金坚强
(衢州学院建筑工程学院 浙江衢州 324000)
夏热冬冷地区建筑外保温系统现状分析
金坚强
(衢州学院建筑工程学院 浙江衢州 324000)
夏热冬冷地区四季无常,气候变化巨大,通常夏季炎热,冬季寒冷,室内温度不容易控制,且我国有此气候的地区因生活习惯差异、炎热和寒冷程度不同,在建筑墙外结构的保温指标尚未统一。为推进房屋建筑结构保温系统研究,改善夏热冬冷地区的居民生活质量,本文深入分析了夏热冬冷地区的气候特点,从墙外保温、屋面保温、外窗节能三方面对外保温系统现状进行分析,望对特殊地区的房屋建筑有所帮助。
夏热冬冷;墙外保温;屋面保温;外窗节能
夏热冬冷地区具有夏季闷热、冬季湿冷的气候特征,属于非集中采暖区,由于地理位置、光照、降水情况的不同分布,各地区的气候严重程度也各有差异。随着我国社会经济的发展,居民对住宅舒适度逐渐重视,改善房屋的温度环境、节能效果成为研究热点,在此情况下,良好的外墙、屋面的保温措施及外窗的节能方法,成为构成夏热冬冷地区房屋建筑结构的重中之重。
我国的供暖地区是根据国家《民用建筑热工设计规范》(GB50176-93)进行规定的,主要是用累年温度最低月和温度最高月的平均温度作为对比指标,累年日平均温度≤5℃和≥25℃的天数作为辅助指标,将我国地区分为严寒、寒冷、夏热冬冷、夏热冬暖和温和共五个地区。
夏热冬冷地区主要特点为气候变化无常,据数据分析,此类地区一年中有15~25天温度高于35℃,至少两个半月温度低于5℃,最高温度可达41℃,最低温度低至18℃,温度最高的天气和温度最低的天气相差大约23℃,造成了夏季炎热、冬季寒冷的特殊气候,且因地区不同,存在较大差异。
目前,夏热冬冷地区的建筑主要由外围护结构采用单层玻璃,例如:木窗、铝合金窗、实心砖墙、无保温性能通风隔热屋面等构成,由于一味的满足结构需要,而忽略了节能和保温要求。随着居民对房屋舒适度的逐渐重视,生活水平不断提高,现已有许多家庭安装有采暖设备和制冷设备,但因建筑的结构条件有限,造成了夏天制冷设备用电高峰和冬天采暖设备用电高峰,大大降低了房屋的节能效果。
因此,夏热冬冷地区的建筑结构和设计存在较大欠缺,本文通过分析夏热冬冷地区的气候特点,主要分析保温系统的现状,目前,我国已开始在建造房屋时注重保温系统设计,并主要从三方面进行考虑:墙外保温、屋面保温和外窗节能。
外墙保温系统是由保温层、保护层和固定材料,例如:胶粘剂、锚固件等,组成安装在外墙表面的非承重保温构造的总称。墙保温是保温做法的一种,主要是将保温层安置在主体墙材外面,外墙保温可以保护主体墙材不会受到变形应力的影响,目前应用较为广泛,因耗材少且保温效果显著,具有节能作用,成为我国对夏热冬冷地区的房屋大力推广的保温做法。
根据中国建筑标准设计研究院《外墙外保温建筑构造》(标准号10J121)规定,外墙保温系统构造主要包括:粘结层、保温层、抹面层、饰面层及配件。其中,饰面层大多采用饰面砂浆、装饰灰浆等质量轻便、保温效果好且具有良好透气性能的防水性涂料。例如:岩棉板外墙保温系统,是我国大力推广的系统之一,此系统具有良好的隔热效果,并具有防火防水和高透气性的特点,现已普遍应用在新建、扩建和改建的房屋建筑的外墙的保温设计中。
另外,将保温材料置于建筑的外墙,可以避免建筑物不同部位的冷热不均的影响,充分发挥轻质保温材料的保温作用,与墙内保温和夹心保温的墙体比较,若使用相同的保温材料,使用墙外保温后需要的保温材料厚度较小,所以需要的耗材较少,间接达到节能效果。
3.1 保持室内温度。外墙保温系统具有良好的保温隔热性能,可以有效减少由于热传导造成室内的热量散失,提高热稳定性。另外,外墙保温还具有较好的防潮性,因此在一定程度上避免了由于雨、雪等自然原因对墙体造成的侵蚀,以免出现霉斑、透风等现象,为居民提供舒适的室内环境,现已大力推广。
