建筑外饰面材料建筑节能论文

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1建筑外饰面的建筑辐射性能

太阳光在照射到建筑物上时，其中的一部分能量会被建筑物所吸收，并以热能等能量形式进行储存和传递，另一部分则被建筑物表面反射，以反射光的形式回到自然中，该过程如图1所示:该图中，ρ代表墙体外饰面的的反射率，α代表墙体外饰面的吸收率，τ代表墙体外饰面的透过率，ε代表该建筑外饰面材料吸收太阳辐射后转化为一定波段内红外辐射率［1］。通过物理研究发现这些因素间存在一定的数学关系，即ρ+α+τ=1。透过率主要代表太阳辐射穿透介质的能力，对不透明的介质而言可以默认为其透过率为0，则该算式就会转变为ρ+α=1。前文已经提到，建筑外饰面材料的材质、粗糙度、颜色等因素会影响其对太阳辐射的吸收性能及反射性能。建筑物中只有被建筑物外饰面吸收的能量才会向建筑物内部传导，如果外饰面材料的反射率ρ越高，太阳辐射被吸收的就越少，建筑物表层吸收的热量也就越低，其隔热效果越好。

2建筑物耗热能量理论计算

建筑物的热环境与太阳能辐射有密切关系，除去人为因素，太阳辐射是影响建筑内部热环境的第一要素。为研究单位建筑面积单位时间外墙传递的热量的计算公式，下面通过一组实验对象展开研究。利用DeST－h软件设定温度适宜的地区，保证室内的基础温度在一定范围，使室内温度具有一定的舒适性。在此条件下选取A、B两栋住宅楼，并选取中间层、顶层、底层进行数据收集。模拟实验中对两栋建筑分别给予不同的太阳辐射强度，控制墙体外饰面吸收率在0．3－0．8之间，墙体对太阳辐射吸收系数α控制在0．1－0．9之间，采用级差为α=0．1、α=0．3、α=0．55、α=0．7、α=0．9，其他因素设置为系统默认值。在此条件基础上进行实验模拟计算。实验中对建筑物在一年时间内不同太阳辐射吸收率下逐时自然室温模拟分析，并对相关数据进行统计分析，分析结果如下:统计该实验结果可知单位建筑面积单位时间外墙传递的热量为:Qhq=(tn－te)(ΣεqiKmqiFqi)/A0(Qhq建筑物围护结构单位面积单位时间的传热耗热量，tn为室内所有房间的平均温度，te为建筑物外界环境的平均温度，εqi为建筑物围护结构传热系数的修正系数，Kmqi为建筑物围护结构平均传热系数，Fqi为建筑物围护结构面积，A0为建筑面积)从该算式中可以看出，进行建筑围护结构的单位建筑面积单位时间外墙传递的热量计算时，首先需要对平均传热系数Kmqi进行修正，其修正系数即为εqi，这样做的原因主要是因为受到太阳辐射得热的影响，若直接按照理论上的平均传热系数Kmqi进行计算，结果将与实际不符(大于实际结果)，因此必须对其进行修正，用理论Kmqi乘以εqi(数值小于1)。不同地区的阳光照度不同，因此不同地区的Qhq不尽相同。需要注意的是，即使是同一地区，不同时间的太阳辐射强度不同，其Qhq也不相同，另外，同一时间不同朝向受到的太阳辐射强度也不同，因此在实际计算过程中，必须对Kmqi进行不同程度上修正，即根据实际情况设定不同的修正系数εqi。一般情况下，正午时分以及朝南方向受到的太阳辐射最强，εqi的取值最大，同理朝北方向εqi的取值最小。传统建筑中，εqi的取值一般根据建筑外饰面的朝向来规定的，在传统建筑材料比较单一的情况下，这样的规定具有一定的实用性。随着时代的不断发展，人们对建筑的要求不断提高，建筑外饰面材料呈现多样性，不同材料的修正系数εqi差别较大，以朝向为基础的修正系数εqi变得越来越片面。且对同种材料而言，不同的颜色及表面粗糙度也会造成εqi的不同，由此可见，当今εqi的设定已经不能按照单一因素来考虑，而是结合多方面因素综合考虑。在建筑节能过程中需要根据实际需求设定修正系数的数值。

3建筑物外饰面材料的太阳辐射得失热与其耗热能量

建筑物外饰面得失热包括多个热量传递过程，主要包括建筑物内部向外传出的热量、太阳直接辐射建筑物吸收的热量、太阳辐射间接吸收的热量、建筑物围护结构再辐射失去的热量、外表面空气热对流的热量、其他物体与建筑物间反射吸收的热量等。通过上述实验对建筑物A、B两栋住宅楼进行分析，得到如下实验结果：得失热的计算公式为:q=q1－q2+q3－q4－q5－q6(q1为建筑物内部向外传出的热量，q2为太阳直接辐射建筑物吸收的热量，q3外表面由于辐射作用散出的热量，q4为太阳辐射间接吸收的热量，q5为其他物体与建筑物间反射吸收的热量，q6为外表面空气热对流的热量)从建筑物得失热的计算公式可以看出，建筑物从外界太阳辐射中所吸收的热量q2=I*α(I为自然界太阳辐射照度，α为建筑物外饰面对太阳辐射的吸收系数)建筑外饰面对太阳辐射的吸收系数在建筑物得失热的计算中的作用是决定性的，因此可将这一理论知识用于实践，例如在夏季一些地方需要采取隔热处理，此时可以在建筑物外表面涂抹对太阳辐射的吸收系数较小的材料，一般颜色较浅的建筑材料在夏季不仅能够减少对太阳辐射的吸收，还能在颜色上给人冷色调的感觉。冬季需要保暖的时候可以在建筑物外表面涂抹对太阳辐射的吸收系数大的材料，在颜色选择上可以暖色调为主，让人们在心理上和身体上都能感受到暖意。前文已经提到，根据相关标准，建筑物单位面积单位时间的传热耗热量计算公式为:Qhq=(tn－te)(ΣεqiKmqiFqi)/A0从上算式中可以看出，建筑物围护结构单位面积单位时间的传热耗热量会受到不同的Kmqi数值影响，需进行修正。修正系数εqi需要根据具体情况进行设定。结合建筑物内部向外传出的热量，通常情况下的计算方式是将二者的计算公式进行结合，从而找出之间的联系，根据各因数的重要性并结合当地环境选择合适的材料，使其性能能够在最大限度上满足人们的实际需求。

4结束语

建筑物外饰面材料的太阳辐射性能对人们的生活具有重要影响，因此在实际生活中需要根据需求不同选择合适的建筑材料，在需要隔热的地区需要选择吸收系数较小的材料。相反在需要保温的季节可以选择吸收系数较高的材料，合理使用外饰面材料对太阳辐射的各项性能，在节能中提高人们的生活水平。

作者：苏艳艳 单位：安徽省城建设计研究院