第3章 建筑围护结构节能设计

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减少建筑物体形系数的方法：
要求建筑物平面布局凹凸不要太多，外立面尽量平整。 可将几栋单元式建筑物组合在一起形成一栋楼。
2、建筑长度、宽度、幢深与节能的关系
增加建筑物长度可以节能（表3-2） 增加建筑物宽度也可以节能（表3-3）
3.建筑幢深、层数与节能的关系
建筑幢深：建筑物沿纵向轴线方向的总尺寸。 单栋建筑物，层数相同时，幢深越大越节能。 体量大的建筑物，幢深越大越节能。（表3-4） 对于单栋建筑物，幢深相同时，通过增加层数来增 加建筑体量，节能效果明显。
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4. 建筑构型与节能措施
（1）控制体形系数 减少建筑面宽，加大建筑进深 增加建筑物的层数 加大建筑物长度或增加组合体 尽量减少建筑物体形变化
（2）控制表面面积系数 热净负荷：一般情况下南墙面是得热面，扣除南墙面 之外其他墙面的热损失之和。 表面面积系数：建筑物其它外表面面积之和A1与南墙 面积A2之比。地面面积按30%计入A1中。 表面面积系数越小越有利于节能（图3-2）
（2）保温材料应具有较低的吸湿率及较好的粘结性能。
（1）保温板粘结或钉固在基底上 ，或两者结合
i.临时固定（塑料钉钉固 ）
ii.永久固定 （膨胀螺栓或预埋筋 ） （2）超轻保温浆可直接涂抹在外墙外表面上。
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3．面层 （1）面层具有保护保温层和外装饰作用 （2）做法： i. 薄面层的一般为聚合物水泥胶浆抹面，厚度一般 在10mm以内，加强材料一般为玻璃纤维网格布， 有的则为纤维或钢丝网。 ii. 厚面层则仍采用普通水泥砂浆抹面，厚度为25— 30mm，加强网为孔 50mmX50mm，用ф2 钢丝焊接的网片 。 iii. 在龙骨上吊挂板材或瓷 砖覆面
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2．保温中空墙体系 这是一种以混凝土砌块体为结构主体、装饰 砖作外墙，挤塑泡沫板作保温材料的外墙保温体 系。 优点是体系中各种材料都能最大限度地发挥其 优 势 。 内 侧 与 挤 塑 泡 沫 板 之 间 所 预 留 的 25— 50mm空气层将外界的湿气隔绝 1 在主体结构之外， 从而有效地保持了墙体的干燥。 3．木框架轻质墙体 由内装饰板 ( 大多用石膏板 ) ，隔气层，木框架， 外用胶合板和外装饰墙组成。这种墙体的保温防 湿性能不足，如果能在木框架之间填充玻璃棉毡， 则可明显提高墙体保温效果。 26
4．保温混凝土夹心墙体系 由4个部分组成：混凝土结构内墙，挤塑泡沫 板保温板(XPS)，混凝土外装饰墙体和连接内、外 墙的低导热性的连接件。这种体系的优点是墙体 的保温隔热性能有很大提高，同时具有耐久、防 火性能好、施工方便等优点。
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七、内保温墙体
内保温外墙由主体结构与保温结构两部分组成，主体 结构一般为砖砌体、混凝土墙等承重墙体，也可能是非承 重的空心砌块或是加气混凝土墙体。保温结构是由保温板 和空气层组成，空气层的作用一是防止保温材料变潮；二 是提高外墙的保温能力 ，对于复合材料保温板来说，则由 保温层和面层，而单一材料保温板则兼有保温和面层的功 能。
（5）最低能耗体型的选择
各面平均有效传热系数不同时，传热系数相对较小的面 具有相应较大的面积的体形为最佳体形； 各面平均有效传热系数相同时，体形系数最小的体形即 为最佳体形。 6
第二节 建筑物墙体节能设计
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围护结构传热耗量约占建筑物总耗热量73％-77％。 在传热耗热量中，外墙约占25％左右，楼梯间隔 墙的传热耗热量约占15％左右；改善墙体的传热 耗热将明显提高建筑的节能效果。 提高外墙热工性能的技术措施，大致有两种：单 一材料外墙，即选用保温、隔热性能较好的满足 建筑节能设计标准的墙体材料作外墙；第二种是 采用复合墙体，即在主体外墙上增加保温材料， 形成复合墙体，又分为外保温，内保温，和夹芯 保温3种。
(4)材质稳定，厚度易控制，整体性好。
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(5)干缩率低，干燥快。本材料干燥收缩率仅为
0.08%，
终凝24h，干燥时间72h 。
(6)水泥砂浆有弹性，可弯曲变型。 。 (7)资源再生，造价低。ZL保温浆料中大量使用废聚苯 板粉碎的颗粒作为轻骨料，胶凝材料中又大量使 用粉煤灰。
(8)玻纤布耐碱强度保持率高，稳定期长，达到玻纤网
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4. 建筑构型与节能措施
