浅析建筑围护结构的保温

于志华 刘庆立

随着建筑用能步伐的加快,对建筑物的节能设计显得越来越重要。建设部颁发了寒冷、严寒地区的强制节能标准,这些标准不仅使新建筑工程有了节能标准,同时也是对我们设计队伍的严格要求。

建筑外围护结构是由外墙、屋面、门窗等构成,是控制建筑能耗的最重要因素,外围护结构系统需要高效保温隔热外墙体系、热桥阻断构造技术、高效保温隔热屋面技术与构造设计和绿色屋面技术系统、高效门窗系统与构造技术、高性能保温隔热玻璃技术与选用、高性能遮阳技术系统。

1 建筑外墙体保温设计

外墙体保温宜采用外墙外保温体系,但建筑物朝向选择和建筑体形的变化也直接影响建筑节能设计,建筑朝向的原则是冬季能获得足够的日照并避开主导风向,夏季能利用自然通风并防止太阳辐射,尽量避免东西向日晒;建筑体形系数越大,单位建筑面积对应的外表面面积越大,传热损失就越大,但是体形系数过小将制约建筑师的创造性,应权衡利弊,兼顾不同类型的建筑造型,以达到节能的目的。

外保温系统在设计中常见的是通过保温板和主墙体的组合,通过计算外墙的平均传热系数来确定保温板的厚度,还要考虑围护结构周边混凝土梁、柱、剪力墙等“热桥”的影响,在“热桥”部位应采取隔断热桥或保温措施;在外墙变形缝缝隙处也应该做保温处理,以保证建筑在冬季采暖和夏季致冷时,通过围护结构的传热量不超过标准的要求。

2 建筑屋面保温设计

建筑物屋面是受阳光直接照射的,表面温度比其他围护结构高得多,对此必须考虑屋面隔热保温措施,对于屋面的保温措施有传统的铺设保温板屋面、倒置式屋面、种植屋面、蓄水屋面,根据屋面的传热系数来确定保温板的厚度;所谓倒置式屋面就是将传统屋面的保温层和防水层颠倒放置,将保温层放在防水层的上面,这种做法可以免去在保温层下面做隔汽层而且也有效的保护了防水层,延长了防水层的使用寿命;种植屋面除了可以增加城市绿化面积、美化城市、改善城市气候环境外,还可以降低建筑能耗、减少温室气体排放,种植层、蓄水层、排水层等做法的增加有效的降低了传热系数,在夏季可以大量的节省空调用电,这种做法对防水做法要求很高,对植被种类也有限制,对于屋面的荷载也有所增加,但从节能角度分析,绿化屋面是有利于城市和居民的综合性好事,应积极推广;蓄水屋面就是利用水蒸发时带走大量的热量,大量消耗晒到屋面的太阳热能,这样就能有效的降低屋面温度,改善屋面热工性能,蓄水屋面的水深大概在150 mm～200 mm左右,同种植屋面一样,蓄水屋面对于防水做法要求很高,屋面荷载也有所增加,但应积极推广。

除了铺设保温材料做法外还可以从建筑设计角度考虑在屋顶设置通风隔热层或者将顶层作为设备间,形成二次隔热减少屋面温度的影响。

3 建筑门窗保温设计

建筑门窗一般是薄壁的轻质构件,是建筑保温、隔热、隔声的薄弱环节,普通单层玻璃窗的能量损失约占建筑冬季保温和夏季降温能耗的50%以上,因此门窗是改善室内热、光环境的重中之重,其性能直接决定着建筑节能的效果,门窗的保温和隔热与玻璃、门窗框的材料、构造、气密性息息相关;推行节能建筑就必须推行中空、充气、低辐射玻璃。常用的中空玻璃是由两层以上玻璃将空气层密封,其间层中充以粘度系数大而导热系数小的惰性气体,以减小间层中的对流换热,如果中空玻璃能与 Low-E或Sun-E玻璃结合,保温隔热性能更突出。除了在门窗设计上有节能要求,在构造上对门窗也有相应的要求,门窗立口应尽可能靠近主体外侧,以减少门窗框四周的“热桥”面积,门窗洞口外侧四周墙面应进行保温处理,门窗上口应设计滴水线;门窗框与墙体之间的缝隙应采用发泡聚氨酯高效保温材料填实,其洞口周边缝隙内外两侧应采用硅酮系列建筑胶密封。当设置凸窗时,凸窗挑出主体墙外皮不得大于600 mm。

夏季东向和西向外窗的太阳辐射热,对空调能耗影响很大,设置有效的外遮阳设施,是空调节能的重要环节,当东西向外窗面积很小时,可以不设置外遮阳设施,外遮阳做法通常有水平式外遮阳、垂直式外遮阳、挡板式外遮阳、横百叶挡板式外遮阳、竖百叶挡板式外遮阳和组合式外遮阳,有效的利用遮阳挡板能够有效的遮挡一部分阳光对门窗的直射,减少太阳辐射热。

4 结语

我国建筑用能已超过全国能源消费总量的1/4,并将随着人民生活水平的提高逐步增加到1/3以上,建筑用能数量巨大,浪费严重,制定并实施建筑节能设计标准,有利于改善建筑的热环境,提高能源利用效率,从根本上扭转建筑用能严重浪费的状况,实现国家节约能源和保护环境的战略。贯彻有关政策和法规就需要我们从设计抓起,明确建筑围护结构能给整个建筑节能带来的影响,明确建筑围护结构的节能做法,并有效的应用在实际工程中,创作出既符合建筑学原理,又符合节能要求的优秀建筑。