建筑构造技术.pdf

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1、建筑构造技术专题综述内容提要：分夏热冬冷地区保温隔热构造、玻璃幕墙构造、太阳能利用构造三个专题进行论述研究，并通过案例，分析了解建筑构造技术。关键词：建筑构造保温隔热玻璃幕墙太阳能利用一夏热冬冷地区保温隔热构造1.建筑热工概述围护结构保温、隔热的主要目的是改善其热工性能，保证室内冬季和夏季基本的热环境要求，节约采暖和空调能耗。我国幅员辽阔，南北跨越热、温、寒几个气候带，从建筑热工设计考虑，分为五个区域，分别为：严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区以及温和地区。苏州位于夏热冬冷地区，对建筑保 温 隔 热要 求 较高。根据民用建筑热工设计规范和民用建筑节能设计标准等有关标准规范要求，建筑

2、物的外墙、屋顶、门窗和地面等，应采取保温、隔 热构 造 措施。围 护 结 构 基本围护结构的保温性能，通常指在冬季条件下，围护结构阻抗 从 室 内向 室 外传热的能力。围护结构包括外墙、屋顶、门窗和地面等，其传热主要通过对流、传导和热辐射三种方式进行。通过围护结构的传热需经过三个过程：吸热、传热和散热。吸热是指外围护结构的内表面从室内空气中吸收热量的过程。传热是指在围护结构内部由高温向低温一侧传递热量的过程。散热则是指围护结构的外表面向低温的空间散发热量的过程。围护结构本身的传热过程，与围护结构本身的材料结构有关。对实体材料层，则以导热为主；对空气层，一般以辐射和对流传热为主。围护结构的传热阻

3、、传热系数、热阻和热惰性指标，是建筑热工设计计算的重要依据。其中，围护结构传热阻和传热系数成反比，热惰性指标与热阻成正比。围护结构热阻的计算与材料的导热系数和材料层厚度有关。材料的导热系数 是衡量材料热工性能的重要指标。其物理意义是指在稳定传热条件下，1M 厚的材料，两侧表面的温差为1（K）,在 1 小时内，通过 1 面积传递的热量。导热系数与材料的组成结构、密度、含水率、温度等因素有关。非晶体结构、密度较低的材料，导热系数较小。材料的含水率、温度较低时导热系数较小。了解围护结构的热工指标，对建筑保温隔热的设计有重要的作用。2.围护结构保温构造设计要点由于室内外的温差经过围护结构由室内向室外散

4、失，温差越大，散失热量越多。为了保持室内一定的温度条件，就必须为室内不断地提供热量来补充由于传热而产生的热损失。热损失越大，则能源的消耗也就越多。因此，为了节能，必须对围护结构采取相应的保温措施。围护结构良好的保温构造需要较大的结构热阻值和热惰性指标，而且没有明显的热桥结构。提高围护结构热阻值的主要措施包括两个方面：一方面增加围护结构的厚度，另一方面选择导热系数较小的材料。由上文可知，围护结构包括墙体、屋面、门窗和地面等，各构件的保温构造各有特色：1、墙体保温构造主要考虑两种：单一材料的保温构造、复合材料保温构造。其中复合保温构造主要有三种类型：外保温、内保温和夹心保温。2、屋顶保温构造主要抵

5、抗太阳辐射，不同的屋顶形式采用不同的保温构造。平屋顶保温构造分为正置式保温屋顶和倒置式保温屋顶。坡屋顶可以采用铺设保温绝热板，或者采用彩钢保温夹心板屋面，带有阁楼的坡屋顶同样可以起到保温隔热的效果。3、提高门窗保温性能的措施主要可以分为三个方向：（1）提高传热阻或减小传热系数，以减少传热热损失。（2）提高门窗气密性，以减少空气渗透产生热损失。（3）做好门窗洞口的保温和密封。（4）采用保温窗帘、窗盖板。4、节能标准对地面保温也有一定的要求，对于接触室外空气的地板，应采取保温措施。通常，铺设保温板或者采用低温辐射地板是主要的设计方法。3.围护结构隔热构造设计要点在夏季，白天太阳辐射强烈，室外温度较

