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建筑保温

/building insulation/
条目作者周景德董宏
条目作者周景德

周景德

董宏

董宏

最后更新 2024-12-05
浏览 164
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减少建筑物室内热量向室外散发的措施。

英文名称
building insulation
所属学科
土木工程

建筑保温对创造适宜的室内环境和节约能源有重要作用,主要从建筑外围护结构上采取措施,同时还要从房间朝向、单体建筑的平面和体形设计,以及建筑群的总体布置等方面加以综合考虑。

外围护结构保温主要从热阻、热惰性和气密性方面进行改善。

外围护结构的两侧存在温差时,就有热流通过,阻碍热流通过的能力称为热阻。单位温差下,热阻值越大,通过外围护结构的热量就越小。热阻的大小取决于外围护结构的厚度及所用材料的导热系数。此外,外围护结构的热阻与表面换热阻之和称为传热阻。在设计围护结构时,应选择合适的总热阻值,同时还应注意热阻值不得小于冬季保温要求的热阻最小值。热阻最小值是指房间在冬季正常供暖和正常使用条件下,为保证外围护结构内表面不出现结露或室内基本热舒适,而必须控制围护结构内表面与室内空气之间的温差满足一定容许值所需要的热阻。

当室外气温发生变化时,由于热传导的作用,外围护结构内表面的温度也会随之改变。热惰性高的外围护结构在室外气温剧烈波动时,可显著降低围护结构内表面的温度波动,减缓对室内热环境的不利影响。当采用蓄热能力差的轻质保温材料时,为防止室温波动引起外围护结构内表面结露,围护结构所需的热阻最小值应按有关规定适当增加。

空气渗漏会增大室内外的热量交换,不利于建筑保温。控制建筑气密性的主要环节是建筑外门窗。其中:开启扇形式、密封条的设置、型材和五金件的连接以及门窗的安装都会对气密性产生比较大的影响。建筑节能标准对不同气候区外门窗气密性需要达到的等级要求做出了规定,以保证建筑的保温性能。

外围护结构主要需要保温的部位有外墙、屋顶、窗和地面。

在选择外墙材料时,应注意外墙的承重、保温、防潮和经济方面的要求。黏土实心砖墙具有价格低廉、蓄热能力强、热稳定性好,又有一定的吸湿和散湿作用等优点,但这种墙体材料体重、厚度大,施工费时。黏土空心砖墙的保温性能比实心砖墙高一倍左右,重量轻20%~40%,强度也较高。混凝土空心砖块的保温性能与黏土空心砖相似。轻骨料混凝土墙具有与实心砖墙相近的保温性能和较高的强度,生产和施工简单,其保温性能主要取决于骨料本身的导热性能。轻混凝土,如泡沫混凝土、加气混凝土等具有重量轻、保温、吸声好和易于加工等优点,但不能承重。还有一种由结构层、保温层和饰面层组成的复合结构墙板,其保温层常用岩棉、玻璃棉、加气混凝土或聚苯乙烯等制成。复合结构墙板的保温层位置对墙体的保温性能有一定影响,须根据室内外气候条件、房间用途、保温材料的热湿性能及其强度等因素加以确定。

屋顶主要有平屋顶和坡屋顶两种。平屋顶通常由承重结构层、保温层和防水层组成,保温层一般设在承重结构层之上,在保温层下面设隔汽层和排汽层或排汽沟。坡屋顶有设顶棚和不设顶棚之别。不设顶棚的坡屋顶或设有阁楼的坡屋顶,其保温要求同平屋顶。顶棚可起保温作用,但需要确定屋顶和顶棚保温值的合理比值,使结露点位于隔汽层之上。为防止蒸汽渗入保温层,还应考虑通风、排气等要求。

窗是围护结构中散热量最大的构件。单层木框玻璃窗的传热量要比相同单位面积的砖墙高3~5倍。窗的传热有3个途径:①通过玻璃的传热和对流。②通过窗缝的对流。③通过保温性能差的窗框的传热。针对上述情况,通常从构造上采取措施加以改进。例如,采用断桥型材、中空玻璃、镀膜玻璃、软百叶帘,设置防止空气渗透的密封条,改善窗框构造等,高保温性能外窗的传热性能已经超过不设置保温层的黏土实心砖墙,可以极大地改善外围护结构的保温性能。

实验表明,人在裸体情况下,脚底接触地面传走的热量约为身体其余部分传走热量的6倍,因此地面保温对人的冷热感觉影响很大。地面保温设计可考虑:①选取合适的面层材料,如用木板作面层。②紧靠面层下设保温层。③铺设各种地毯。

建筑群总体布置。应以冬季能够获得较多的阳光和抵御风寒为原则。总体布置可采用南北朝向的行列式建筑群或间有东西朝向的混合式建筑群,后者更佳。在迎冬季主导风向的外围环境可种植林木以减弱风力。

建筑平面和体形。在其他条件相同的情况下,体积相同的建筑物,外露面积越小,热损耗也越小。常用建筑体形系数(建筑物外露面积与其体积之比)来说明建筑物体形的热损耗性能。因此,应合理选择建筑物的体形以减少热损耗。

房间布置和朝向。在寒冷地区,阳光对创造室内舒适的环境和保证卫生条件起重要作用,因此房间朝向很重要。北半球地区一般采用南向、南偏东向或南偏西向,并避免冬季主导风向的侵袭。经常有人居留的房间,应布置在良好的朝向,并尽量加大进深以扩大向阳面积,辅助房间则布置在其他朝向。

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