在建筑節能改造中內保溫構造技術的應用探究

摘要：對建筑年代較早的建筑物開展節能改造作為建筑節能方面的工作重點，對內保溫構造技術進行了廣泛應用。內保溫構造技術基于對建筑本身圍護結構的性質與熱工效果的考察，致力于對原有建筑進行節能改造，構建不同的保溫隔熱方案進行對比分析。在一些寒冷地區，冬季建筑使用間歇式供暖，夏季采取空調降溫方式，多層住宅的墻體外圍結構適合進行內保溫構造，這是一種相對節能的方案。本文對內保溫構造技術在建筑節能改造中的應用進行探究。

關鍵詞：內保溫構造技術；建筑節能構造；應用探究

近些年來，伴隨經濟的發展與生活水平的提升，人們群眾對建筑物熱環境的舒適程度提出了更高的要求。由于一些既有建筑修建較早，那時國家缺乏具體詳細的建筑設計節能標準，后來隨著技術進步，在建筑改造翻新過程中，人們增設了暖氣和空調等耗能設施，卻忽略建筑的外圍護結構，沒能及時進行保溫隔熱設計與節能技術改造，這種情況使得建筑物中普遍存在著保溫性能差、隔熱效果不足、運行耗能大等問題。

1 綜述

將內保溫構造技術應用于節能改造，首先要建立熱工學模型，依據模型，找出在建筑圍護結構內部進行保溫構造的具體做法，并對節能改造的效果進行量化評價。除此之外，為防墻體結構內部出現冷凝，保證墻體行使正常的保溫隔熱職能，需要設置隔汽層，同時輔以保溫材料做室內吊頂等其他節能措施，達到最佳的改造效果。具體步驟分為優化選擇節能構造方案，構建熱學計算模型，應用墻體內保溫方案觀察節能效果，輔以其他措施加節能效果。

2 優化選擇墻體結構節能構造方案

建筑墻體圍護結構在自身內外有著不同的保溫構造方式，在不同的建筑熱工區，在相異的采暖降溫耗能條件下，有著不同的熱工性能與節能效果。按照人們對于熱舒適和建筑節能性的要求，在熱工區已經確定的前提下，當選取內外不同類別的保溫構造時，因為在熱量傳導路徑內部墻體圍護結構的傳熱阻沒有變化，故而透過圍護結構的熱量強度保持不變，也就是說，在冬季進行建筑的采暖時，不同保溫構造的主體傳熱耗能量在同一熱工區保持不變，不受保溫構造不同的影響。而在夏季，人們有著相應的熱舒適需求與節能要求，正常情況下，建筑圍護結構應該在夏季一樣具有良好的散熱能力，現實情況卻是工程人員往往忽視圍護結構的散熱性能，忽視增強建筑物的熱舒適節能效果。

1.針對外圍護結構進行外保溫構造。對外圍護結構進行外保溫構造時，在建筑物室內的一側安裝密度大、蓄熱性能好的重質材料層，針對夏季自然通風的房間，圍護結構將會吸收并蓄存大量的在室外綜合溫度下受到影響的熱量，同時這些熱量不易在短時間內散失，到了傍晚和夜間這些熱量會成為對房間新的輻射源，使住戶感覺到較大的壁面熱輻射。而當住戶使用空調降溫時，建筑物儲存的熱量無疑會增大空調設施的運行負荷，從而延長空調制冷降溫所需時間，最終增加建筑物的運行能耗。

2.針對外圍護結構進行內保溫構造。如果對建筑的外圍護結構進行內保溫構造，則室內的一側安裝密度小、蓄熱系數低的輕質材料層，對于自然采風的房間和空調房間，因為外圍護結構內部的內材料層蓄存的熱量較少，從而加快了自然散熱速度，促使空調設備能在較短時間內排出儲存的熱量，達到室內熱舒適，同時做到建筑物的節能，避免了外保溫構造技術易于引發的降溫慢、耗能大的問題。在溫度日較差偏大的熱工區，墻體內保溫構造技術的防熱節能效果將會更加顯著，原因是外圍護結構在內表面儲存的熱量少，到了傍晚和夜間，室外溫度下降，建筑散熱速度會加快，短時間內就可使室內溫度趨近室外環境溫度，有效達到自然降溫與節約能源的目的。

