建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫設(shè)計(jì)

何麗花

摘 要：我國北方地區(qū)冬季室外溫度很低，建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保暖設(shè)計(jì)是建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)。冬季除通過窗戶進(jìn)入室內(nèi)的太陽輻射外，基本上是以通過外圍護(hù)結(jié)構(gòu)向室外傳遞熱量為主的熱過程。因此，在進(jìn)行圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂蛱攸c(diǎn)，同時(shí)考慮冬夏兩季不同方向的熱量傳遞以及在通風(fēng)條件下建筑熱濕過程的雙向性。

關(guān)鍵詞：建筑；圍護(hù)結(jié)構(gòu)；保溫

1 前言

建筑節(jié)能的直接目的是提高建筑使用過程中的能源利用效率。建筑保溫隔熱的合理性體現(xiàn)在保溫隔熱對(duì)建筑所在地的氣候適應(yīng)性，以及建筑使用特征的適應(yīng)性和合理性等。本文對(duì)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫技術(shù)與設(shè)計(jì)進(jìn)行了探討。

2 保溫的要求

建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基本功能是在室內(nèi)空間與室外空間之間建立屏障，分隔出一個(gè)適合居住者生存活動(dòng)的室內(nèi)空間，保證在室外環(huán)境惡劣時(shí)，室內(nèi)空間仍能為居住者提供庇護(hù)。外門窗是穿越這一屏障聯(lián)系室內(nèi)外空間的通道。從建筑節(jié)能角度，外圍護(hù)結(jié)構(gòu)上的門窗的基本功能則是為了在室外環(huán)境良好時(shí)，親近自然，改善室內(nèi)環(huán)境。保溫的目的是為了加強(qiáng)外圍護(hù)結(jié)構(gòu)基本功能，提高建筑抵御室外惡劣環(huán)境（氣候）的能力，削弱室內(nèi)外的熱聯(lián)系，減少外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的冷熱耗量。要求保溫墻體在室外天氣條件良好時(shí)散發(fā)室內(nèi)熱量是與圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基本功能相沖突的，是不合理的。

墻體保溫的程度和采用的技術(shù)不同，節(jié)能和經(jīng)濟(jì)效果差異很大，其優(yōu)劣存在爭議。實(shí)際上并不存在絕對(duì)的“誰優(yōu)于誰”，這仍然是氣候、社會(huì)經(jīng)濟(jì)和整體上誰更協(xié)調(diào)的問題。應(yīng)針對(duì)具體項(xiàng)目，分析其合理性。分戶墻和樓板保溫的合理性，取決于社會(huì)生活狀態(tài)和建筑的使用情況。當(dāng)樓上、樓下住戶同時(shí)在家的可能性小時(shí)，樓板傳熱造成使用戶在采暖時(shí)的能耗增大約100%。此種情況下，樓板保溫隔熱是必要的。

3 墻體保溫措施

墻體保溫隔熱技術(shù)一般分為自保溫和復(fù)合保溫兩大類。后一類墻體是由絕熱材料與墻體本體復(fù)合構(gòu)成。絕熱材料主要是聚苯乙烯泡沫塑料、巖棉、玻璃棉、礦棉、膨脹珍珠巖、加氣混凝土等。與單一材料節(jié)能墻體相比，復(fù)合節(jié)能墻體采用了高效絕熱材料，具有更好的熱工性能，但其施工難度大，質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)增加，造價(jià)也要高得多。

3.1 墻體內(nèi)保溫

在這類墻體中，絕熱材料復(fù)合在外墻內(nèi)側(cè)。構(gòu)造層包括：墻體結(jié)構(gòu)層、空氣層、絕熱材料層和覆面保護(hù)層等。

內(nèi)保溫節(jié)能墻體設(shè)計(jì)中不僅要注意采取措施（如設(shè)置空氣層、隔氣層），避免冬季由于室內(nèi)水蒸氣向外滲透，在墻體內(nèi)產(chǎn)生結(jié)露而降低保溫層的熱工性能，根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驐l件和室內(nèi)溫度分析冷熱橋是否有結(jié)露的可能及結(jié)露的位置。還要注意采取措施消除這些保溫層覆蓋不到的部分產(chǎn)生“冷橋”而在室內(nèi)側(cè)產(chǎn)生結(jié)露現(xiàn)象，一般出現(xiàn)在內(nèi)外墻、外墻和樓板相交的節(jié)點(diǎn)，以及外窗梁、過梁、窗臺(tái)板等處。內(nèi)保溫節(jié)能墻體施工方便，室內(nèi)連續(xù)作業(yè)面不大，多為干作業(yè)施工，有利于提高施工效率、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)保溫層的施工可不受室外氣候的影響。但施工中應(yīng)注意避免保溫材料受潮，同時(shí)要待外墻結(jié)構(gòu)層達(dá)到正常干燥時(shí)再安裝保溫層，還應(yīng)保證結(jié)構(gòu)層內(nèi)側(cè)吊掛件預(yù)留位置的準(zhǔn)確和牢固。由于絕熱層置于內(nèi)側(cè)，夏季晚間外墻內(nèi)表面溫度隨空氣溫度的下降而迅速下降，可減少烘烤感。但要注意，由于室外熱空氣中水分向墻體遷移.在空氣層與結(jié)構(gòu)層之間凝結(jié)。由于這種節(jié)能墻體的絕熱層設(shè)在內(nèi)側(cè)，會(huì)占據(jù)一定的使用面積，若用于舊房節(jié)能改造，在施工時(shí)會(huì)影響室內(nèi)住戶的正常生活。當(dāng)不能統(tǒng)一進(jìn)行外墻保溫改造時(shí)，愿意改造的住戶可以結(jié)合家裝，用內(nèi)保溫提高自家外墻的熱工性能。不同材料的內(nèi)保溫，施工技術(shù)要求和質(zhì)量要點(diǎn)是不相同的，應(yīng)嚴(yán)格遵守其相關(guān)的技術(shù)標(biāo)難。

