
1.2.2存在的问题•.... ..... ..... ..... ..... 5
1. 2. 2. 1对建筑节能工作的重要性和紧迫性认识不足•.... ..... 5
1.2.2.2缺乏相应成熟的高效节能墙体技术产品•.... ..... ... ... 5
1.2.2.3缺乏成熟的墙体节能检测体系••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••…}}}6
1.2.2.4建筑师缺乏完整可操作性强的墙体节能手段••••••••••••••••••••••••…}}}6
1. 3本文研究的目的•.... ..... ..... ..... ... ... ... ... 7
1. 4本文研究的方法与基本框架•.... ..... ..... ... ... ... ... 7
1. 4. 1本文研究的方法•.... ..... ..... ..... ... ... 7
1.4.1.1科学的试验方法•....................................................................7
1. 4. 1. 2图标模型的方法•....................................................................7
1. 4. 1. 3系统分析的方法•....................................................................7
1. 4. 1. 4归纳综合的方法•....................................................................g
1.4.2本文研究的基本框架•.... ..... ..... ..... g
第2章夏热冬冷地区节能建筑墙体的设计方法与过程•.... ..... ... g
2. 1夏热冬冷地区的区域，气候特点•.... ..... ..... ... ... ... ... g
2.1.1夏热冬冷地区范围的界定•.... ..... ..... ... ... ... ... g
2. 1. 2夏热冬冷地区的气候特点•.... ..... ..... ... ... ... .. 10
2. 1. 3夏热冬冷地区的室内热环境•.. .... ..... ..... ... .. 12
2. 1. 4夏热冬冷地区建筑能耗的预测•.... ..... ..... ... ...13
2.1.5夏热冬冷地区实施建筑节能的综合效益分析•.... ..... .. 1 }
2.1.5.1为居民创造宜人的室内热#,:境•..................................................13
2. 1. 5. 2增强业主的投资信心，保持住宅的长远价值•................................13
2. 1. 5. 3减少住宅建筑的能耗，减少运行费用•.........................................14
2. 1. 5. 4促进住宅产业的升级换代•........................................................14
2. 1. 5. 5有利于改善环境质量和保护环境•...............................................14
2. 2节能墙体的设计原理与方法……14
2. 2. 1计算模型……14
2. 2. 1. 1恒定热作用•……15
2. 2. 1. 2周期热作用•.... ..... ..... ..... ... ... .. 15
2.2.2节能建筑设计要点……15
2. 2. 2. 1选择合理的建筑体形和平面形式•.... ..... ... ... ... ... .. 15
2. 2. 2. 2注重围护结构的保温和隔热性能•.... ..... ... ... ... ... .. 16
2.2.2.3充分利用太阳能和自然通风•.... ..... ..... .. 16
2. 3墙体的保温隔热•.... ..... ..... ..... ... ... ... ..‘ 17
2. 3. 1墙体的能耗分析•.... ..... ..... ..... ... ... .. 17
2. 3. 2保温与隔热的区别•.... .... ..... ..... ... .. 18
2. 3. 2. 1传热过程计算方法不同•.... ..... ..... ... ... .. 18
2. 3. 2. 2评价指标不同•.... ..... ..... ..... ... .. 18
2. 3. 2. 3构造措施不同•.... ..... ..... ..... ... .. 18
2. 4节能墙体的设计过程•.... ..... ..... ..... ... .. 18
2. 4. 1确定设计要求•.... ..... ..... ..... ... ... .. 18
2. 4. 2计算保温材料的热阻和热惰性指标•.... ..... ... ... ... ... .. 19
2. 4. 3计算围护结构的传热阻和传热系数•.... ..... ..... 20
2.4.4计算围护结构的平均传热系数• ... ..... ..... ... ... 2 0
2. 4. 5计算围护结构的外墙主体部位的热惰性指标•.... ..... ... ... 2 0
2. 4. 6进行分析比较•.... ..... ..... ..... ... ... ... ... 20
2. 5长沙地区的一个计算实例•.... ..... ..... ..... 21
2. 5. 1计算依据21
2. 5. 2计算过程和验证……21
第3章节能墙体的构造•.... ..... ..... ..... ... ... 24
3. 1墙体保温形式的分类•..........................................................................24
3.1.1单一材料墙•.. ...........................................................................24
3. 1. 2内保温墙•..... ...........................................................................25
3. 1. 3外保温墙•••..............................................................................25
3. 1. 4夹芯保温墙.................................................................................26
3. 1. 5小结•.........................................................................................27
3. 2国内外节能墙体实例分析•.... ..... ..... ... ... ... ... 2 7
3. 2. 1国外的节能墙体•.... ..... ..... ..... ... ... 28
3. 2. 2国内的节能墙体•.... ..... ..... ..... ... ... 29
3. 3节能墙体材料的选择•.... ..... ..... ..... ... .. 32
3. 3. 1结构材料的选择•.. ... ... ... . .... ..... ..... ... ... 3 2
3. 3. 3. 1墙体材料的分类•.... ..... ..... ..... 32
3. 3. 3. 2墙体材料的选用原则•.... ..... ..... ... ... ... 3 3
3. 3. 2保温材料的选择•.... ..... ..... ..... ... 34
3. 3. 2. 1保温材料的分类•.... ..... ..... ..... 34
3. 3. 2. 2保温材料的选用原则•.... ..... ..... ... ... ... 34
3.3.3组合分析•.... ..... ..... ..... ... ... ... ... 3 5
3. 4墙体节能要注意的问题•.................................................................35
3. 4. 1热桥••••••••••••••••••••••••••••••••••.......................................................36
3. 4. 2防潮与结露..............................................................................36
3.4.3防火•.........................................................................................37
3. 4. 4强度与稳定性•..........................................................................38
3. 4. 4. 1热应力•................................................................................38
3.3.4.2风压...38
3. 3. 4. 3地震力•................................................................................38
3. 3. 4. 4国家标准•.............................................................................39
第4章墙体节能系统的保障措施与经济评价•.... ..... ... ... ... 4 0
4. 1保障措施•......................................................................................40
4.1.1规划设计阶段•..........................................................................40
4. 1. 2工程施工阶段................................................. ...................................41
4. 1. 3使用阶段•...................................................................................41
4. 2经济评价•.... ... ... ... ... .. ... ..... ..... ... ... 4 2
4. 2. 1" A”值法•.... ..... ..... ..... ... ... ... ... 4 2
4. 2. 2" A”值法应用实例•.... ..... ..... ..... 4 2
4.2.3综合经济分析•.... ..... ..... ..... ... ... 4 3
第5章墙体节能系统发展前景与展望•.....................................................47
5. 1国外墙体节能系统的发展状态•.... ..... ..... ... ... ... } 7
5. 2夏热冬冷地区节能墙体的发展趋势。... ... ...... ....................... ... ... 49
第6章实例分析•...................................................................................52
6. 1山东建筑工程学院梅园1#生态学生公寓•..................................................52
6. 2南京聚福园...............................,.....................................................53
6. 3德国博览会公司办公楼•..............................................55
结论•.... ..... ..... ..... ..... ..... ... 57
参考文献•.... ..... ..... ..... ..... ... ... ... ... 59
致谢•.... ..... ..... ..... ..... ... ... .. 62
附录A(攻读学位期间所发表的学术论文目录)..... ..... ... ... ... 63
