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前言保溫是建筑圍護系統(tǒng)的重要功能之一,也是建筑構造設計的重要內(nèi)容之一。對于寒冷地區(qū)的各類建筑以及非寒冷地區(qū)但有空調要求的建筑均應進行保溫設計。陜西玻璃棉,西安玻璃棉板,西安保溫材料,白色無甲醛玻璃棉板,http://www.tastegoodlechon.com,西安聚鑫建材有限公司通過對建筑進行保溫設計可有效地確保建筑物保溫質量以及合理使用建設投資;同時還可有效地確保建筑的使用質量和耐久性,而且對于降低采暖、節(jié)約能源以及空調設備的投資等具有相當重要的作用。
目前對建筑進行保溫設計,主要考慮保溫的部位有外墻以及屋頂。結合筆者的實踐經(jīng)驗,在建筑的使用過程中其兩側存在較大溫度差而又有保溫要求的部位,都應對其采取保溫設計。其建筑保溫設計包括建筑方案設計中的保溫綜合處理以及圍護結構保溫。本文將結合實踐工程經(jīng)驗對這兩方面的建筑保溫設計進行深入探討。
1建筑保溫設計綜合處理原則為了能有效地使建筑物達到較好的保溫效果,應充分把握建筑物保溫設計原則,使建筑物盡可能地滿足這些原則,從而達到事半功倍的保溫效果。筆者結合實踐,總結了對建筑進行保溫設計應掌握的設計原則如下:應使建筑物具有良好的朝向以及保證建筑物具有適當?shù)拈g距。當建筑物具有良好的朝向時,可有效地利用太陽能,達到節(jié)能和殺菌效果。對于建筑物的朝向應不讓建筑物大面積外表面朝向冬季主導方向,以減少對流換熱損失。
選取有效的建筑體形以及平面形式,通過建筑物的體形系數(shù)(S)來把握。體形系數(shù)(S)即為一棟建筑物與室外大氣接觸的外表面積與其所包圍的體積之比。建筑物的體形系數(shù)對于不同地區(qū)以及建筑層數(shù)的不同有不同的要求,見表1所示。
表1建筑物體形系數(shù)規(guī)定建筑層數(shù)容3層10層嚴寒地區(qū)寒冷地區(qū)夏熱冬冷地區(qū)、溫和地區(qū)A區(qū)夏熱冬暖地區(qū)、溫和地區(qū)B區(qū)不限應提高建筑物圍護結構的保溫性能,從而使建筑物的圍護結構具有良好的熱工性能。因此在設計時,建筑物的圍護結構的總熱阻不低于最小熱阻,以能有效地控制內(nèi)表面溫度;同時應具有一定的熱穩(wěn)定性,避免潮濕、防止壁內(nèi)產(chǎn)生冷凝。
除了圍護結構的保溫性能外,建筑物的窗墻比等對建筑物的耗熱都會產(chǎn)生較大的影響。因此,適當?shù)販p小建筑物的窗墻比以及加強建筑物的密閉性,可有效地避免出現(xiàn)冷風滲透的不利影響現(xiàn)象。對于避免冷風滲透,目前可采取的有效途徑是通過增加建筑物的密閉性,例如可減少建筑物的門窗洞口,減少薄弱環(huán)節(jié),如設置門斗、使門洞避開主導風向。
2建筑保溫設計綜合處理技術綜合上述建筑保溫設計綜合處理原則,在進行建筑保溫設計時,應當充分利用有利因素,如當建筑物具有良好的朝向時,應有效地利用太陽能保溫措施。
對于南向大窗口,冬季白天使大量陽光透入,夜間則用專門的保溫窗簾或保溫板遮擋窗口。室內(nèi)地面需用蓄熱能力大的材料,如磚或混凝土等做成,在白天吸熱并儲存熱量,夜間不斷向室內(nèi)釋放,使室內(nèi)維持一定溫度,其他朝向的各面圍護結構則盡量加強保溫,減少熱量散失。
對于有陽光間與主體房間相鄰情況,陽光間不但有很大的窗口其地面也是蓄熱體,陽光通過玻璃照射到蓄熱體上儲存熱量,從而提高室內(nèi)溫度,而主體房間是通過與陽光間相鄰的墻或窗獲得熱量。夜間用保溫窗簾將陽光間與主體間隔開。另外,為了有效地防止陽光間夏季過熱,在窗上方應有可調節(jié)的排氣孔和遮陽措施。
減少冷風影響的措施。應盡可能使建筑物大面積外表面不朝向冬季主導風向。當條件限制而不能避開主導風向,則應在迎風面上盡量少開門窗。同時充分利用周圍自然條件擋風。
房間的熱特性應適合其使用性質,如全天使用的房間應有較大的熱穩(wěn)定性,以防室外溫度下降或間斷供熱時,室溫波動太大;對于只有白天使用的房間,則應在開始供熱后,室溫能較快的上升到所需的標準。而對于室外氣溫晝夜波動,為了讓室內(nèi)熱環(huán)境能維持所需的標準,在供熱方式供熱的間歇時間不宜太長,以防夜間溫度達不到基本的熱舒適標準。