6、高，围护结构外表面的温度大大高于室内的空气温度，热量从围护结构外表面向室内传递。在夜间，热量则从室内向室外传递。因此，夏季围护结构内的传热是以24 小时为周期的波动传热。太阳的辐射使得屋顶的温度剧烈升高。此时，如果围护结构的隔热性能较差，窗户的遮阳又不好，则在室外综合温度波动的作用下，围护结构内表面温度随之升高，传入室内的热量较多，结果必然导致空调能耗的增加。因此，为了保持室内较好的热环境，必须加强建筑物的隔热，提高其抵抗波动热作用的能力。在我国夏热冬冷和夏热冬暖地区，夏季炎热时间长，太阳辐射强烈，气温高，气候闷热，因此建筑物的夏季防热应采取环境绿化、自然通风、建筑遮阳和围护结构隔热等综合性措

7、施。建筑物的总体布置，单体的平、剖面设计和门窗的设计，应有利于自然通风，并尽量避免主要房间受东、西日晒。提高围护结构各构件隔热性能的措施：1、外墙隔热。墙体的隔热措施包括（1）建筑外墙采用浅色饰面，从而降低维护结构外表面温度。（2）复合隔热外墙，有利于保护主体结构，避免热桥的产生。（3）将需要隔热的外墙作出空心夹层墙。2、屋顶隔热设计非常重要，要采取一切措施减少作用于屋顶表面的太阳辐射热量。采用的主要构造做法有实体材料隔热屋面、通风间层屋面、浅色反射屋面、蓄水隔热屋面和植被隔热屋面等。3、门窗隔热应采用导热性较低的材料，为了阻挡太阳辐射热射入室内，窗户的镶嵌材料可提高玻璃的热阻。同时，粘贴门窗

8、的密封带，宜采用橡胶或橡胶密封条，将外窗、阳台门密封。4、遮阳措施。遮阳可分为内遮阳和外这样两大类，遮阳板的形式可分为水平遮阳、垂直遮阳、综合遮阳和挡板遮阳四种。具体形式应根据具体情况和条件而定。4.案例分析桂林中纺机械厂住宅楼屋面桂林中纺机械厂住宅楼屋面550平方米余,采用海泡石保温隔热防水材料和刚柔相济,整体滑动乙原理的施工方法作屋面保温隔热防水。施工完毕,用户即在屋顶上灌水一尺,经7昼夜的观察,未发现任何部位漏水。又经过月余测温对比观察,即与附近同等条件的住房使用传统的外架空板保温隔热对比。观察记录表明夏天用海泡石保温隔热防水材料保温的住房,室温平均低 1.6 ,天气越热而又无风天气、室

9、温相差最大,低3.5 ,雨天而又刮风的天气相差最小,仅低0.6。海泡石保温隔热防水材料属双组分物,两者既可单独使用,又能配套应用。它以特种非金属矿物土状海泡石精选品为主要原材料,辅以几种无毒、轻质、导热系数小而又耐高温的非金属矿物与少许添加剂、枯合剂科学研制而成。技术指标如下表从外观和测试资料看,与常见的复合硅酸盐及近年出现的所谓稀土保温隔热材料相似，然而仔细观察肉眼尚能区别。海泡石防水材料是在隔热防水粉基础上改变配方和工艺流程研制而成改轻质矿粉为重质矿粉,并加入一定量的精选上状海泡石在工艺流程上我们不仅仅考虑物理反应,而且进行了化学反应,从而使粉末镇水性更强,使用寿命更长。海泡石防水材料既可

10、以粉末状使用,又能调成胶体,从而扩大了用途。海泡石保温隔热材料有如下性能,湿态时粘度较好,能与水泥材料粘紧,干燥后具有一定的粘结度,但粘结度与其自身之间的粘结度要小得多。使用海泡石保温隔热防水材料,按刚柔相济、整体滑动的原理施工方法对屋面保温隔热防水的技术是可行的。5.总结体会不同建筑结构与建筑材料的热工参数及隔热措施效果不同,使用范围和有效的隔热措施也不尽相同，在不同地区，不同建筑的需要也有所不同。我们应该依照具体情况，采取适用的建筑保温隔热措施，提高围护结构的热工性能，以真正降低建筑能耗。二玻璃幕墙构造1.幕墙特点概述建筑幕墙是由金属骨架与各类板材组成的不承重的建筑外围护结构。其主要构件固

