建筑保溫

概述：我國《民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范GB50176-93》按下列條件，將全國劃分成五個建筑熱工設(shè)計分區(qū)：嚴寒區(qū)：最冷月平均溫度≤－10℃，日平均氣溫≤5

℃的天數(shù)，在145天以上的地區(qū)；寒冷區(qū)：最冷月平均溫度0～－10℃

，日平均氣溫≤5

℃的天數(shù)在90—145天的地區(qū)；夏熱冬冷區(qū)：最冷月平均溫度0～10℃

，最熱月平均溫度25℃～30℃；夏熱冬暖區(qū)：最冷月平均溫度大于10℃

，最熱月平均溫度25℃～29℃；日平均氣溫≥25

℃的天數(shù)在100—200天，夏季防熱、冬季可不保溫；溫和地區(qū)：最冷月平均溫度0～13℃，最熱月平均溫度18℃～25℃。日平均氣溫≤5

℃的天數(shù)在0—90天9-1建筑保溫綜合處理的基本原則

（保溫措施）1、充分利用太陽能：

日照對建筑保溫的重要意義：(1)太陽能能量密度高；（2）太陽能為清潔能源；（3）太陽能廉價；（4）太陽能有利于人體健康；（5）太陽能的利用非常現(xiàn)實。2、防止冷風(fēng)的不利影響：

風(fēng)對室內(nèi)氣候的影響有兩方面：一是通過門窗口或其它孔隙進入室內(nèi)，形成冷風(fēng)滲透；二是作用在圍護結(jié)構(gòu)外表面上，使對流換熱系數(shù)變大，增強外表面的散熱量。

防止冷風(fēng)的措施：應(yīng)爭取不使大面積外表面朝向冬季主導(dǎo)風(fēng)向，當(dāng)受條件限制不可避免時，也應(yīng)在迎風(fēng)面上盡量少開門窗或其它孔洞，嚴寒地區(qū)還應(yīng)設(shè)置門斗。

另外，還要綜合考慮房間密閉性和透氣性的關(guān)系。

3、選擇合理的建筑體型、朝向

建筑師處理體型與平面設(shè)計時，首先應(yīng)考慮功能要求，必須正確處理體型，平面形式與保溫的關(guān)系；否則，不僅增加采暖費用，浪費能源，而且必然影響圍護結(jié)構(gòu)的熱工質(zhì)量。盡量減少表面積以減少熱量的散失，球形、圓形、方形、多邊形、多層。4、使房間具有良好的熱特性與合理的供熱系統(tǒng)：

熱特性應(yīng)適合使用要求。例如：全天使用的房間應(yīng)有較大的熱穩(wěn)定性，以防止室外溫度下降或間斷供熱時，室溫波動太大；對于只白天使用或只有一段時間使用的房間，要求在開始供熱后，室溫能較快上升到所需標準。

當(dāng)室外氣溫晝夜波動，特別是寒潮期間連續(xù)降溫時，為使室內(nèi)氣候能維持所需的標準，要有合理的供熱系統(tǒng)。5、窗的設(shè)置和保溫

玻璃窗的熱阻遠小于其它維護結(jié)構(gòu)，是保溫重點部位。

（1）增加窗的層數(shù)；

（2）改善窗框和玻璃的傳熱性能。

6、熱橋處理

建筑保溫條件薄弱的局部：墻轉(zhuǎn)角、圈梁、窗過梁、檐口等處。9-2外圍護結(jié)構(gòu)的保溫設(shè)計一、對外圍護結(jié)構(gòu)的保溫要求

二、低限熱阻的確定

三、絕熱材料

四、圍護結(jié)構(gòu)構(gòu)造方案的選擇一、對外圍護結(jié)構(gòu)的保溫要求：

圍護結(jié)構(gòu)對室內(nèi)氣候的影響，主要是通過內(nèi)表面溫度體現(xiàn)的。內(nèi)表面溫度過低，不僅影響人體健康，還會出現(xiàn)表面結(jié)露，嚴重影響衛(wèi)生，加重結(jié)構(gòu)潮濕狀況，降低結(jié)構(gòu)耐久性。穩(wěn)定傳熱條件下，內(nèi)表面溫度僅決定于室內(nèi)外溫度和圍護結(jié)構(gòu)的總熱阻，越大則內(nèi)表溫度越高。就大量性工業(yè)和民用建筑，控制圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度不低于室內(nèi)露點溫度，以保證內(nèi)表面不致結(jié)露是起碼的要求。二、低限熱阻的確定：

