2 術(shù)語(yǔ)和符號(hào)2。1 術(shù),語(yǔ)2,1,1,建筑熱工是建筑物理中聲.光 熱三個(gè)基本研究領(lǐng)域之一。從理論層面上講、主要研究室外氣候通過(guò)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)室內(nèi)熱環(huán)境的影響.以及室內(nèi)外熱。濕共同作用對(duì)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的影響 從技術(shù)層面上講。主要研究如何通過(guò)合理的建筑設(shè)計(jì)和采用合適的建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)來(lái)削弱室外氣候?qū)κ覂?nèi)熱環(huán)境的不利影響,以及如何通過(guò)采用合適的材料和構(gòu)造來(lái)削弱室內(nèi)外熱濕共同作用對(duì)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的不利影響 2。1 2.圍護(hù)結(jié)構(gòu)就是將建筑以及建筑內(nèi)部各個(gè)房間 或空間、包圍起來(lái)的墻、窗,門(mén),屋面。樓板,地板等各種建筑部件的統(tǒng)稱(chēng)。分隔室內(nèi)和室外的圍護(hù)結(jié)構(gòu)稱(chēng)為外圍護(hù)結(jié)構(gòu),分隔室內(nèi)空間的圍護(hù)結(jié)構(gòu)稱(chēng)為內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu) 習(xí)慣上,不特殊注明時(shí),圍護(hù)結(jié)構(gòu)常常是指外圍護(hù)結(jié)構(gòu),尤其是指外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的墻和屋面部分 圍護(hù)結(jié)構(gòu)又可分為透光和非透光兩類(lèi)、透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)有玻璃幕墻。窗戶(hù),天窗等、非透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)有墻、屋面和樓板等,實(shí)際使用過(guò)程中。圍護(hù)結(jié)構(gòu)的指代很靈活,既可以指整面外墻。屋面 也可以指其中的特定部分,2。1 4。在建筑熱工領(lǐng)域中 多習(xí)慣用,圍護(hù)結(jié)構(gòu)主體部位,來(lái)描述外墻中的墻體部分。例如。磚混結(jié)構(gòu)中的砌體部分、框架結(jié)構(gòu)中的填充墻部分、它與其周邊的梁。柱等.熱橋部位.相對(duì),兩者共同構(gòu)成了圍護(hù)結(jié)構(gòu)單元。隨著建筑類(lèi)型的多樣化,一方面由于在部分建筑中外窗所占面積很大。圍護(hù)結(jié)構(gòu)單元中墻體部分所占面積的比例可能與熱橋部位相差不大,甚至更少 另一方面在剪力墻結(jié)構(gòu)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)單元中,一面外墻可能是由兩種不同材料的墻體構(gòu)成,混凝土墻和填充墻.兩種材料墻體的面積相差不大。這種情況下,主體部位 一詞的使用已經(jīng)顯得有些牽強(qiáng)、此外,隨著建筑節(jié)能要求的逐步提高.外墻中墻體部分與經(jīng)過(guò)保溫處理的熱橋部位熱阻的差值在減少.一些經(jīng)過(guò)處理的熱橋部位熱阻值并不低于周邊墻體,主體部位.與.熱橋部位、的界定變得非常模糊,但是、圍護(hù)結(jié)構(gòu)又必須通過(guò)各種構(gòu)造將不同部位組合起來(lái)構(gòu)成一個(gè)整體,不同構(gòu)造處的熱工性能各不相同、因此。在進(jìn)行熱工設(shè)計(jì)和計(jì)算時(shí),有必要將一塊板壁與其周邊構(gòu)造區(qū)分開(kāi) 有與之一一對(duì)應(yīng)的概念和術(shù)語(yǔ)是非常必要的、由于圍護(hù)結(jié)構(gòu)分割了室內(nèi)一室外,室內(nèi)一室內(nèi)空間。而非透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)。外墻.內(nèi)墻、屋面、樓板、地板等,的基本構(gòu)成通常是多層板壁,以及與這些多層板壁連接在一起的構(gòu)造節(jié)點(diǎn) 因此??墒褂?,平壁、一詞來(lái)指代不考慮周邊構(gòu)造的墻體,樓板.屋面板等多層板壁.實(shí)際的建筑中。當(dāng)圍護(hù)結(jié)構(gòu),平壁.周邊的構(gòu)造節(jié)點(diǎn)對(duì)傳熱的影響非常大時(shí),稱(chēng)其為、熱橋、部位。