11、定在主体结构上。幕墙承受自重、风荷载、地震作用及温度作用。幕墙作为建筑的外围护结构，具有以下特点：1、重量轻，抗震性能好。2、施工周期短。3、可更换性强，维护简便。4、建筑立面造型美观。幕墙也存在一些缺点，如会造成光反射、光污染等等。幕墙的性能包括风压变形、雨水渗漏、空气渗透、保温、隔声、平面内变形、耐撞击性能等。对建筑幕墙性能的要求与建筑物所在地的地理、气候条件有关。幕墙的建筑安全要求也很高，包括玻璃幕墙安装玻璃要求、玻璃幕墙防撞要求、幕墙的防火要求、幕墙的防雷措施。2.玻璃幕墙构造设计玻璃幕墙最新运用于1851 年英国伦敦工业博览会水晶宫。根据金属骨架的不同，设计形式可分为明框玻璃幕墙、隐

12、框玻璃幕墙、半隐框玻璃幕墙、点支式玻璃幕墙、全玻璃幕墙、双层（通风）玻璃幕墙、光电玻璃幕墙。幕墙玻璃是玻璃幕墙的主要材料其性能直接影响着幕墙的装饰效果及使用功能。目前玻璃种类有：普通平板玻璃、钢化玻璃、热反射镀膜玻璃、中空绝热玻璃、夹层玻璃、夹丝玻璃、低辐射镀膜玻璃等。其中热反射镀膜玻璃、中空玻璃、低辐射镀膜玻璃等属节能玻璃，而钢化玻璃、夹层玻璃、夹丝玻璃等均数安全使用玻璃。玻璃幕墙的构造设计分为很多种：1、明框玻璃幕墙按其制作和安装方法分为元件组装式和单元组装式两种。2、全隐框、半隐框玻璃幕墙的构造特点是：玻璃在铝框外侧，用硅酮结构密封胶把玻璃与铝框粘结。其也有工地原件组装和单元组装两种制作

13、安装方式。3、点支式玻璃幕墙由玻璃面板、支承结构、连接玻璃面板与支承结构的支承装置等组成。第一代点支式玻璃幕墙为夹板式或补丁式装配体系。第二代点支式玻璃幕墙为平式装配系统。第三代点支式玻璃幕墙为铰接螺栓连接固定方式。4、全玻幕墙可分为落地式和吊挂式两种。5、双层通风幕墙根据空气层通风组织形式的不同，可分为“封闭式内通风体系”和“开敞式外通风体系”。3.实例分析上海世博会中国馆在玻璃幕墙方面，太阳能建筑一体化使建筑和太阳能融合起来。太阳能建筑一体化主要有两种利用形式，一是光热建筑一体化，二是光伏建筑一体化。光热建筑一体化是把太阳能光热系统与建筑一体化集成的过程。随着太阳能光伏技术的进步和建筑理念

14、的更新，太阳能光伏建筑一体化的规模和层次都不断提升。出现在城市建筑之上的光伏产品，不仅仅直接安装在建筑屋面上，也能直接作为建筑围护结构的一部分，承担建筑物的功能，与建筑完美地融合在一起。上海世博会是太阳能光伏建筑一体化前景展示的大舞台。据了解，世博会中国馆的太阳能装机容量可达 302万千瓦；主题馆铺设光伏组件面积达 26万平方米，太阳能装机容量可达2825万千瓦，太阳能板面积达 3万多平方米，年发电量超过 280万度。整个上海世博会园区，光伏建筑的太阳能发电规模更是达到4 68MW，年均发电可达 406万度，减排二氧化碳总量逾3400t。在世博园内刷新了我们对建筑的概念，通过太阳能光伏组件与建

15、筑材料合为一体，建筑物的门窗、外墙和屋顶皆能通过日照产生无污染的“绿电”，整座建筑成了无污染的“发电机”。从这种途径获得的清洁电能不仅可供建筑本身使用，还可以输入城市电网，进入千家万户。目前，太阳能建筑一体也得到接连出台的政策扶持，而惠及千万建筑。4.总结体会玻璃幕墙越来越多的被运用于建筑的外立面，在良好采光的同时又带来了采暖与制冷能耗高的问题。玻璃幕墙节能设计对建筑节能具有重要意义，我们必须认真探究其节能特性与措施，重视其节能作用，以使建筑满足可持续发展要求。三太阳能利用构造1.太阳能利用构造特点概述太阳能是一种洁净的、无污染而且取之不尽用之不竭的自然能源。它在建筑上具有很大的利用潜力，通过

