围护结构保温与隔热构造(一).ppt

1、2020/9/7,围护结构的保温与隔热构造,1,建筑构造设计(2),2020/9/7,围护结构的保温与隔热构造,2,建筑外围护结构的保温与隔热构造,建筑外围护结构保温、隔热的主要目的? 对于建筑保温、隔热，重点考虑问题各自有那些? 外围护结构的热工性能包括那些，如何改善？,2020/9/7,围护结构的保温与隔热构造,3,外围护结构注重保温隔热的意义,一幢好的节能的建筑应该是：冬暖夏凉，通风良好，光照充足，易于调节控制。 面对全球能源的日益紧张、环境恶化、生态破坏和气候变暖等一系列严峻问题，在建筑节能方面，特别对于建筑外围护结构加强保温隔热和提高气密性的设计研究也就越来越显得格外重要。 外围护结

2、构在整个建筑系统中应起到有效利用能源的主要作用。 创造一个健康、舒适、方便的生活环境是人类的共同愿望，更是建筑师的责任。,2020/9/7,围护结构的保温与隔热构造,4,外围护结构注重保温隔热的意义,建筑设计应该坚持节约建筑用能并以此改善建筑热环境的原则。不断提高建筑热环境的舒适程度，使建筑使用功能更加符合人们的生活需要。 随着国内墙体改革和建筑节能工作的全面展开，特别在建筑设计和施工、新型墙体材料和建筑保温材料的开发和应用、国家和地方建筑节能法规的制定和实施，近年来，尤其在住宅建筑开发建设中已将建筑节能纳入到国家强制性规范设计要求。,2020/9/7,围护结构的保温与隔热构造,5,第一节 概

3、 述,围护结构保温、隔热的主要目的是： 改善其热工性能，保证室内冬季和夏季基本的热环境要求； 节约采暖和空调能耗。,2020/9/7,围护结构的保温与隔热构造,6,第一节 概 述,一、我国的气候特点 与建筑室内热环境有关的主要气候特点要素： 温度 湿度 太阳辐射 我国幅员辽阔，南北跨越热、温、寒几个气候带，从建筑热工设计考虑，分为五个区域。 严寒地区 寒冷地区 夏热冬冷地区 夏热冬暖地区 温和地区 全国按照地区划分考虑围护结构节能设计限值 。,我国气候分区图,我国气候分区基本情况,夏热冬暖地区区划图,2020/9/7,围护结构的保温与隔热构造,10,第一节 概 述,二、现行标准和规范对围护结构

4、保温、隔热的要求 (一)节能标准和热工规范的目的和意义 民用建筑热工设计规范(GB 50176)，简称热工规范。 仅对围护结构保温、隔热的最低要求做出规定。 民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)(JGJ 26)，简称节能标准。 其原标准节能率为30，新标准节能率为50。,2020/9/7,围护结构的保温与隔热构造,11,第一节 概 述,夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准(JGJ 752003) 。 1)采用对比评定法相对能耗 2)简化节能计算，设计者可以不用气象参数。 3)系统地提出遮阳系数的量化规定、并提出建筑外遮阳系数的简化计算方法 4)对屋面、墙体的隔热措施节能效果进行量化 5)充分考

5、虑地区生活习惯(空调26 、采暖16) 6)充分重视自然通风,2020/9/7,围护结构的保温与隔热构造,12,第一节 概 述,(二)围护结构保温、隔热和节能设计的内容和目的 (1)按照国家的有关标准规范的要求，建筑物的外墙、屋顶、门窗和地面等，应采取保温、隔热构造措施。 (2)在采暖和空调建筑节能设计中，围护结构应保证各部分的传热系数、热惰性指标、窗墙面积比、窗户气密性和遮阳等符合规定要求。 (3)在冬季保温设计中，要保证围护结构内表面不出现结露和满足基本的卫生要求。 (4)在冬季采暖建筑中要做好防潮处理，保证在正常使用条件下围护结构内部不出现冷凝水的积聚。 (5)在冬季采暖建筑中要做好防空