3.2 保护墙体。将保温层放置于建筑物的外墙,不仅大大减少了由于紫外线照射、潮湿、高温、寒冷等对墙体材质的影响,而且避免了由于温度对建筑结构有较大影响所产生的热胀冷缩所引起的建筑物部分构件的损坏开裂,因此,外墙保温成为我国重点推广的保温系统构成部分之一。
3.3 适用范围广。外墙保温不仅适用于我国北方地区由于严寒而大多需要采暖的建筑,也适用于南方地区由于潮湿闷热而主要使用空调的建筑,另外,外墙保温普遍适用于砖混结构建筑的外墙和剪力墙结构的外墙的保温,不论是新建的建筑或是需要改造的建筑都可以使用,具有十分广泛的应用范围。
从建筑使用的门窗材料来看,目前市场上广泛应用的有铝合金断热型材、铝木复合型材、钢塑整体挤出型材以及UPVC塑料型材等具有高科技含量的节能效果良好的产品。随着社会发展,人们不仅要求住宅的舒适度,更倾向于节能的材料,可以以小成本进行高利用,为了加大采光和通风的面积,建筑房屋物的外窗面积从以往的小面积逐渐扩大为幕墙建筑,即以安全的大面积玻璃代替部分墙面,据数据分析,建筑中窗户的热量损失占到了整体建筑的总热量损失的40%以上,因此,良好的窗户的节能能力是房屋节能的关键所在,由于窗户既关系到热量的积累和散发,也关系到采光、隔音、通风等一系列有关舒适度的因素,所以,对窗户的节能效果进行处理,主要需要改善窗户的保温性能和隔热性能及密闭性能。我国通过不断改善和探索,研究出在建筑物阳台窗上使用落地推拉式窗户,并开发出中悬和上悬式窗户,将以往密闭的卫生间更换为带有通气窗的卫生间,用于更换新鲜空气,在夏热冬暖地区已广泛推广。
窗户的主要构成部分是玻璃,玻璃的种类丰富,市场上畅销的主要有:透明玻璃、有色玻璃、热反射玻璃、吸热玻璃等,这其中,热反射、吸热玻璃均属于镀膜玻璃品种,即在玻璃表面逐层喷镀金属和非金属及其氧化物所构成的薄膜、吸热薄膜和低辐射薄膜,玻璃具有的光学性能可以影响夏季时的遮阳效果和冬季时的采光取暖,白玻璃对太阳紫外线的辐射透射率很高,可以提高室内温度,室内的光线却很难穿透玻璃流向室外,所以成为建筑物选择玻璃的普遍选择品种,因其具有保持室内温度的采暖效果,其减少了供暖设施,具有十分良好的节能效果,在我国普遍推广。
由于我国北方地区冬季十分寒冷,为了保持建筑室内温度,避免热量的流失,使室内的温度可以满足居民的要求,所以多数建筑广泛在在屋顶设置保温层。
据分析,外界环境对建筑屋顶的围护结构影响较大,夏热冬冷地区的气候四季无常,例如:在夏季,此类地区因纬度较低,太阳的紫外线辐射较为强烈,因此由屋顶传入室内的热量远多于墙体传入室内的热量。屋顶作为建筑物的主要外围架构,所传导的热量大于任何墙体或地面,因此,提高夏热冬冷地区的建筑物的保温系统效果,就必须重视屋顶的保温隔热能力,尤其用于抵抗夏季房屋建筑的外界热量传导,同时,也是减少此类地区的夏季空调使用,改善房屋内的温度控制的重要措施。
目前,我国的屋面保温主要有平屋顶的保温和坡屋顶的保温两种,主要使用泡沫混凝土作为屋面保温材料,因其具有质量轻便、弹性低、隔热效果好、保温能力强、耐火烧并具有减震功能等优良特征,施工方法简单,所以不需劳财费力,且材料造价低廉,环保经济。
夏热冬冷地区具有夏季炎热、冬季寒冷的气候特点,但由于不同地区的人们生活习惯不同,房屋建筑结构存在较大差异,本文通过对此类地区气候进行分析,主要从外墙保温、外窗节能和屋面保温三方面对夏热冬冷地区的外保温系统现状进行研究,致力于提高此类地区的房屋建筑的舒适度和节能性。
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金坚强(1981—),男,浙江上虞人,讲师、工程师,从事建筑施工与节能建筑。