整棟建筑的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)可以分解為若干個(gè)平面,每個(gè)平面又可細(xì)分為若干個(gè)單元、非透光外圍護(hù)結(jié)構(gòu)單元包括平壁、以及平壁與窗.陽(yáng)臺(tái),屋面 樓板.地板以及其他墻體等連接部位的構(gòu)造節(jié)點(diǎn) 外圍護(hù)結(jié)構(gòu)單元可以是一個(gè)房間開(kāi)間的外墻,也可以是連在一起的多個(gè)房間的外墻 涉及多個(gè)房間時(shí),室內(nèi)和室外涉及傳熱的條件分別一致。這樣可以用一個(gè)公式來(lái)計(jì)算通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)單元的傳熱,2,1.12。當(dāng)圍護(hù)結(jié)構(gòu) 或單一材料層。外表面受到室外溫度波動(dòng)作用時(shí),內(nèi)表面,背面波.溫度會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)波動(dòng),熱惰性表征了不同材料層抵抗波動(dòng)熱作用的能力,其表現(xiàn)為背波面溫度波動(dòng)的大小 根據(jù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)室內(nèi)熱穩(wěn)定性的影響,習(xí)慣上將熱惰性指標(biāo)D,2、5的圍護(hù)結(jié)構(gòu)稱(chēng)為重質(zhì)圍護(hù)結(jié)構(gòu).D。2,5的稱(chēng)為輕質(zhì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)、2,1。16 平均值。是指一個(gè)周期內(nèi)溫度的積分平均 2 1。25,1月南向垂直面太陽(yáng)平均輻照度的含義是指一月份31天所有時(shí)段內(nèi)的南向垂直面太陽(yáng)輻照度平均值.2.1,26,建筑遮陽(yáng),也常被稱(chēng)為,建筑外遮陽(yáng)、或簡(jiǎn)稱(chēng)為。外遮陽(yáng).2.1、27、水平遮陽(yáng)能夠有效地遮擋高度角較大的、從門(mén)窗洞口上方照射下來(lái)的陽(yáng)光.2,1、28.垂直遮陽(yáng)能夠有效地遮擋高度角較小.從門(mén)窗洞口側(cè)向照射過(guò)來(lái)的陽(yáng)光、但不能遮擋高度角較大.從門(mén)窗洞口上方照射下來(lái)的陽(yáng)光或接近日出日落時(shí)分正對(duì)門(mén)窗洞口平射過(guò)來(lái)的陽(yáng)光。2,1,29.組合遮陽(yáng)對(duì)遮擋高度角中等、從門(mén)窗洞口前斜射下來(lái)的陽(yáng)光比較有效。遮陽(yáng)效果比較均勻。2 1,30、擋板遮陽(yáng)能夠有效地遮擋高度角比較低.正射窗口的陽(yáng)光,2.1 31,百葉遮陽(yáng)分為活動(dòng)式百葉遮陽(yáng)和固定式百葉遮陽(yáng)兩種 百葉板條可分水平排列和垂直排列兩種,活動(dòng)式百葉遮陽(yáng)是通過(guò)調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制百葉板條的翻轉(zhuǎn)或位移,能根據(jù)需要調(diào)節(jié)百葉系統(tǒng)的遮陽(yáng)系數(shù).適用于各氣候區(qū)建筑門(mén)窗洞口的遮陽(yáng).固定式百葉遮陽(yáng)的板條不能翻轉(zhuǎn)和移動(dòng)。可根據(jù)建筑地點(diǎn) 門(mén)窗洞口朝向和太陽(yáng)位置以及遮陽(yáng)要求,通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算百葉的偏轉(zhuǎn)角度和間距 確定夏季遮陽(yáng)系數(shù)小,冬季遮陽(yáng)系數(shù)大的百葉系統(tǒng)形式.2 1.32 由于太陽(yáng)的高度角和方位角都是緩緩地變化著的。嚴(yán)格地講.即使是一個(gè)固定的建筑外遮陽(yáng)。例如窗口上方的一個(gè)水平挑檐,其遮陽(yáng)系數(shù)數(shù)值也是不停地在變的、對(duì)于不同的工程應(yīng)用,用不同的.照射時(shí)間,來(lái)處理,例如。對(duì)于以小時(shí)為步長(zhǎng)的建筑熱過(guò)程模擬程序。為精確計(jì)算某個(gè)帶水平挑檐的窗口每個(gè)小時(shí)所接收到的太陽(yáng)輻射量。理論上可以采用每個(gè)小時(shí)不同的建筑遮陽(yáng)系數(shù)、這種情況下、照射時(shí)間、就是1小時(shí),而對(duì)于建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)這樣的應(yīng)用,使用者更關(guān)心的是一個(gè)月甚至一個(gè)冬季,或夏季 平均的遮陽(yáng)系數(shù),這種情況下,照射時(shí)間。