（3）考虑日辐射得热量（图3-3）
长、宽、高比例较为适宜的B型，在冬季得热较多，夏 季得热最少； 立方体是冬季日辐射得热最少的建筑体型；
（4）选择适当的长宽比（表3-6）
正南朝向一般长宽比越大得热也越大； 随着朝向的变化，得热减少（临界点67°） 当偏角为90°时，长宽比越大，得热越少。
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现场施工照片
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现 场 施 工 照 片
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四、外保温体系的组成 1．保温层 ：主要采用导热系数小的高效轻质保温材 料，其导热系数一般小于0.05W／m· K。
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（1）保温层具有一定厚度 ，以满足节能标准对该地
区墙体的保温要求。
（3）保温材料收缩率小 。 （4）保温材料在控制其尺度变动时产生的应力要小 。 2．保温板的固定方法
建筑物传热损失
屋顶 15 % 门窗 外墙 45 % 25 %
楼梯间 15 %
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第一节 建筑物构型与建筑节能
影响建筑物采暖空调负荷的因素有：体形系数、 面积、长度、宽度、层高、层数等。
1、体形系数与节能的关系
体形系数：指建筑物与室外建筑接触的外表面积 与所包围体积的比值。 注意：外表面积不包括地面和不采暖楼梯间隔墙 和户门的面积。 体形系数每增加0.01.能耗指标大约增加2.5% 一般宜控制在0.3以下。 同体积情况下，立方体的体形系数最小。（表3-1）
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5．ZL聚苯颗粒复合硅酸盐保温材料
这种外墙保温材料由保温绝热层和抗裂罩面层组成。 保温绝热层是由复合硅酸盐胶粉料与聚苯颗粒轻骨料两 部分分别包装组成。 使用时再加水混合搅拌成为胶浆， 喷抹于墙体上。 抗裂罩面层是水泥抗裂砂浆复合玻纤网布而成，具有 很好的弯曲变形能力，抗裂性好。
优点 ：
(1)容重小，导热系数较低，保温性能好。 (2)软化系数高，耐水性能好。 (3)静剪切力强，触变性好。采用高分子复合增稠技术，材料 的施工性能得到了突破性改善。由于触变性好，抹灰非 常省力，易操作，抹灰速度快。
布与建筑物设计寿命同步的要求。
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6．挤塑聚苯乙烯板保温隔热材料(XPS) 以聚苯乙烯树脂为原料加上其他的原辅料与 聚含物，通过加热混合同时注入催化剂，然后挤 塑压出成型而制造的硬质泡沫塑料板。XPS具有完 美的闭孔蜂窝结构，这种结构让XPS板有极低的吸 水性（几乎不吸水）、低热导 系数、高抗压性、 抗老化性正常使用几乎无老化分解现象）。 与其它几种建筑 保温形式相比，XPS板 粘贴外墙外保温具有整 体保温效果好，导热系 数小，隔断冷热桥的产 生，没有冷凝点，耐久 性好等特点。
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●主要缺点： ① 主体结构未受到保温层保护，容易产生温差变 形裂缝，耐久性降低，比外保温做法的相对寿命缩 短； ② 有热桥产生，且不易处理，削弱了墙体的绝热 性能，绝热层的效率低（仅30％～40％）； ③ 室内热稳定性差，温度波动大，夏季的外墙内 表面温度高； ④ 热桥部位内表面相对容易结露； ⑤ 不利于住户的装修改造，内保温层在装修改造 施工时易遭破坏； ⑥ 使用面积比外保温做法小。
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（4）内保温的墙面上难以吊挂物件，外保温则可以避免 这些问题发生。并且保温材料贴在外侧，每户使用面积 可增加1.5%左右。 （5）外保温有利于加快施工进度，室内装修不致破坏保 温层。并且保温材料可节约40%-60%，故保温节能效果 显著，技术造价较低。 （6）便于旧建筑物进行节能改造，住户无须临时搬迁。
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第三节 建筑门窗节能设计
通过门窗的能耗约为墙体的4倍，屋面的5倍、地 面的20多倍，占围护结构能耗的40%~50% 冬季单层玻璃窗耗热量约占热负荷的30%~50% 夏季单层玻璃窗耗冷量（太阳辐射）约占冷负荷 的20%~30%
ii.机械固定
iii.粘结和机械结合固定 （2）在聚苯板外附着专用 抹面胶浆，玻璃 纤维网 格及专用罩面涂料组成。
