外墙节能设计的一个新方法热桥保温法

外墙节能设计的一个新方法 热桥保温法A New Method for Energy Efficiency Design of Exterior Wall：Heat Bridge Insulation Method张 欣杨 洁ZhangYangXinJie中图分类号 TU111文献标识码 B文章编号 1003-739X（2010）05-0027-021 热桥保温法框架结构的建筑，外墙基材与框架梁、柱等 热桥部位的绝热性能往往相差悬殊，采用传统的 外墙外保温法或内保温法来满足节能设计标准， 往往出现基材部位的传热系数（K值）远低于外 墙平均传热系数Km，而热桥部位的K值远高于 Km的状况。以我院承担的一个节能设计项目为 例，采用25厚ZL胶粉聚苯颗粒保温浆料外保温 做法，外墙平均传热系数Km=0.99W/(m2K)， 其中基材（200厚700级加气砼砌块）部位的 K值为0.79W/(m2K)，而框架梁（300厚）部 位的K值为1.41W/(m2K)，后者达到了前者的1.78倍。 由是想到，如果只对绝热性能薄弱的热桥部位设置保温构造，而基材部位则利用其自身的绝 热性能来满足节能设计标准，不仅可以大幅度节 约外墙的保温工程量，还可以缩小热桥与基材之 间的差距，提高外墙热工性能的均匀性，这就是 热桥保温法。2 具体做法热桥保温法的基材应选用绝热性能好的轻质 墙材，如砂加砌块、加气砼砌块、轻骨料砼多 排孔空心砌块等，其K值应满足节能设计标准要 求的外墙平均传热系数。在框架梁、柱等热桥 部位则有外保温和内保温两种做法。一般情况下 适宜采用内保温做法，构造与传统的内保温法相 同。以选择聚苯板保温材料为例，框架柱部位的 保温做法如图1。当框架边柱与内隔墙相接时， 有两种处理方法如图2：内隔墙材料选用与外墙 相同的绝热墙材，或以保温构造包柱后再砌内隔 墙，以免出现局部热桥。前一种做法还需注意， 内隔墙不宜平柱边布置，以便保温构造收头。框 架梁部位的保温做法如图3（图13的做法参照 了国标03J122外墙内保温建筑构造和国标06J123墙体节能建筑构造中的聚苯板保温 系统12，选择其他内保温材料的做法亦可参看 上述图集）。在建筑造型许可的情况下，如基材 退后于框架梁、柱外表面布置时，也可采用热桥 外保温做法，构造同传统的外保温法。热桥内保温法在框架外梁与楼板的交接处和内外墙交接的构造柱处存在局部贯通型热桥（这 一点与传统的内保温法相同），故不宜用于严寒 和寒冷地区。而热桥外保温法与传统的外保温法 一样，不受地区气候类型的限制。3 与传统的外、内保温法的比较热桥保温法是一种针对外墙热工性能薄弱 环节有的放矢、定点加强的局部性保温构造， 与传统的外保温法和内保温法相比，有多方面 的优势：施工简化，大幅度节约了保温材料用量和 相应的人工作业量；消除了基材内侧保温构造对室内面积的占 用及其使用过程中的碰损隐患；基材内外表面装修及安装设备设施不受保 温构造影响；保温构造均在混凝土基层上铺装，有助于 保证工程质量；缩小了热桥与基材部位的K值差距，外墙 的热工性能更为均匀。不过，与传统的外、内保温法相比，热桥保 温法在适用结构类型上也存在一定的局限性：热 桥保温法一般只适用于框架结构（包括框架 核心筒和框架剪力墙结构），并且要求框架 梁、柱的宽度大于基材厚度，以便保温构造收 头，不适合用于砌体结构和剪力墙结构，也不适 合用于异形柱框架结构。4 工程实践摘 要该文提出了一种适用于框架结构的外墙节能新做法热桥保温法，将其与传统的外保温法和内保温法进行了优缺点对比分析，并通过一个工程实例 来介绍其应用方法。