3.2 墻體外保溫

在這類墻體中，絕熱材料復(fù)合在建筑物外墻的外側(cè)，并覆以保護(hù)層。外墻外保溫應(yīng)用利于消除冷熱橋 采用高效保溫材料后，熱橋的問題趨于嚴(yán)重。在寒冷的冬天，熱橋不僅會(huì)造成額外的熱損失，還可能使外墻內(nèi)表面潮濕、結(jié)露，甚至發(fā)霉和淌水。外保溫容易消除結(jié)構(gòu)熱橋。在夏季，外保溫層能減少太陽輻射熱進(jìn)入墻體和室外高溫高濕空氣對(duì)墻體的綜合影響，使墻體內(nèi)溫度降低、梯度減小，有利于穩(wěn)定室內(nèi)氣溫。能夠保護(hù)內(nèi)部的磚墻或混凝土墻，室外氣候不斷變化引起墻體內(nèi)部較大的溫度變化發(fā)生在外保溫層內(nèi)，使內(nèi)部的主體墻冬季溫度提高，濕度降低，溫度變化較為平緩，熱應(yīng)力減少，因而主體墻產(chǎn)生裂縫、變形、被損的危險(xiǎn)大為減輕，壽命得以大大延長。墻體外保溫施工難度大，質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)多。當(dāng)空氣溫度及墻面溫度低于5℃或高于30℃時(shí)，黏結(jié)保溫層及抹灰面裝修層的施工質(zhì)量難保證?？爝M(jìn)入冬季時(shí)在潮濕的新建墻體上做保溫層，由于墻體正在逐漸于燥，其中的水分要通過保溫層向外逸出，其內(nèi)部有結(jié)露的危險(xiǎn)。

4 屋面保溫技術(shù)

一般保溫屋面實(shí)體材料層保溫屋面一般分為平屋頂和坡屋頂兩種形式。由于平屋頂構(gòu)造形式簡單，所以它是最為常用的一種屋面形式。設(shè)計(jì)上應(yīng)遵照以下設(shè)計(jì)原則：①選用導(dǎo)熱性小、蓄熱性大的材料，提高材料層的熱絕緣性；不宜選用容重過大的材料，防止屋面荷載過大。②應(yīng)根據(jù)建筑物的使用要求、屋面的結(jié)構(gòu)形式、環(huán)境氣候條件、防水處理方法和施工條件等因素，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。③屋面的保溫材料的確定，應(yīng)根據(jù)節(jié)能建筑的熱工要求確定保溫層厚度，同時(shí)還要注意材料層的排列，排列次序不同也影響屋面熱工性能，應(yīng)根據(jù)建筑的功能，地區(qū)氣候條件進(jìn)行熱工設(shè)計(jì)。④屋面保溫材料不宜選用吸水率較大的材料，以防止屋面濕作業(yè)時(shí)，保溫層大量吸水，降低熱工性能。如果選用了吸水率較高的熱絕緣材料，屋面上應(yīng)設(shè)置排氣孔以排除保溫材料層內(nèi)不易排出的水分。設(shè)計(jì)人員可根據(jù)建筑熱工設(shè)計(jì)計(jì)算確定其他節(jié)能屋面的傳熱系數(shù)K值、熱阻R值和熱惰性指標(biāo)D值等，使屋面的建筑熱工要求滿足節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的要求。

對(duì)于倒置式屋面，即將傳統(tǒng)屋面構(gòu)造中保溫層與防水層“顛倒”，將保溫層設(shè)在防水層上面。由于倒置式屋面為外隔熱保溫形式，外隔熱保溫材料層的熱阻作用對(duì)室外綜合溫度波首先進(jìn)行了衰減，使其后產(chǎn)生在屋面重實(shí)材料上的內(nèi)部溫度分布低于傳統(tǒng)保溫屋頂內(nèi)部溫度分布，屋面儲(chǔ)熱量始終低于傳統(tǒng)屋面保溫方式，向室內(nèi)散熱量也較小。因此，這是一種隔熱保溫效果更好的節(jié)能屋面構(gòu)造形式。

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