就是一個(gè)月。一個(gè)冬季,或夏季。因此。確定遮陽(yáng)系數(shù)的數(shù)值要靠測(cè)試和計(jì)算的結(jié)合,定義中的 太陽(yáng)輻射量,均是指太陽(yáng)輻射全波段,300nm,2500nm。的能量、且包括直射輻射和散射輻射兩部分,透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)部件外表面。適用于玻璃幕墻類(lèi)建筑。透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)部件,系指幕墻中某一指定的部分。遮陽(yáng)系數(shù)越小 遮陽(yáng)效果越好、遮陽(yáng)系數(shù)越大 遮陽(yáng)效果越差,2,1,33,透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)遮陽(yáng)系數(shù)既可以指一片幕墻的遮陽(yáng)系數(shù)。也可以指一樘窗的遮陽(yáng)系數(shù).對(duì)這兩者而言,遮陽(yáng)系數(shù)的物理概念是完全一致的,透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)部件 如,窗戶(hù).接收到的太陽(yáng)輻射能量可以分成三部分,第一部分透過(guò)透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)部件,如,窗戶(hù) 的透光部分。以輻射的形式直接進(jìn)入室內(nèi)。稱(chēng)為 太陽(yáng)輻射室內(nèi)直接得熱量,第二部分則被透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)部件、如.窗戶(hù)。吸收。提高了透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)部件,如,窗戶(hù),的溫度、然后以溫差傳熱的方式分別傳向室內(nèi)和室外.這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為,二次傳熱.其中傳向室內(nèi)的那部分又可稱(chēng)為。太陽(yáng)輻射室內(nèi)二次傳熱得熱量,第三部分反射回室外,透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)遮陽(yáng)系數(shù)只涉及第一部分太陽(yáng)輻射能量,不涉及,二次傳熱。2。1.34 太陽(yáng)輻射室內(nèi)得熱量由兩部分組成、直接進(jìn)入室內(nèi)的太陽(yáng)輻射室內(nèi)直接得熱量和間接進(jìn)入室內(nèi)的太陽(yáng)輻射室內(nèi)二次傳熱得熱量,透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)太陽(yáng)得熱系數(shù)涉及這兩部分熱量.由于透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)太陽(yáng)得熱系數(shù)既包括了直接透射得熱。又包括了二次傳熱得熱,得熱量的概念完整清晰.但計(jì)算比較復(fù)雜,根據(jù)上述定義。通過(guò)透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)的室內(nèi)得熱量可表述為下式.式中,Qg,T。太陽(yáng)輻射室內(nèi)得熱量,Qg,d,太陽(yáng)輻射室內(nèi)直接得熱量,Qg,t、太陽(yáng)輻射室內(nèi)二次傳熱得熱量 之所以將太陽(yáng)輻射室內(nèi)得熱量分成室內(nèi)直接得熱量和室內(nèi)二次傳熱得熱量。是因?yàn)?1、一般情況下,太陽(yáng)輻射室內(nèi)得熱量 中的。太陽(yáng)輻射室內(nèi)直接得熱量、遠(yuǎn)大于,太陽(yáng)輻射室內(nèi)二次傳熱得熱量,因此。太陽(yáng)輻射室內(nèi)二次傳熱得熱量,存在著可以簡(jiǎn)化計(jì)算而又不造成太陽(yáng)輻射室內(nèi)得熱量計(jì)算產(chǎn)生過(guò)大誤差的可能性.方便熱工設(shè)計(jì) 2.雖然從能量的角度看 直接得熱量和二次傳熱得熱量都是一樣的、但從室內(nèi)熱環(huán)境的角度看,兩者還是不同的 直接得熱量以輻射的形式出現(xiàn),人體直接感受到,二次傳熱則主要以溫差傳熱的形式出現(xiàn).人體間接感受到 這個(gè)差別從內(nèi)遮陽(yáng)擋住直接輻射但基本上不影響室內(nèi)得熱最容易體現(xiàn)。坐在靠近大玻璃附近的人,很習(xí)慣將內(nèi)遮陽(yáng)展開(kāi)。