节能外围护结构设计应考虑的问题.ppt

《节能外围护结构设计应考虑的问题.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《节能外围护结构设计应考虑的问题.ppt（71页珍藏版）》请在优知文库上搜索。

1、节能外围护结构设计应考虑的节能外围护结构设计应考虑的问题及解决的方案问题及解决的方案 外围护结构设计应特别注意的问题n1 必须满足保温隔热要求n2必须满足耐候性要求n3 采用柔性连接的构造方式，防止由于热胀冷缩引起的变形和挠度变形引起的局部构造开裂。n4 避免结露水的发生体形对外表面积的影响保温材料的性能与厚度的关系如下图 保温材料的性能与厚度的关系 n保温材料的厚度与传热系数是一个反比曲线。nXPS板、EPS板和聚氨酯这种材料的传热系数曲线非常接近n保温材料在较薄的时候，传热系数随着厚度的增度会有比较大的变化，但当厚度超过150mm时保温材料厚度增加不会对传热系数有太大的影响外层墙必须有良好

2、的耐候性n新型墙体材料五花八门，但是热工性能能够与粘土实心砖性能相比的新型墙体材料寥寥无几。外围护结构的最外层板的要求是最为苛刻的。它不但要能够抵抗风、霜、雨、雪和太阳的辐射，还应有良好的热隋性。粘土烧结砖是非常理想的墙体外层材料。墙体构造必须具备保温、隔热和良好的耐候性能n一般来说，轻质多孔材料会有较低的导热系数，硬质的密度较高的材料会有较好的隔热和耐候性能。具保温，隔热和耐候性能的单一材料装配式墙体非常少n普通加气混凝土难于满足耐候性要求。它有一个致命的弱点是吸水后会丧失强度和保温性能。普通加气混凝土板中的钢筋极易锈蚀，在墙板设计中不能考虑钢筋的受力性能。nALC板ALC板在特定的区域内可

3、以满足保温隔热要求。ALC板与普通加气混凝土板的本质区别nALC板有更高的抗压强度，更好的耐冻融性和良好的抗渗性能n它可以满足严寒地区对板材的耐候性要求。n已经解决了ALC板中配置钢筋的锈蚀问题。所以ALC可以做多高层的外墙挂板。nALC板拥有完善的板缝处理材料、连接件和专有施工工具。ALC板为各种不同的建筑构造配有不同节点方案，特别是为地震区的设计柔性连接构造，为减少钢结构房屋在强震破坏，起到了良好的作用 nALC板在长途运输过程中的破损率较高，使得广泛应用ALC板受到了限制。外围护结构的隔热与保温一样的重要n在我国大部地区，如果房屋隔热性能不好，会造成夏季房屋很快被太阳晒透，制冷费用高昂。

4、民用建筑热工设计规范必须考虑满足隔热要求n在房间自然通风情况下，建筑物的屋顶和东西外墙的内表面最高温度，应该满足围护结构内表面最高温度小于夏季室外计算温度最高值，即应满足下式要求：i.maxte.maxBEED节能设计软件可以给出直接结果n由于隔热计算的过程极其繁琐，而且当时我国大部分地区主要建筑墙体是粘土实心砖，粘土实心砖本心具有良好的隔热性能，所以绝大多数设计人员没有做过隔热计算。而今天随着新材料的大量应用，隔热计算变得非常重要。设计人员可以借助计算机软件很方便地判断出设计的墙体是否符合当地的隔热要求。提高隔热功能主要依靠的是有较高蓄热系数的材料。n材料的蓄热系数是指当某一足够厚度单一材料

5、层一侧受到谐波热作用时，表面温度将按同一周期波，通过表面的热流波幅与表面温度波幅的比值。其值越大，材料的热稳定性越好。表中列出了几种材料的蓄热系数。常用材料的蓄热系数 材料名称 粘土砖砌体钢筋混凝土 加气混凝土 聚苯乙烯 玻璃棉蓄热系数 10.6317.203.59 0.7 0.45保温墙体内外墙温度相差较大选用柔性连接构造调节变形 钢结构 外墙与框架柱的连接n。当墙体材料选用砌块时，墙体与钢柱的连接方法，见图1。当钢柱发生水平或垂直方向的移动时，由于连接件的存在，砌体没有阻碍钢柱的运动。在这种构造中不会出现由于砌体与钢柱变形不协调出现的裂缝现象。巧妙地使用空气层 n空气层起着非常重要的作用。

