居住建筑外墙外保温厚度的优化
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居住建筑外墙外保温厚度的优化
【摘要】外保温技术是发展节能建筑的关键。外保温墙由保温板和墙体中间的流动空气组成,能够有效地起到隔热和保温的作用。我国大部分地区气候四季分明,冷热明显,在建筑上使用外墙保温技术可以节省大量的暖气和空调费用。本文简要介绍了外墙外保温技术的优点、保温层设计厚度的计算以及需要注意的一些问题。
【关键词】外墙外保温技术;优点;厚度计算
目前,能源问题已经成为各国关注的热点问题之一,如何更好的解决能源不足的问题,成为各国科学家研究的重点。如今,建筑外墙的外保温技术,采用新型的装饰材料,改善了传统的外墙内保温技术的不足,是一种新兴的保温技术。其优越性十分明显,它能够有效避免墙面冬季的结露现象,避免建筑热桥,既可以保护建筑的主体结构,减少温度的应力,又能增加结构的寿命。此外,建筑外墙的外保温技术可以在不干扰居民的环境下进行施工,还能使原有的建筑更加美观。
1 外墙外保温技术的优点
随着我国节能工作的不断发展,节能的标准也在逐渐提高,用于建筑外墙外保温技术的材料和技术也在不断改进。如今,建筑外墙外保温技术的优越性日益得到了广大群众的重视,同其他墙体保温技术相比,外墙外保温技术主要具有以下优点:
1.1 保温效果明显
外墙外保温技术是将保温材料装置在建筑物的外部,基本上能够消除在建筑物各个部位产生的“热桥”影响,进而充分发挥了新型保温材料的功能,与外墙内保温和夹心保温墙体相比,即使使用较薄的保温材料,也能够达到满意的保温效果,起到节能的目的。
1.2 适用范围广
外墙外保温技术既能满足北方地区冬季建筑的采暖需求,同时也能满足南方地区夏季隔热地区的空调建筑。新建的建筑可以使用外墙外保温技术,老式建筑同样可以在不影响居民正常居住的情况下,进行外墙外保温技术的施工。
1.3 能够有效改善室内环境
外墙外保温技术一方面提高了墙体的保温隔湿效果,另一方面保证了室内热量的稳定。此外,在一定程度上,还阻止了雨水对墙体的侵蚀,保证了墙体的干燥,避免了因墙体潮湿造成室内湿度过大,而引起结露、霉斑等情况的出现,给人们良好的居住环境创造了条件。
1.4 有利于旧房改造
我国目前的大部分建筑因墙体的保温功效差,造成了大量能源的浪费。冬季,建筑物内常出现墙体发霉、结露等现象,影响了居民居住环境。而采用外墙外保温技术对原有的建筑进行节能改造的过程中,不会对居民在室内的正常工作和生活造成任何影响。
2 保温层设计厚度计算过程
上面我们已经提到了外墙外保温技术在节能、适用范围等方面都具
有一定的优势,下面我们就谈一下经济保温厚度的问题。经济保温厚度取决于所在地的气候、建筑形状、建筑材料等因素,在建筑保温设计的过程,我们一方要选择合理的保温材料和结构,另一方面又要保证保温材料在满足热工要求的同时具有合理的厚度。民用建筑的外墙节能设计通常要考虑建筑物的地理位置、墙体方位、体型系数、太阳辐射吸收系数等来确定外墙体的最小传热阻。
根据上表k和d的具体规定,以下的计算方式和材料本身的导热系数λ,我们便可以计算出保温材料的具体厚度。
围护结构热阻r=r1+r2+…+rn=σ1/λ1+ σ2/λ2+…+σn/λn①
其中,r1,r2,…rn表示的是不同材料层的热阻;σ1,σ2,…,σn表示的是材料层的厚度,λ1,λ2,…,λn表示各材料层不同的导热系数。
维护结构的热惰性指标d=d1+d2+…+ dn=r1s1+r2s2+…+rnsn②
其中,sn,s2,…sn表示各材料层不同的蓄热系数,空气层的蓄热系数为零。
传热系数k=1/(ri+ξr)③
ri是窗户和空气层的热阻。
上面我们所演示的k的计算方法主要适用于没有采取抗震措施不
会出现圈梁等“热桥”现象的多层维护结构。根据上面三个公式,我们可以精确计算出保温材料和其他建筑配合使用简称的围护结
构的热阻r、传导系数k和热惰性指标d,此外还能计算出节能达到50%的墙体的最小厚度值。
3 外墙平均传热系数并不是评价建筑物节能的唯一指标
以前,有不少人错误地把平均传热系数当作是建筑物节能唯一指标。以陕西省省标为例,各个分项的指标明确规定了外围护结构的规定指标。该指标包括了建筑物的遮阳率、建筑物的体型系数、屋顶和外墙的平均传热系数和门窗的保温隔热性能等指标。在具体的施工中,必须认真阅读理解省标的规定,严格按照省标中的规定对建筑进行节能设计,才能保证建筑物外墙外保温的隔热层厚度得到优化。
省标中,根据建筑物的体型系数,以0.47为界分成了两种情况。当体型系数大于0.47时,各方位的墙体都使用北面墙体使用的传热阻限值;当体型系数小于等于0.47时,要分别确定东西南北四个方向的传热阻限值。
4 保温隔热层的厚度除了采用规范的计算方法外,还应考虑热阻的余量问题
首先,在计算外墙的传热系数时,应充分考虑周边“热桥”可能会造成的影响。
其次,要考虑建筑的抗震性能对传热的影响。居民建筑要具有一定的抗震登记,在各种围护构造的建筑中都采用了不同的抗震措施。比如通过圈梁等的使用来加强建筑的抗震等级,使其符合国家相关的抗震要求。通常这些措施都在钻混凝结构的体系中采用了钢筋混凝土的材料,这样,就会在建筑的外墙中形成“热桥”。“热桥”的出现必然会增加传热的损失。而在我们计算外墙的传热系数时,如
果没有考虑到周边“热桥”因素带来的影响,计算结果就会和实际情况存在较大的出入,这样,不仅无法达到节能的效果,还会影响到建筑的室内温度,给居民的生活带来不便,同时造成生活水平的下降。所以,对于建筑物外墙保温层的厚度的计算,一定要按照规范的计算方法进行。
第三,考虑一定的热阻余量。在计算喷涂聚氨酯保温隔热层的厚度时,我们一般会适度的将计算出的厚度值扩大10%-20%,也就是说,如果我们计算出的保温层的厚度是15mm,我们一般会将保温层的操作厚度定为20mm。这样,我们就可以有效避免施工出现的误差,以及材料含水等不确定因素的作用,保证保温层的厚度符合实际需要的标准。
5 结语:
外墙外保温技术的推广不但能够延长建筑物的使用寿命,符合国家可持续发展的政策,同时,还有利于居民节省日常的取暖等日常开支。但是,目前,外墙外保温的发展还存在的一定的问题,如技术不过关、施工质量等问题,这些都需要我们加紧对外墙外保温技术的研究,并制定严格的审批制度,抬高其市场准入门槛。这样,才能保证外墙外保温技术能够真正的发挥其优势,造福广大民众。