甚至秋冬季都這樣,主要原因顯然是過(guò)強(qiáng)的直接輻射讓人感覺(jué)到不舒服,3 由于要區(qū)分直接得熱量和二次傳熱得熱量、所以透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)部件 窗戶(hù)、除了太陽(yáng)得熱系數(shù)還不得不需要遮陽(yáng)系數(shù) 而遮陽(yáng)系數(shù)的物理概念對(duì)建筑遮陽(yáng),透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)部件,窗戶(hù),內(nèi)遮陽(yáng)三者都是統(tǒng)一的,也很容易理解和接受 對(duì)于目前使用越來(lái)越多的中置遮陽(yáng) 可當(dāng)作透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)部件、窗戶(hù) 本身的構(gòu)件來(lái)處理。即根據(jù)中置遮陽(yáng)展開(kāi)的不同情況。透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)部件 窗戶(hù),可以有若干個(gè)透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)遮陽(yáng)系數(shù)和透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)太陽(yáng)得熱系數(shù)。與遮陽(yáng)系數(shù)的定義相比、透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)太陽(yáng)得熱系數(shù)多考慮了二次傳熱部分的室內(nèi)得熱,嚴(yán)格來(lái)說(shuō).透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)太陽(yáng)得熱系數(shù)也是隨著邊界條件的不同在變化.例如、直接得熱部分隨著太陽(yáng)入射角度的不同而有所差異、二次得熱量的大小也隨著透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面換熱系數(shù)的改變而發(fā)生變化,因此,按照定義計(jì)算透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)太陽(yáng)得熱系數(shù)是非常復(fù)雜的.對(duì)于一般的透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)而言,這種變化。特別是二次得熱部分.在總得熱量中所占比重較小、從便于應(yīng)用的角度考慮。可以采取適當(dāng)簡(jiǎn)化的方法來(lái)計(jì)算.本規(guī)范附錄C第C 7節(jié)即給出了工程中門(mén)窗 幕墻太陽(yáng)得熱系數(shù)的計(jì)算方法.2。1.35.內(nèi)遮陽(yáng)系數(shù)是用于判定內(nèi)遮陽(yáng)構(gòu)件對(duì)指定的門(mén)窗洞口面遮擋太陽(yáng)輻射效果的參數(shù)。2.1。36、對(duì)于一個(gè)設(shè)置了遮陽(yáng)裝置的窗口而言、對(duì)太陽(yáng)輻射的遮擋包括了各種建筑遮陽(yáng),窗框。玻璃的綜合作用,因此 通常會(huì)用。綜合遮陽(yáng)系數(shù),一詞來(lái)描述各構(gòu)件的綜合遮陽(yáng)效果。綜合遮陽(yáng)系數(shù) 也是描述圍護(hù)結(jié)構(gòu)綜合遮陽(yáng)能力,評(píng)價(jià)其對(duì)室內(nèi)熱環(huán)境影響的指標(biāo)。綜合遮陽(yáng)系數(shù) 的計(jì)算應(yīng)當(dāng)將建筑遮陽(yáng)的遮陽(yáng)作用。窗戶(hù)的遮陽(yáng)作用 包括窗框,玻璃的遮陽(yáng)作用。進(jìn)行疊加、按照本規(guī)范第2、1,32,2,1,35條的定義.可以按照以下方法計(jì)算各種情況下室內(nèi)得熱量。1,無(wú)內(nèi)。外遮陽(yáng)的情況.式中.Qg,T.太陽(yáng)輻射室內(nèi)得熱量,W.Qg,d、太陽(yáng)輻射室內(nèi)直接得熱量 W。I。門(mén)窗洞口,透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)部件外表面、朝向的太陽(yáng)輻射量,W。SHGC,透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)太陽(yáng)得熱系數(shù) SCT、綜合遮陽(yáng)系數(shù)。SCw,透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)遮陽(yáng)系數(shù)、2、有外遮陽(yáng)無(wú)內(nèi)遮陽(yáng)的情況,式中,SCs、建筑遮陽(yáng)系數(shù),3.無(wú)外遮陽(yáng)有內(nèi)遮陽(yáng)的情況。式中。SCc.內(nèi)遮陽(yáng)系數(shù) 4 有外 內(nèi)遮陽(yáng)的情況.