建筑圍護結構保溫設計

何麗花

摘 要：我國北方地區冬季室外溫度很低，建筑圍護結構的保暖設計是建筑節能設計中的重要環節。冬季除通過窗戶進入室內的太陽輻射外，基本上是以通過外圍護結構向室外傳遞熱量為主的熱過程。因此，在進行圍護結構保溫設計時，應根據當地的氣候特點，同時考慮冬夏兩季不同方向的熱量傳遞以及在通風條件下建筑熱濕過程的雙向性。

關鍵詞：建筑；圍護結構；保溫

1 前言

建筑節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在保溫隔熱對建筑所在地的氣候適應性，以及建筑使用特征的適應性和合理性等。本文對建筑圍護結構保溫技術與設計進行了探討。

2 保溫的要求

建筑外圍護結構的基本功能是在室內空間與室外空間之間建立屏障，分隔出一個適合居住者生存活動的室內空間，保證在室外環境惡劣時，室內空間仍能為居住者提供庇護。外門窗是穿越這一屏障聯系室內外空間的通道。從建筑節能角度，外圍護結構上的門窗的基本功能則是為了在室外環境良好時，親近自然，改善室內環境。保溫的目的是為了加強外圍護結構基本功能，提高建筑抵御室外惡劣環境（氣候）的能力，削弱室內外的熱聯系，減少外圍護結構的冷熱耗量。要求保溫墻體在室外天氣條件良好時散發室內熱量是與圍護結構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不同，節能和經濟效果差異很大，其優劣存在爭議。實際上并不存在絕對的“誰優于誰”，這仍然是氣候、社會經濟和整體上誰更協調的問題。應針對具體項目，分析其合理性。分戶墻和樓板保溫的合理性，取決于社會生活狀態和建筑的使用情況。當樓上、樓下住戶同時在家的可能性小時，樓板傳熱造成使用戶在采暖時的能耗增大約100%。此種情況下，樓板保溫隔熱是必要的。

3 墻體保溫措施

墻體保溫隔熱技術一般分為自保溫和復合保溫兩大類。后一類墻體是由絕熱材料與墻體本體復合構成。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。與單一材料節能墻體相比，復合節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，質量風險增加，造價也要高得多。

3.1 墻體內保溫

在這類墻體中，絕熱材料復合在外墻內側。構造層包括：墻體結構層、空氣層、絕熱材料層和覆面保護層等。

內保溫節能墻體設計中不僅要注意采取措施（如設置空氣層、隔氣層），避免冬季由于室內水蒸氣向外滲透，在墻體內產生結露而降低保溫層的熱工性能，根據當地氣候條件和室內溫度分析冷熱橋是否有結露的可能及結露的位置。還要注意采取措施消除這些保溫層覆蓋不到的部分產生“冷橋”而在室內側產生結露現象，一般出現在內外墻、外墻和樓板相交的節點，以及外窗梁、過梁、窗臺板等處。內保溫節能墻體施工方便，室內連續作業面不大，多為干作業施工，有利于提高施工效率、減輕勞動強度，同時保溫層的施工可不受室外氣候的影響。但施工中應注意避免保溫材料受潮，同時要待外墻結構層達到正常干燥時再安裝保溫層，還應保證結構層內側吊掛件預留位置的準確和牢固。由于絕熱層置于內側，夏季晚間外墻內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.在空氣層與結構層之間凝結。由于這種節能墻體的絕熱層設在內側，會占據一定的使用面積，若用于舊房節能改造，在施工時會影響室內住戶的正常生活。當不能統一進行外墻保溫改造時，愿意改造的住戶可以結合家裝，用內保溫提高自家外墻的熱工性能。不同材料的內保溫，施工技術要求和質量要點是不相同的，應嚴格遵守其相關的技術標難。

3.2 墻體外保溫

在這類墻體中，絕熱材料復合在建筑物外墻的外側，并覆以保護層。外墻外保溫應用利于消除冷熱橋 采用高效保溫材料后，熱橋的問題趨于嚴重。在寒冷的冬天，熱橋不僅會造成額外的熱損失，還可能使外墻內表面潮濕、結露，甚至發霉和淌水。外保溫容易消除結構熱橋。在夏季，外保溫層能減少太陽輻射熱進入墻體和室外高溫高濕空氣對墻體的綜合影響，使墻體內溫度降低、梯度減小，有利于穩定室內氣溫。能夠保護內部的磚墻或混凝土墻，室外氣候不斷變化引起墻體內部較大的溫度變化發生在外保溫層內，使內部的主體墻冬季溫度提高，濕度降低，溫度變化較為平緩，熱應力減少，因而主體墻產生裂縫、變形、被損的危險大為減輕，壽命得以大大延長。墻體外保溫施工難度大，質量風險多。當空氣溫度及墻面溫度低于5℃或高于30℃時，黏結保溫層及抹灰面裝修層的施工質量難保證。快進入冬季時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，其內部有結露的危險。

4 屋面保溫技術

一般保溫屋面實體材料層保溫屋面一般分為平屋頂和坡屋頂兩種形式。由于平屋頂構造形式簡單，所以它是最為常用的一種屋面形式。設計上應遵照以下設計原則：①選用導熱性小、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應根據建筑物的使用要求、屋面的結構形式、環境氣候條件、防水處理方法和施工條件等因素，經技術經濟比較確定。③屋面的保溫材料的確定，應根據節能建筑的熱工要求確定保溫層厚度，同時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，應根據建筑的功能，地區氣候條件進行熱工設計。④屋面保溫材料不宜選用吸水率較大的材料，以防止屋面濕作業時，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，屋面上應設置排氣孔以排除保溫材料層內不易排出的水分。設計人員可根據建筑熱工設計計算確定其他節能屋面的傳熱系數K值、熱阻R值和熱惰性指標D值等，使屋面的建筑熱工要求滿足節能標準的要求。

對于倒置式屋面，即將傳統屋面構造中保溫層與防水層“顛倒”，將保溫層設在防水層上面。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室外綜合溫度波首先進行了衰減，使其后產生在屋面重實材料上的內部溫度分布低于傳統保溫屋頂內部溫度分布，屋面儲熱量始終低于傳統屋面保溫方式，向室內散熱量也較小。因此，這是一種隔熱保溫效果更好的節能屋面構造形式。

參考文獻：

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