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2．BT型外保温板 BT型外保温板是以普通水泥砂浆为基材，以 镀锌钢丝网及钢筋为增强材，在制作过程中与聚 苯板复合成为单面型预制保温板材；导热系数小 于 0.12W／(m· K)。 由于BT型外保温板是 小板块预制件(一般尺寸为 600mmX600mmX65mm) ， 在生产制作过程中可得到充 分养 护，故从根本上避免了 那种整体式围护层因大面积 抹灰造成的易裂、渗问题。 19
保温薄弱节点 ：
1．内外墙交接处 2．外墙转角部位 3．保温结构中龙骨部位 4．踢脚部位
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外墙内保温做法的特点
内保温
+20℃

冰点 热桥
-15℃
●主要优点： ① 采暖升温和空调 降温速度快，有利于 间歇式采暖与空调运 行方式； ② 受雨期和冬期施工 的影响较小，施工方 便； ③ 对面层材料无耐候 要求； ④ 造价适中。
• 主要缺点 1、 冬期和雨期施工受到一定限制； 2、 对材料和施工的质量要求严格，否则面层容易产 生裂缝； 3、 造价相对较高
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三、对保温材料体系的要求 1、耐冻融、耐暴晒、抗风化、抗降解、抗老化 ，总 之有良好的耐候性； 2、基层变形的适应性强，各层材料逐层渐变，能够 及时传送和释放变形应力； 3、导热系数低，室内热稳定性好； 4、憎水性好，透气性好，能有效地避免水蒸气迁移 过程中出现墙体内部结露现象； 5、耐火等级高，在明火状态下不应产生大量有害气 体； 6、柔性、强度相适应，耐冲击能力强。
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八、外墙内保温板 JG/T 159-2004《外墙内保温板》规定了外墙内 保温板产品的术语、分类、技术要求、试验方法、 检 验规则和产品的标志、运输、储存。 1．GRC内保温板 2．玻纤增强石膏外墙内保温板 3．P-GRC外墙内保温板 4．其它几种外墙内保温板
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九、单一材料外墙 1．加气混凝土墙 2．空心砖外墙 3．混凝土空心砌块外墙 4．盲孔复合保温材料
3．水泥聚苯外保温板 聚苯外保温板是以废旧聚苯乙烯泡沫塑料板 (以下简称聚苯板)破碎后的颗粒为骨料，以普通硅 酸盐水泥为胶结料，外加预先制备的泡沫经搅拌 后浇筑成型的。导热系数小于0.09W／(m· K)。
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4． GRC外保温板（玻璃纤维增强低碱度水泥）
用玻璃纤维作面层与高效保温材料预制复合而成的 外墙外保温板，有单面板与双面板之分 。保温材料置于 GRC槽形板内的是单面板，而将保温材料夹在上下两层 GRC板中间的是双面板。 用GRC外保温板 与主墙体复合组成的 外保温复合墙体构造 有紧密结合型（下图 左）和空气隔离型 （下图 右）两种。
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六、几种国外广泛应用的外墙外保温体系 1．墙／钢框架墙体系 以钢结构为主体，装饰砖为外墙，玻璃棉毡和挤塑 泡沫板为保温隔热层。 特点： (1)钢框架具有可靠性和耐燃性，并不受白蚁的侵蚀。 (2)钢框架提供了保温用的玻璃棉毡间隙，安装简便。 (3)用挤塑泡沫板外保温可消除各热桥部位传热，从 而大大提高墙体保温性能。 (4)墙体和保温板之间的空隙提高墙体抗湿性能使内 墙保持干燥。 (5)外墙装饰砖美观耐用。
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五、外墙外保温板 1．纤维增强聚苯外保温饰面体系（专威特系统） 具有良好的保温节能、防水和装饰效果，能防 裂，抗渗性好，并还可便于利用聚苯板(导热系数 小于0.041W／m· K)做出各种凹凸装饰线，饰以各 色涂料，丰富建筑 的造型和色彩。
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（1）专威特系统中聚苯板固定方式 ：
i.粘结固定
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一、墙体的类型：
外墙按其主体结构所用材料分类，目前主要有：加
气混凝土外墙、黏土空心砖外墙、黏土(实心)砖外
墙、混凝土空心砌砖外墙、钢筋混凝土外墙、其
他非黏土砖外墙等。
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二、外保温墙体的主要特点 ：
外保温系统由粘贴层、保温层、防护层和饰面层组成
外保温
•优点： （1）基本消除了热桥的影响。 （2）外保温作法室内能蓄存 更多的热量，室温较稳定， 热环境较好，生活较舒适 。 （3）由于采用外保温使内部 的主体墙冬季保温性能提 高，避免了室外温度和太 阳辐射剧烈波动对主体结 构的影响而产生裂缝，使 墙体的耐久性得以加强。