3建筑圍護結構的保溫設計對于建筑圍護結構的保溫主要體現(xiàn)在外墻保溫設計和屋頂保溫設計,而外墻保溫是建筑物保溫設計中的相當重要的部分,本文將重點對外墻的保溫設計進行深入探討。
3.1外墻保溫設計理論分析目前,對于建筑物的外墻進行保溫設計所采用的設計方法主要是最小熱阻法,見公式(1)所示。但對建筑物進行在實際保溫設計時,如居住建筑、醫(yī)院、幼兒園、辦公樓、學校和門診部等建筑物的外墻為輕質材料或內(nèi)側復合輕質材料時,則外墻的最小傳熱阻應在公式(1)計算求得最小熱阻結果的基礎上進行附加,其附加值應按規(guī)定的采用。
度,n為溫差修正系數(shù),可通過查表得到;Ri為內(nèi)表面換熱阻,m2.K/W;At為室內(nèi)空氣與外墻內(nèi)表面之間的允許溫差3.2外墻保溫設計考慮因素外墻作為建筑物圍護結構的主要組成部分,對其保溫能力的要求,取決于房間的使用性質及技術經(jīng)濟條件,筆者提出應該從以下幾方面考慮:①應該充分保證外墻的內(nèi)表面不結露,即建筑外墻的內(nèi)表面溫度應該不低于室內(nèi)空氣的露點溫度;②對于民用建筑來說,不但要確保其外墻內(nèi)表面不結露,并且還應滿足一定的熱舒適條件,限制內(nèi)表面溫度,從而避免出現(xiàn)過強的冷輻射效應;③建筑物的外墻應具備一定的熱穩(wěn)定性。
3.3建筑外墻保溫設計方案為了達到建筑保溫要求,常見的外墻保溫設計有如下幾種方案:采取單一材料的保溫設計方案。這種設計方案是由導熱系數(shù)很小的材料來做保溫層,從而滿足外墻保溫要求。這種設計方案所采用的保溫材料,其保溫性能比較高;由于其保溫材料不起承重作用,可選擇的靈活性比較大。
例如加氣混凝土砌塊墻體或輕型空心砌塊墻體,這種保溫設計適合非承重結構的填充墻保溫要求。
承載材料和保溫材料相結合的保溫設計方案。這種方案特點是構造比較簡單,施工也很方便。在保溫材料方面應選取導熱系數(shù)比較小,材料強度又要滿足承載要求,同時又要有足夠的耐久性。例如,鋼筋混凝土墻體或砌體結構墻體,內(nèi)側做水泥珍珠巖砂漿保溫層,再做2mm厚的紙筋灰罩面裝飾層。這種保溫設計,可適合外墻承載結構的墻體保溫。
混合做法的保溫設計方案。對于單獨采用某一種構造做法仍不能滿足保溫要求時,或者為了要滿足建筑保溫要求而造成技術經(jīng)濟上不合理時,可采用混合做法的保溫設計方案。例如,既有實體材料的保溫層,又有封閉空氣間層和承載結構的外墻。這種保溫設計方案的保溫構造比較復雜,但具有較好的保溫性能,尤其重點應用于在熱工要求較高的建筑物外墻中。例如,對于鋼筋混凝土墻體,在墻體中間設置40mm厚度以上的封閉空氣間層,同時鋪釘4mm厚的經(jīng)過涂塑處理的雙層鋁箔板。這種混合的外墻保溫設計方案可適合于較高保溫要求的建筑物中。
3.4建筑外墻傳熱異常部位的保溫設計上述所提出的外墻保溫設計方案是針對外圍護墻體的主體部分而言的,對于外墻中存在的傳熱異常的部位,如外墻體中的過梁等。這些傳熱異常部位的熱損失相對其他部位相同面積的熱損失要多,對于這些熱工性能薄弱的“冷橋”部位,必須采取相應的保溫設計措施,以有效地確保建筑物房間的正常室內(nèi)氣候。
預制外墻板間連接節(jié)點的保溫設計??紤]到外圍護墻板的保溫要求,對于預制外墻板在板厚度的中部加設50~100mm厚度的高熱阻保溫材料,可有效地解決外墻板的主體部分的保溫問題。但在相鄰兩塊預制外墻板的連接節(jié)點處,由于現(xiàn)場處理結構連接的需要,此處不可能做成具有保溫功能的復合墻板形式,對于這種節(jié)點連接處較易形成“冷橋”必須在現(xiàn)場對其進行特殊的保溫構造處理。
墻體常見傳熱異常部位的保溫設計。建筑中的鋼筋混凝土梁、過梁等構件,較易形成“冷橋”為了避免這些“冷橋”部位散失過多的室內(nèi)熱量以及其內(nèi)表面可能出現(xiàn)的結露現(xiàn)象,應在這些部位采取局部保溫構造措施。
4結論本文將結合筆者實踐經(jīng)驗,分析進行建筑保溫設計時,要充分利用有利因素以及需考慮的不利因素,同時提出建筑保溫設計綜合處理的措施;結合工程實際情況,為了達到建筑保溫要求,提出建筑圍護系統(tǒng)保溫設計方案的選擇,旨在能為建筑保溫設計提供借鑒。
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