3.對于間歇空調房的節能改造，要具體情況具體分析。對于間歇使用空調的房間，由于選取的輕質材料構成蓄熱系數小的內表面材料層，內保溫構造技術會降低室內空間至內表面空氣的衰減倍數，減小設備運行負荷，最終達到設備運行的節能目的。內外保溫構造技術在避免外圍護結構內部熱橋的熱量損失以及內部冷凝時，設計人員要針對不同的熱工區進行具體分析。一般情況下，外保溫構造能夠減少外圍護結構內部熱橋的熱量損失，同時減小內部發生冷凝的概率，使房間保持良好的熱穩定，主要原因是外保溫做法會使外圍護結構的主體與熱橋，相對內保溫構造來說，處于溫度較高的一側，熱量傳導的溫差動力會相對偏小，這種現象對于室外溫度較低同時內外溫差偏大的的熱工區來講，會帶來一定程度上的改善。然而，對于室內外溫差較小、熱工區采用間歇式供暖的建筑，效果甚微。因為在此類地區，建筑熱橋的作用較弱，室內露點溫度數值與室外最冷月均溫的上限數值相當，蒸汽在傳輸中的滲透力十分微弱。

3 構建熱學計算模型

依據現行建筑熱工設計標準，針對建筑物外墻圍護結構的熱工節能，其基本技術指標的熱傳導系數依照下式進行計算：

(1)

(2)

在（1）（2）兩式中，K為圍護結構熱傳導系數計算值，單位w／(m2?K)。R為圍護結構的總傳熱阻數值，單位m2?K／W。K’是圍護結構的有效熱傳導系數，單位w／(m2*K)；εi是圍護結構的傳熱修正系數。Ri、Rj分別是外墻內表面、外表面的換熱阻，單位m2?K／W；d是圍護結構設計材料層的厚度，單位m；λc為材料熱傳導系數的計算值，單位W／(m?K)；а為設計材料的導熱系數修正值。

4 應用墻體內保溫方案觀察節能效果

基于上文的分析，以河北地區為對象，我們可以得出下列結果。外墻主體構造與安裝材料的基本熱工參數見表a。對于其熱工區，我們發現內保溫構造是相對優秀的建筑節能改造技術。針對當前建筑市場的通用材料，選取擠塑聚苯板作為墻體的保溫材料，依據模數制的規定與要求，進行設計。實際工程應用中，設計人員可選取厚度60mm的板材，實際熱阻是1．82m2?K／W。對于建筑物進行節能改造后，要對其墻體的外圍護結構不同部分間的熱傳導系數進行計算，結果見表b，節能改造方案的效果對比見表c。為防止墻體圍護結構出現冷凝受潮，要對外圍護結構進行冷凝驗算，必要時要設置隔汽層。

5 房頂輔助措施加強節能效果

依據墻體內保溫構造技術的保溫隔熱原理，設計人員可選取裝飾保溫材料作為吊頂，以便促進房頂的節能功效。這種方法既滿足了室內裝飾裝修的要求，又達到了節能改造的需要。它尤其適合借助空調采暖降溫建筑物的節能改造。在室內安裝的吊頂材料層，一般用纖維石膏板與礦棉板等材料，它們一般密度低、蓄熱系數小，且為輕質材料。空調設施在短時間內便可以排出室內儲存的熱量，從而大大縮短空調設備改變室溫的時間，降低設備運行負荷，達到維護室內熱舒適與節能的雙重目的。除此之外，由于房內吊頂內部空氣間層具有較差的密封性，不能使用實體圍護的熱工指標進行精確計算，因而選取保溫裝飾材料當吊頂僅僅是增強屋頂熱力性能的一種輔助措施。

6 結語

對墻體外圍結構適合進行內保溫構造，這是一種相對節能的方案。墻體中保溫材料的種類與厚度對絕熱保溫及節能性能有顯著的影響，實際工程中設計人員應合理利用裝飾保溫材料作吊頂，輔助建筑物行使節能保溫職能，是一種有效的輔助節能改造措施。本文對內保溫構造技術在建筑節能改造中的應用進行了初步探究。

參考文獻

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