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等于R1+R2+等+Rn等于σ1/λ1+σ2/λ2+等+σn/λn①

其中,R1,R2,等Rn表示的是不同材料层的热阻；σ1,σ2,等,σn表示的是材料层的厚度,λ1,λ2,等,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等于D1+D2+等+Dn等于R1S1+R2S2+等+RnSn②

其中,Sn,S2,等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等于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.