6、按照空气间层是否与外界空气相通。空气间层可以分为密闭空气间层和对外开缝的空气间层。这种空气间层起的作用是完全不一样的。密闭式空气间层密闭式空气层的主要功能是保温隔热功能，这是我国设计人员比较熟悉的作法。空气间层的厚度超过60mm时，其性能并没有多少的改善。铝萡的作用n铝萡如果应用在空气间层中，会对其性能有大幅度的提高。表2中显示了厚度为30mm时的空气间层在没有铝萡、单面铝萡和双面铝萡时热阻情况：垂直空气间层30mm 没有铝萡 单面铝萡双面铝萡 冬季热阻 0.17 0.44 0.59 铝萡与空气层结合起来使用会起到较好的效果。n由上表可以看出带有双面铝萡的30mm的空气间层的热阻相当于25mm

7、厚的聚苯乙烯板的性能。铝萡这种材料极便宜，开放式空气间层n 开放式空气间层的主要功能是隔热功能和使空气间层外侧墙形成防雨屏。墙体内部空腔的压力比外部压力低比内部压力要高n但是外墙不可能完全是气密的或水密的。当墙体采用的是复合墙体时，通常在墙体内部形成一个空腔。这样墙体在风压的作用下，造成空腔内部的压力比外部压力要低。但这个压力比建筑物的内部压力要高。暴风雨中，建筑物外表面完全被雨水所覆盖。在无风的情况下，这些雨水会通过缝隙越过外表面，而在有风的情况下，这一压力会使雨水穿过缝隙，雨水穿过空隙并有较高的力量，从而喷湿墙面或交接缝，然后由于压力差的作用进入墙的内部。在风雨的作用下引起的渗漏在外层墙有

8、意开孔使空气层压力与室外相同预制的三维板的空腔设置n通常的空腔是6mm内径，大至3m的横向间距和2m的纵向间距角落外墙防雨方法避免有害热桥的产生n热桥就是一些相对热阻值较低的点或构件强行切入建筑物的保温层。有些热桥是不可避免的，如插入保温层中的连接件，保温设计中常用的梁托，从墙体挑出的阳台板，在内保温设计中不可避免地由结构板，十字墙形成的热桥等。有害热桥与无害热桥n类是仅带来一些热量损失，并且热量损失不大，称之为无害热桥。n另一类带来的不仅是能量的损失，更重要的是给建筑物带来破坏，称之为有害热桥。典型的有害热桥避免阳台产生热桥的方法正确处理不可避免的热桥n由于角钢采暖区A较大,A B C点保持

9、较高的温度,而放热区D相对较小女儿墙做法基础保温的做法结露结露严寒地区中间保温结露情况n在相对湿度是35%，室内温度为25，室外温度为-25的情况。图中显示在轴处必然发生结露 表面结露n表面结露取决于空气湿度以及和湿空气相接的墙壁,地面面俱到,吊顶,屋盖等部位的表面温度防止表面结露基本原则:n增大围护结构的热阻,提高室内表面温度;n减少室内的湿度.前者实际上就是使用保温材料,后者就是设置通风口和通风设施内部结露n是水蒸汽可通过材料由水蒸汽压高的地方向水蒸汽压低的地方运动造成的。这种独立的气体运动形式在1930年就被认识到了。在冬季采暖的室内的水蒸汽压大于室外水蒸汽压，水蒸汽就会通过材料由室内向

10、室外运动，当水蒸汽通过墙体时在某一材料内部超出了某点结露的饱和压力，那么就会出现在墙体内部结露现象。内部结露n当水蒸汽在蒸汽压差作用下通过墙体和屋盖被阻隔在低温部位,产生结露n材料含湿后,导热系数增大,保温效果减弱,进一步促使结露更为严重n内部凝结水量增大，将改变材料的形态，在寒冷地区还会使材料冻裂 n防止内部结露的方法第一是增大温度高的一侧的水蒸气渗透阻；第二是减小室内的湿度 冬季结露与夏季结露n冬季结露 因气侯寒冷，使室内墙面、地面、屋盖、吊顶的温度下降，造成室内室内空气中的水蒸汽饱和。或者在结构内部产生的同一物理现象 n夏季结露 当室外空气向高温变化，而室内墙面、地面、屋盖、吊顶等部位温

