建筑保温设计方法及策略探讨

王靖翔

摘要：建筑节能是我国建筑设计发展的主要方向，本文主要针对建筑保温节能设计的主要思路、方法和策略作了一些简要分析。

关键词：建筑；保温设计；方法；策略

目前建筑节能设计已广泛应用于各类新建建筑以及既有建筑的节能改造中。我国已颁布了建筑节能设计标准和针对四个不同建筑热工分区的三个居住建筑节能设计标准，各个标准均有一定的适于性。但不管何种建筑，从节能设计角度分析，都应通过合理选择建筑体形、朝向和窗墙面积比，增强围护结构的保温、隔热性能，使用能效比高的采暖和空气调节设备和系统，采取室温调节和热量计量措施来降低采暖、空气调节能耗。本文主要针对建筑保温设计的主要方法和策略作一些简要分析。

1保温设计的主要思路和方向

1.1充分利用可再生能源

可再生能源包括太阳能和地热能等。在建筑保温设计中，对太阳能的利用主要是两个方面，一是对太阳辐射热的吸收，二是对太阳辐射热的蓄集。

1.2防止冷风的不利影响

应争取不使大面积外表面朝向冬季主导风向，当受条件限制而不可能避开主导风向时，亦应在迎风面上尽量少开门窗或其他开口。建筑的主要人口尽量不要朝向冬季主导风向。

1.3合理进行建筑规划设计

应从建筑选址、分区、建筑和道路布局走向、建筑朝向、建筑体形、建筑间距、冬季主导风向、太阳辐射、建筑外部空间环境构成等方面综合处理。建筑物宜布置在避风、向阳地段，不宜布置在山谷、洼地、沟底等凹地里。建筑物朝向宜采用南北向或接近南北向。对采暖地区的建筑，外表面尽量避免过多的凹凸，居住建筑的体形系数宜控制在0.30及0.30以下；若体形系数大于0.30，则屋顶和外墙应加强保温。公共建筑的体形系数应小于或等于0.40。夏热冬冷地区的条式建筑物的体形系数不应超过0.35，点式建筑物的体形系数不应超过0.40。夏热冬暖地区的北区内，单元式、通廊式住宅的体形系数不宜超过0.35，塔式（或点式）住宅的体形系数不宜超过0.40。

1.4提高围护结构的保温性能

提高围护结构的保温性能主要从控制围护结构的传热系数和加强热桥部位保温两方面人手（后面重点介绍）。

1.5使房间具有良好的热特性与合理的供热系统

房间的热特性应适合其使用性质，例如全天使用的房间应有较大的热稳定性，房间内表面材料应选用蓄热系数大的材料。对于只有白天使用（如办公室）或只有一段时间使用的房间（如影剧院的观众厅），内表面材料则应选用蓄热系数小的材料。

2外围护结构保温设计主要方法和策略

2.1外墙和屋顶的保温设计

外墙和屋顶是建筑外围护结构的主体部分，对其保温能力的要求，取决于房间的使用性质及技术经济条件。一般从下面几个方面来考虑：

①保证内表面不结露，即内表面温度不得低于室内空气的露点温度；

②对于大量的民用建筑，不仅要保证内表面不结露，还需满足一定的热舒适条件，限制内表面温度，以免产生过强的冷辐射效应；

③从节能要求考虑，热损失应尽可能的小；

④应具有一定的热稳定性。

2.2外门窗和地面的保温设计

对一栋建筑物来说，外窗户、外门和地面在外围护结构总面积中占有相当的比例，一般在30-60%之间。从冬季失热量来看，外窗、外门及地面的失热量要大于外墙和屋顶的失热量。

（1）窗戶保温设计

窗户保温设计的关键在于，一是保证控制窗墙面积比，按我国设计规范，窗墙面积比=窗户洞口面积/外墙面积（开间*层高）；二是提高气密性，减少冷风渗透， 我国的有关标准规定，在窗两侧空气压差为10Pa的条件，单位时间内每米缝长的空气渗透量的允许标准如下：在低层和多层建筑中应不大于4.0m3/（m.h） 在中、高层建筑中应不大于2.5m3/（m.h）；三是改善玻璃部分的保温能力，如使用双层窗、双玻璃窗、空心玻璃砖等。四是提高窗框保温性能。

（2）外门保温设计

外门主要是户门（不采暖楼梯间）、单元门（采暖楼梯间），阳台门下部以及与室外空气直接接触的其他各式各样的门。一般而言，门的热阻一般比窗户的热阻大，而比外墙和屋顶的热阻小，因而也是建筑外围护结构保温的薄弱环节。

（3）地板的保温设计

人体足部与地板直接接触传热地板面层材料的密度、比热容和导热系数值 的大小是决定地面的热工指标吸热指数的重要参数。针对底层外墙周边局部区域，我国规范规定，对于严寒地区采暖建筑的底层地面，当建筑物周边无采暖管沟时，在外墙内应铺设保温层，其热阻不应小于外墙的热阻。

2.3特殊部位的保温设计

围护结构中，一般都有保温性能远低于主体部分的嵌入构件，如外墙体中的刚或钢筋混凝土骨架、圈梁；楼板、墙板中的肋条等，称为热桥。热桥就是热量容易通过的地方，热桥保温处理，理论上就是用某种导热系数很小的保温材料，附加到热桥的适当部位。

围护结构的交角，包括外墙转角、内外墙交角、楼板或屋顶与外墙的交角等。如图1，图2是加气混凝土复合墙板外墙角的保温处理。

3建筑防潮设计方法和策略

建筑围护结构由于吸湿、冷凝、淋水等原因会受潮，其中冷凝受潮最为普遍，危害很大，且与围护结构的热工状况和室内外温湿状况有关。外围护结构由于冷凝而受潮可分为两种情况，即表面凝结与内部凝结。

防止和控制表面冷凝的措施主要有：

（1）正常湿度的房间：满足最小传热阻的要求。

（2）高湿房间：防水层 、SWA的高吸水性的树脂，其吸湿能力可达600g/m 2（lmm厚涂层）。

防止和控制内部冷凝的措施主要有：

（1）合理布置材料层的位置，难进易出。在同一气象条件下，使用相同的材料，由于材料层次布置不同，一种构造方案可能不会出现内部冷凝，另一种方案则可能会出现。

（2）设置隔汽层

（3）设置通风间层或泄汽沟道。在冷侧设一空气层，可使处于较高温度侧的保温层经常干燥，这个空气层叫做引湿空气层，其作用称作收汗效应。如一建筑其墙体外表面为玻璃板，原来在玻璃板与其内部保温层之间有小间隙，墙体内部无冷凝；改建后玻璃板紧贴保温层，原起到泄汽沟道作用的小间隙消失，一年后保温材料内冷凝严重，体积含湿量高达50%。

结论与总结：

综上所述， 建筑保温设计应基于可再生能源利用，防止冷风不利影响，建筑规划设计的合理性，提高围护结构的保温性能，使房间具有良好的热特性与合理的供热系统等五个方面予以重点分析。在具体的方法和策略上则主要考虑外围护结构保温设计和防潮设计两个方面。在外围护结构保温设计中，应针对外墙和屋顶、外门窗和地面以及围护结构中中特殊部位进行重点设计。而防潮设计则主要考虑防止和控制建筑围护结构的表面冷凝和内部冷凝现象。

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