圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施對夏熱冬冷地區(qū)建筑節(jié)能的影響

夏一云

摘要：圍護(hù)結(jié)構(gòu)是屬于建筑的室內(nèi)與室外的分隔構(gòu)件，室內(nèi)熱環(huán)境主要受室內(nèi)和室外環(huán)境要素的影響，以夏熱冬冷地區(qū)為例（這個(gè)氣候區(qū)域的氣候特點(diǎn)是夏季炎熱、冬季寒冷），圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)應(yīng)該是夏季避免太陽輻射，冬季保證圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫。

關(guān)鍵詞：圍護(hù)結(jié)構(gòu) 墻體 節(jié)能 構(gòu)造措施

1圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱的基本原理

由于構(gòu)件接觸的外界環(huán)境的溫度是變化的，所以外圍圍護(hù)構(gòu)件與室外環(huán)境的傳熱隸屬于非穩(wěn)態(tài)的傳熱，并以對流、輻射和熱傳導(dǎo)的方式進(jìn)行熱量交換。以夏熱冬冷地區(qū)為例，國標(biāo)JGJ134-2010明確規(guī)定了各種情況下建筑外窗的傳熱系數(shù)。

室內(nèi)環(huán)境和室外環(huán)境都是影響建筑室內(nèi)熱環(huán)境的重要因素，室內(nèi)與室外的相對濕度和空氣溫度、風(fēng)、太陽隊(duì)房屋的輻射程度等都是這些因素的都成部分。夏熱冬冷地區(qū)建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)要點(diǎn)主要一是夏季避免熱輻射，通過維護(hù)建筑構(gòu)造的措施嚴(yán)格控制熱量進(jìn)入室內(nèi)的傳入，減弱太陽對房屋的熱輻射并使得室內(nèi)的熱量盡可能在最短時(shí)間內(nèi)散發(fā)出去；二是冬季盡量爭取保溫，是的室內(nèi)原有的熱量盡可能的保持在室內(nèi)，減少與外界的傳熱。

2建筑墻體節(jié)能

建筑的墻體節(jié)能一般是在建筑的外側(cè)或者內(nèi)側(cè)增加保溫隔熱材料來增強(qiáng)墻體整體的保溫隔熱能力以滿足墻體對熱工的要求。一般采用的兩種方式是保溫隔熱材料在墻體的內(nèi)側(cè)，稱之為內(nèi)保溫；保溫隔熱材料在墻體的外側(cè)，稱之為外保溫。還有一種方式是復(fù)合結(jié)構(gòu)，即保溫隔熱材料在墻體的中間，但是這種形式對墻體和保溫隔熱材料尤其是外墻的技術(shù)要求和造價(jià)都比較高，因此一般不采用。

外保溫系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是保溫層位于結(jié)構(gòu)層外側(cè)，有效隔斷熱量的傳遞，避免了冷熱橋?qū)崃康纳⑹?，能夠保護(hù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)主體，是外墻的壽命和耐久性更強(qiáng)，溫度變形小，保溫效果較好；缺點(diǎn)是保溫層易損壞，施工成本較高難度大，對外墻的要求較高。

內(nèi)保溫系統(tǒng)的保溫層位于結(jié)構(gòu)層的內(nèi)側(cè)，優(yōu)點(diǎn)是造價(jià)低，施工方便，對外墻的施工要求不高；缺點(diǎn)是占用室內(nèi)的使用面積、保溫效果差、容易出現(xiàn)冷凝現(xiàn)象，影響后期房屋內(nèi)部的裝修。

綜合考慮，外墻采用外保溫系統(tǒng)更符合建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)要求。

3門窗構(gòu)造節(jié)能

門窗是建筑圍護(hù)構(gòu)件的重要組成部分之一，并且在兼顧建筑采光和通風(fēng)的同時(shí)也造成建筑的熱量損失加大，近年來對門窗的節(jié)能設(shè)計(jì)也成為節(jié)能行業(yè)的重點(diǎn)。門窗與外界交換能量的方式分為與其他構(gòu)件相同。由于在對門窗熱工性能嚴(yán)格控制的同時(shí)還要實(shí)現(xiàn)通風(fēng)和采光，所以嚴(yán)格控制熱量的散失和傳入，是門窗設(shè)計(jì)節(jié)能的關(guān)鍵。

研究表明，在采暖環(huán)境下普通的單層玻璃損失的熱量占整個(gè)熱量散失的40%左右。增加熱阻，降低玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)，加大窗戶熱阻是實(shí)現(xiàn)門窗節(jié)能的重要手段之一。所以中空玻璃比普通玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)要低很多。在材料相同的情況下，玻璃中層的厚度越大，熱阻越高，對于建筑的節(jié)能系數(shù)提高越多。

選用導(dǎo)熱系數(shù)低、熱阻大、氣密性好的窗框材料也是實(shí)現(xiàn)門窗節(jié)能的重要措施。不同材料的導(dǎo)熱系數(shù)存在較大的差異，比如以前常用做窗框的鋁合金的導(dǎo)熱系數(shù)為174.4，而一些復(fù)合材質(zhì)的窗框材料導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)比鋁合金要低得多，比如塑鋼的導(dǎo)熱系數(shù)為2.0。

優(yōu)化建筑的窗墻面積比在一定程度上可以影響建筑的耗熱量指標(biāo)?！睹裼媒ㄖ峁ぴO(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50176-93）規(guī)定：居住建筑各朝向的窗墻面積比北向不大于0.2，東西向不大于0.25，南向不大于0.35。

4建筑屋面節(jié)能

屋頂作為建筑最上部的外圍構(gòu)件，對夏熱冬冷地區(qū)的室內(nèi)熱環(huán)境非常重要。屋頂?shù)谋馗魺崽幚矸椒ǘ喾N多樣，可供選擇的余地較大。常見的有以下幾種：

4.1節(jié)能屋面采用實(shí)體材料的處理方法來實(shí)現(xiàn)保溫隔熱。選用導(dǎo)熱系數(shù)較小蓄熱性能較大的材料，保證選用材料一定范圍內(nèi)的絕熱性能并且還要考慮材料自重對屋面荷載的影響。屋面選用隔熱材料的厚度也是保證其保溫隔熱的效果的關(guān)鍵，需要經(jīng)過嚴(yán)格的熱工計(jì)算。

4.2建筑屋面的被動(dòng)式節(jié)能設(shè)計(jì)通常會選用通風(fēng)屋面，根據(jù)構(gòu)造形式和構(gòu)造節(jié)點(diǎn)的不同分為架空通風(fēng)隔熱屋面和頂棚通風(fēng)隔熱屋面。

4.3種植屋面作為華南農(nóng)村地區(qū)的民居常用的建筑屋面節(jié)能形勢，其做法主要是在防水層的上方鋪設(shè)有保溫效果的種植介質(zhì)，利用種植植物層來減小屋面內(nèi)外表面溫度變化及波動(dòng)幅度。

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