16、对太阳能的光热转换和光电转换等技术加以利用，可以减少采暖、空调和照明以及提供生活热水所使用的常规能源。建筑中利用太阳能的方式大致分为被动式和主动式两种。被动式太阳能利用是指不借助任何机械设备和动力，仅利用自然通风、采光、建筑朝向、建筑构造和周围环境的合理配置、内部空间和外部形式的巧妙处理，以及建筑材料、建筑结构的适当选择等手段来集取、蓄存和分配太阳能。包括：1、直接接收太阳能。2、集热蓄热墙。3、附加日光间。主动式太阳能利用发展很迅速，包括：1、太阳能热水器系统。2、太阳能采暖。3、太阳能空调。4、窗户集热板。5、空气收集板。太阳能光电技术是太阳能利用的另一个方向，是指利用太阳能电池板发电，为

17、建筑提供能源。该技术已应用于航天和电子装备中，少量应用在公共建筑和居住建筑。太阳能光电材料是将太阳能电池与建筑材料复合而成的新型建材，其中包括太阳能光电玻璃、太阳能瓦和太阳能墙。2.实例分析广西壮族自治区桂林市郊区临桂县某项目广西壮族自治区桂林市郊区临桂县某项目注重遮阳、通风与集热设备的结合。建筑南侧设有钢结构遮阳，遮阳结构上安装太阳能真空管集热器和水箱，通过钢结构与建筑连接，如图3所示。遮阳、真空集热器和水箱满足太阳能建筑的功能设计，钢结构遮阳使建筑具有双重立面效果，不会感觉死板、乏味。在南方地区的建筑防热设计中，通风设计十分重要。当建筑的进深较大时，仅仅依靠自然通风效果不显著，这时需要进行

18、强制通风。建筑北侧设置强制通风的风机，采用正压通风形式，可改善室内温度、湿度，耗能比使用空调低得多。南方某庭院式太阳能住宅此住 宅 每 户占 地面积 120m2，开间66m，进深 18m，建筑面积 150m2(未计算交通廊面积)。每户建筑由高低两个部分组成：南面只有一层，设计为客厅、餐厅和厨房，该区域形成家庭起居中心；靠北面有三层，三层主体基本相同，每层主要有一个卧室和一个辅助空间，辅助空间可根据不同地域人们的生活习惯，布置为储藏间、洗衣室、家庭活动室或书房(见图4、图5)。这种设计将多个平面布置的卧室改为立体布置，既节约占地面积，又可改善居住私密性。该套住宅最大的特点是一个中庭院和前庭院，这

19、是接收太阳能的空间。每户内庭院40-50mz，可以种植蔬果或攀缘、观赏植物，既可在冬季获得更多的太阳能，也使家庭生活空间更加丰富多彩。3.总结体会应用太阳能供暖、制冷，可节省大量电力、煤炭等能源，而且不污染环境。在年日照时间长、空气洁净度高、阳光充足而缺乏其他能源的地区，采用太阳能供暖、制冷，尤为有利。在中国太阳能与建筑一体化技术已基本成熟的条件下，太阳能与建筑一体化是中国太阳能利用行业发展的必然趋势。中国政府对 CO：减排国际义务的承诺和科学发展观的落实，以及不断加强的建筑节能全民意识和日益成熟的房地产市场环境，促进了建筑节能完整利益链与市场化运行机制的形成，为建筑利用太阳能提供了良好机遇。四总结通过对夏热冬冷地区保温隔热构造、玻璃幕墙构造、太阳能利用构造这三个专题的研究学习，我们对建筑构造有了进一步的了解。通过对案例的了解，我们分析了节能技术在建筑构造中的重要地位。在今后的建筑构造学习中，我们必将致力于建筑的可持续发展，并将建筑的装饰性与实用性相结合，做到经济、适用、美观。参考文献：南方地区轻屋盖的隔热设计和隔热措施光伏建筑门窗幕墙现代建筑的夸父追日探析太阳能建筑