11、度不能及时升高时；或者室内温度较低，结构外表面的温度低于室外空气的露点温度时；或者外部高湿空气流入低温房间中，达到饱和时所产生的结露。设计水蒸汽阻隔层要注意以下几点n尽可能地安装在保温隔热层的较温暖的一面n面积尽可能大，搭接处尽可能少n搭接的宽度足够大n经过散热器时要保持连续性。严寒地区必须设置隔汽层n严寒地区既使是外墙外保温系统，如果不设隔汽层也会在墙体保温层的外侧出现结露现象，所以建议在严寒地区无论什么样的外墙保温系统，必须设置水蒸汽阻隔层。寒冷地区n内保温或是中间保温必须在这种情况下设置隔汽层；n考虑是否会在夏季出现水蒸汽由室外向室内渗透时，是否会出现结露水.n设计人员可借助计算机软件进

12、行计算以决定是否设置隔汽层；夏热冬冷地区n设计人员可根据具体情况进行设计计算，这一地区的湿度较高，如果选用有高性能的保温材料复合墙体，可能既要考虑冬季室内向室外渗透出现的结露，也要考虑夏季室外向室内渗透出现的结露，从而设置双重的空气阻隔层。严寒地区外墙内保温室外温度-35,室内度16,室内相对温度为50%:距室内75mm处有露点严寒地区外墙中间保温严寒地区外墙外保温严寒地区外墙外保温n外贴磁砖之后引起了外层表面结露寒冷地区外墙内保温寒冷地区中间保温寒冷地区外保温夏热冬冷地区外墙内保温夏热冬冷地区隔热的方法夏热冬冷地区隔热的方法n空气层和铝泊起到很大作用复合墙体设置隔气层参考表内保温 室内 室外

13、 中间保温 室内 室外 外保温 室内 室外 严寒地区 寒冷地区 夏热冬冷地区 北美地区三层钢结构外墙屋面构造图 北方地区要特别注意设置隔汽层和防风层这种构造有如下特点 n保温层是连续的没有可以造成结露现象的热桥n隔汽层是连续的，墙体的隔汽层与屋面的隔汽层相连接n空气间层与室外空气有通气孔相接，所以外层墙可作为防雨屏n外层墙由实心砖砌筑，为墙体提供了良好的隔热和耐气候功能n外层墙与主体框架采用的连接方式是柔性连接，当内外层墙发生的变性不一样时，连接件可以调节变形n如果雨水在风的作用下渗入外墙时，或夏季水蒸汽渗入外墙时，空腔中水的水可以通过下部的排气孔，排出墙外。案例一 n北方某一居住建筑，屋顶为

14、穹顶。考虑到施工方便，开发商选择了外保温浆料作为屋顶保温层。设计人员根据材料供应商提供的质检报告，表明该外保温浆料的导热系数是0.05。于是设计人员按照节能50%的要求，设计5cm的外保温浆料的保温层。墙体选用的是5cm的聚苯板作保温。该建筑交业主使用后，出现顶层屋面板室内一侧出现结露水的情况，引发了业主向开发商索要双倍赔款。钢筋混凝土聚苯乙烯复合墙板在一个采暖期后普遍开裂n在北方，聚苯板靠近室外一侧温度必然在零度以下，在反覆冻融的条件下，墙面起鼓开裂就变成了正常的物理现象。当一定要使用这种板材时，建议靠近室内一侧一定要加一层完整的隔汽层或是采用聚合物砂浆取代普通的水泥砂浆，以防止水蒸汽的侵入

15、，从而杜绝在保温层内部形成结露水。北京某一新建住宅楼，使用外墙外保温体系，山墙外保温整体被风刮掉n实际施工过程中，当苯板覆盖上外墙之后，工人看不见预埋件位置，导致一些锚栓与墙体并没能连接上，所以锚栓并没有按设计要求固定在龙骨上。这样，楼角处是风压变化点，空气间层所受风压是正负风压的叠加值。民工建筑热工设计规范计算规定民工建筑热工设计规范计算规定冬季保温设计要求冬季保温设计要求n围护结构的热阻R=/R0=RI+R+Ren建筑物耗热量指标qH=qHT+qINF-q1h采暖建筑围护结构防潮设计围护结构内部冷凝受潮验算围护结构内部冷凝受潮验算n冷凝计算界面内侧所需的蒸汽渗透阻按下式计算Hoi=(Pi-Psc)/10i/24Z+(Psc-Pe)/Hoe民工建筑热工设计规范计算规定民工建筑热工设计规范计算规定冬季保温设计要求冬季保温设计要求民工建筑热工设计规范计算规定民工建筑热工设计规范计算规定建筑物采暖能耗计算表民工建筑热工设计规范计算规定民工建筑热工设计规范计算规定围护结构隔热设计要求围护结构隔热设计要求在房间自然通风情况下,建筑物的屋顶和东西外墙的内表面温度,应满足下式要求imaxte.max 夏季隔热计算