关键词热桥保温法 框架结构 外墙 节能设计AbstractThis pap er ad vanced a new methodfor energy efficiency design of exterior wall h e a t b ri d g e i n s u l a t i o n m e th o d , w h i c h w a s app licab le to frame structu re, com pa red its merits and demerits with the trad itional external insulation method and internal insulation method, and int roduced its app lication in an actu alproject.Key wo rdsHeat bridge insulation meth od,Frame structu re, Exterior wall, Energy efficiencydesign成都市某机关单位综合办公楼建筑面积为3442.52 m2，拟采用热桥内保温做法，达到Km1.0W/(m2K)的节能设计标准3。项目为六层 框架结构，框架柱断面为500x500，框架外梁为300宽x650高，外墙基材选用250厚700级加气 砼砌块，平框架梁、柱外表面布置。由于楼梯间 靠端墙设置，为避免端墙的框架梁突入梯段影 响室内美观，将其做成250宽，与基材同厚，并 在端墙内侧满铺保温构造，顺便包覆楼梯平台梁 和平台小柱。因此外墙按热工性能不同可分为7表1 外墙各部位面积（m2）个部位：基材1（无保温构造）、基材2（有内保温构造）、框架柱、构造柱、框架梁1（300 厚）、框架梁2（250厚，包括楼梯平台梁和平 台小柱）、楼板（与外梁相接处）。各部位面积 统计见表1。由于建筑内部装修设计防火规范 GB50222-95（2001年修订版）要求封闭楼梯 间的内墙面采用A级装修材料4，为统一室内 保温做法，选择XR无机保温材料（做法参见国 标06CJ07改性膨胀珍珠岩外墙保温建筑构 造-XR无机保温材料5）。估算保温层厚度 为35mm，依据各部位的构造层次算出其K值 见表2（具体计算过程不属于本文研究范畴， 故从略）。按照各部位的面积进行加权计算，求得外墙 平均传热系数Km=0.99W/(m2K)，满足节能设 计标准。从表12可以看出，虽然构造柱和楼板部位 存在局部贯通型热桥，K值很高，但其面积之和 仅有70.13 m2，仅占外墙总面积的4.3%，对整 体热工性能影响甚微。而占外墙大部比重的框架 梁1的K值为基材1的1.22倍，框架梁2为基材1的1.27倍，框架柱仅为基材1的1.08倍，热工性能的 均匀性明显优于传统的外、内保温法。由于基材1不设保温构造，节约保温工程面积774.09 m2， 占外墙总面积的47.8%，如果不是本例的两部楼 梯间均靠端墙布置，进行了局部特殊处理的话， 上述比例还可提高。在一般的工程项目中，这一2表2外墙各部位K值W/(m K)图1 框架柱部位保温构造a边柱保温构造b角柱保温构造图2 边柱与内隔墙相接的两种处理方法图3框架梁部位保温构造a梁下接墙b梁下接窗比例可达45%75%。1a3a参考文献1北京新型材料建筑设计研究院有限公司外墙内保温建筑构造（03J122）北京：中国建筑标准设计 研究院，2004：A9-11中国建筑标准设计研究院墙体节能建筑构造（06J123）北京：中国计划出版社，2006：56 中华人民共和国建设部公共建筑节能设计标准（GB50189-2005）北京：中国建筑工业出版 社，2005：第4.2.2条 中华人民共和国建设部工程建设标准强制性条文（房屋建筑部分）北京：中国建筑工业出版社，2002：2-3-7 中国建筑标准设计研究院，上海裕宸科技有限公司. 改性膨胀珍珠岩外墙保温建筑构造-XR无机保温材 料（06CJ07）北京：中国建筑标准设计研究院，2007：26-3023451b3b228华中建筑 HUAZHONG ARCHITECTURE05/2010作者单位 四川大学建筑与环境学院 第一作者 讲师第