說明：：冬季室內(nèi)計算溫度。民用建筑或其它以滿足人體生理衛(wèi)生需要為主的房屋，按衛(wèi)生標準取值；工業(yè)廠房或有特殊要求的房間，按相應(yīng)規(guī)范取值。：冬季室外計算溫度。為使同類采用不同熱穩(wěn)定性圍護結(jié)構(gòu)的房間的室內(nèi)氣候狀況接近一致，不同結(jié)構(gòu)應(yīng)采用不同的室外計算溫度。低限熱阻是一種技術(shù)標準，其確定方法應(yīng)由國家規(guī)范來規(guī)定?，F(xiàn)暫按下式確定：：考慮外表面位置的修正系數(shù)。由于計算低限熱阻公式中統(tǒng)一取當(dāng)?shù)氐氖彝鈿鉁氐挠嬎阒?，這對外墻、屋頂?shù)戎苯咏佑|大氣的圍護結(jié)構(gòu)來說符合實際，但對那些不直接接觸室外空氣的結(jié)構(gòu)來說則需要修正。如：頂棚的上部是悶頂空間，其溫度比室外氣溫要高一些。見表9-1：允許溫差。見表9-2。使用質(zhì)量要求較高的房間，小一些。相同的室內(nèi)外氣候時，按較小的確定的大一些，即使用質(zhì)量要求越高，圍護結(jié)構(gòu)應(yīng)有更大的保溫能力。經(jīng)濟熱阻按最小傳熱阻，節(jié)省建造費但增加采暖費；無限增加熱阻，節(jié)省采暖費但浪費建造費，存在最佳經(jīng)濟熱阻。世界發(fā)達國家外墻保溫標準逐漸提高。英國（氣候與上海相近）1973年前外墻傳熱系數(shù)1.6w/(m2k)，1974年后1.0w/(m2k)，1982年后0.6w/(m2k)，1988年后0.45w/(m2k)。與北京相近氣候的發(fā)達國家約為0.35w/(m2k)。我國北京為0.9w/(m2k)。三、絕熱材料：

絕熱材料：指那些絕熱性能較好，即導(dǎo)熱系數(shù)較小的材料，通常把導(dǎo)熱系數(shù)小于0.25并能用于絕熱工程的材料。保溫材料：習(xí)慣上用于控制室內(nèi)熱量外流的材料。隔熱材料：防止室外熱量進入室內(nèi)的材料。導(dǎo)熱系數(shù)是絕熱材料最重要、最基本的熱物理指標。一定溫差下，導(dǎo)熱系數(shù)越小，通過一定厚度材料層的熱量越小；同樣，為控制一定熱流強度所需的材料層厚度也越小。影響導(dǎo)熱系數(shù)的因素很多，如密實性，內(nèi)部孔隙的大小、數(shù)量、形狀，材料的濕度，材料骨架部分（固體部分）的化學(xué)性質(zhì)，以及工作溫度等。常溫下，影響最大的因素是容重和濕度。1。容重對導(dǎo)熱系數(shù)的影響容重：單位體積材料的重量。孔隙率：材料中孔隙所占的體積與材料整體體積的百分比

容重能很好地表明材料孔隙率的大小，一般情況下，容重較小，孔隙率越大。導(dǎo)熱系數(shù)隨孔隙率增加而減小，即容重越小，導(dǎo)熱系數(shù)也越小。但容重小到一定程度后，再加大孔隙率，則導(dǎo)熱系數(shù)不僅不再降低，還會變大，存在有最佳容重。例如圖9-2。原因是：孔隙率太大，不僅意味著孔隙的數(shù)量增多，而且孔隙也必然增大。其結(jié)果，孔壁溫差變大，輻射傳熱量加大，同時，大孔隙內(nèi)的對流傳熱也增多。特別是由于材料骨架所剩無幾，使許多孔隙互相貫通，使對流顯著增加。2。濕度對導(dǎo)熱系數(shù)的影響重量濕度：指試樣中所含水分的重量與絕干狀態(tài)下試樣重量的百分比體積濕度：濕試樣中水分所占體積與整個試樣體積的百分比重量濕度和體積濕度的換算：

材料受潮后，導(dǎo)熱系數(shù)顯著增大。原因是由于孔隙中有了水分后，附加了水蒸氣擴散的傳熱量，此外還增加了毛細孔中的液態(tài)水分所傳導(dǎo)的熱量。一般情況下，水得導(dǎo)熱系數(shù)約為0.58，冰的導(dǎo)熱系數(shù)約為2.33，都遠大于空氣的導(dǎo)熱系數(shù)0.03。3。溫度對導(dǎo)熱系數(shù)的影響溫度愈高，導(dǎo)熱系數(shù)愈大。原因是當(dāng)溫度增高時，分子熱運動加劇，此外，孔隙內(nèi)的輻射換熱也增強。

熱流方向?qū)?dǎo)熱系數(shù)也有影響

主要表現(xiàn)在各向異性材料，如木材、玻璃纖維等，當(dāng)熱流平行纖維方向，導(dǎo)熱系數(shù)較大，當(dāng)熱流方向垂直纖維時，導(dǎo)熱系數(shù)較小。絕熱材料按材質(zhì)構(gòu)造分有：多孔的、板（塊）狀的和松散狀的。從化學(xué)成分看有：無機材料，如膨脹礦渣、泡沫混凝土、加氣混凝土、膨脹珍珠巖、膨脹蛭石、浮石及浮石混凝土、硅酸鹽制品、礦棉、玻璃棉等；有機材料，如軟木、木絲板、甘蔗板、稻殼等；各種泡沫塑料；鋁箔等反輻射性能好的材料。材料的選擇要結(jié)合建筑物的使用性質(zhì)、構(gòu)造方案、施工工藝、材料的來源以及經(jīng)濟指標等因素，要按材料的熱物理指標及有關(guān)的物理化學(xué)性質(zhì)進行具體分析。絕熱材料的選擇：三、圍護結(jié)構(gòu)構(gòu)造方案的選擇：

1、單設(shè)保溫層由導(dǎo)熱系數(shù)很小的材料作保溫層起主要保溫作用。保溫層不起承重作用，所以選擇的靈活性較大，不論是板塊狀，纖維狀以至松散顆粒狀材料均可應(yīng)用。外粉墻磚砌體保溫層隔汽層內(nèi)粉墻單設(shè)保溫層結(jié)構(gòu)示例2、封閉空氣間層保溫

封閉的空氣層有良好的絕熱作用?？招钠鰤K保溫與承重結(jié)合構(gòu)造3、保溫與承重相結(jié)合

空心板、空心砌塊、輕質(zhì)實心砌塊等，既能載重又能保溫。4、混合型構(gòu)造當(dāng)單獨用某一種方式不能滿足保溫要求，或為達到保溫要求而造成技術(shù)經(jīng)濟上不合理時，往往采用混合型保溫構(gòu)造。例如既有實體保溫層，又有空氣層和承重層的外墻或屋頂結(jié)構(gòu)。如圖是一個200C的恒溫車間外墻構(gòu)造。123765841—混凝土；2—粘結(jié)劑；3—聚氨脂泡沫塑料；4—木纖維板；5—塑料薄膜；6—鋁箔紙板；7—空氣間層；8—膠合板涂油漆保溫層在承重層外側(cè)的優(yōu)點：

1、使墻或屋頂?shù)闹饕糠质艿奖Ｗo，大大降低溫度應(yīng)力的起伏，提高結(jié)構(gòu)的耐久性。如圖9-5。此外，外保溫對減少防水層的破壞，也是有利的。

2、由于承重層材料的熱容量一般都遠比保溫層大，所以這種布置方式對房間熱穩(wěn)定性有利。當(dāng)供熱不均勻時可保證圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)表面的溫度不致急劇下降，從而使室溫不致很快下降。

3、保溫層放在外側(cè)時，將減少保溫層內(nèi)部產(chǎn)生水蒸氣凝結(jié)的可能性。

4、舊房改造，特別是為了節(jié)能而加強舊房的保溫型性時，外保溫處理效果最好。

倒鋪屋面：即防水層不設(shè)在保溫層上邊，而是倒過來設(shè)在保溫層底下。國外稱“UpsideDown”構(gòu)造法，簡稱USD構(gòu)造，如圖。結(jié)構(gòu)層覆蓋層保溫層防水層USD構(gòu)造方法示例9-3傳熱異常部位的設(shè)計要點一、地板保溫設(shè)計的特點

二、窗戶保溫

三、熱橋

四、其它傳熱異常部位保溫一、地板保溫設(shè)計的特點：

1。人腳與地板直接接觸傳熱以木地面和水磨石兩種地面為例，既是它們的表面溫度完全相同，但若赤腳站在水磨石地面上，就比站在木地面上涼得多。這是因為兩者的吸熱指數(shù)B不同造成的。木地面:B=10.5水磨石:B=26.82.沿外墻周邊局部保溫處理越靠近外墻，地板表面溫度越低，單位面積的熱損失越多。如圖為一采暖房屋地面及地板下土壤中的溫度分布。為改善外墻周邊地板的熱工狀況，可采用圖示的局部保溫措施。二、窗戶保溫：

窗戶保溫性能低的原因，主要是縫隙透氣；玻璃、窗框和窗樘等的熱阻太小。下表是常用的各類窗戶的總傳熱系數(shù)和總傳熱阻的值。1。提高氣密性，減少冷風(fēng)滲透。針對我國目前的情況，應(yīng)從以下幾方面來改善窗的保溫性能：2.提高窗框保溫性能。3。改善玻璃部分的保溫能力。例如：雙層窗、雙玻璃窗、空心玻璃磚等。三、熱橋保溫：

圍護結(jié)構(gòu)中，一般都有保溫性能遠低于主體部分的嵌入構(gòu)件，如外墻體中的剛或鋼筋混凝土骨架、圈梁；樓板、墻板中的肋條等