6、气渗透设计，保证围护结构和门窗的气密性符合规定要求。 (6)在夏季防热设计中，要保证围护结构隔热性能符合规定要求。,2020/9/7,围护结构的保温与隔热构造,13,第一节 概 述,三、现行节能设计标准对建筑物和围护结构设计的一些规定 (一)在严寒和寒冷地区，现行标准民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)(JGJ 2695)的一些规定： 建筑物朝向宜采用南北向或接近南北向，主要房间宜避免冬季主导风向。 建筑物体形系数宜控制在030及030以下；若体形系数大于030，则屋顶和外墙应加强保温，其传热系数应符合规定的要求。 采暖居住建筑的楼梯间和外廊应设置门窗。,2020/9/7,围护结构的保温与

7、隔热构造,14,第一节 概 述,(二)在夏热冬冷地区，现行夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准(JGJ 1342001)的一些规定: 建筑物朝向宜采用南北向或接近南北向。 条式建筑物的体形系数不应超过035，点式建筑物的体形系数不应超过040。 外窗(包括阳台门的透明部分)的面积不应过大。不同朝向、不同窗墙面积比的外窗，其传热系数应符合规定。,2020/9/7,围护结构的保温与隔热构造,15,第一节 概 述,(三)在夏热冬暖地区，现行夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准(JGJ 752003) 。 规定居住建筑屋顶和外墙的传热系数和热惰性指标应符合规定。,2020/9/7,围护结构的保温与隔热构造,1

8、6,第一节 概 述,体形系数：指建筑物的外表面积与外表面积所包围的体积之比。 在冬季采暖地区，体型系数是非常重要的，外表面积越大，外围护结构的传热损失也越大，能耗就越大。 体形系数与建筑造型、平面布局、采光通风等紧密相关。体形系数过小，将限制建筑师的创造性，建筑造型呆板，平面布局困难，甚至损害某些建筑功能，尤其是自然通风和景观设计。,2020/9/7,围护结构的保温与隔热构造,17,第二节 建筑热工基本知识,一、围护结构的传热方式与传热过程 围护结构包括外墙、屋顶、门窗和地面等。 围护结构的传热通常由对流、传导和热辐射三种方式进行。 通过围护结构的传热需经过三个过程，即吸热、传热和散热。,20

9、20/9/7,围护结构的保温与隔热构造,18,2020/9/7,围护结构的保温与隔热构造,19,第二节 建筑热工基本知识,吸热： 指外围护结构的表面从室内（外）空气中吸收热量的过程。 传热： 指在围护结构内部由高温向低温一侧传递热量的过程。 散热： 指围护结构的表面向低温的空间散发热量的过程。,2020/9/7,围护结构的保温与隔热构造,20,第二节 建筑热工基本知识,每一种传热过程都是三种基本传热方式的综合过程。 吸热和放热属表面热转移。 在表面热转移过程中，既有表面与附近空气之间的对流与导热，又有表面与周围其他表面之间的辐射传热。 围护结构本身的传热过程，与围护结构本身的材料结构有关。 对

10、实体材料层，则以导热为主；对空气层，一般以辐射和对流传热为主。,2020/9/7,围护结构的保温与隔热构造,21,第二节 建筑热工基本知识,二、围护结构的传热阻、传热系数、热阻和热惰性指标的计算 (一)围护结构传热阻(m2Kw) R0=Ri+R+Re (三)围护结构热阻的计算 1单一材料层围的热阻 2多层围护结构的热阻 3由两种以上材料组成的、两向非均质的围护结构平均热阻,2020/9/7,围护结构的保温与隔热构造,22,第二节 建筑热工基本知识,围护结构的传热阻R0(m2Kw) 传热系数 K (wm2K)，K=1R0。,2020/9/7,围护结构的保温与隔热构造,23,第二节 建筑热工基本知

11、识,(四)材料的导热系数 材料的导热系数是衡量材料热工性能的重要指标。 其物理意义是指在稳定传热条件下，1m厚的材料，两侧表面的温差为1C(K)，在1h内，通过1m2面积传递的热量。 单位为WmK，(此处的K可用代替)。 导热系数与材料的组成结构、密度、含水率、温度等因素有关。 非晶体结构、密度较低的材料，导热系数较小。 材料的含水率、温度较低时导热系数较小。 在建筑热工计算中，通常把导热系数“”值小于03w(mK)的材料称为保温材料或绝热材料。而把导热系数在005W(mK)以下的材料称为高效保温材料或高效绝热材料。,2020/9/7,围护结构的保温与隔热构造,24,第二节 建筑热工基本知识,

12、(五)围护结构热惰性指标D值的计算 1单一材料围护结构或单一材料层的D值 D=RS 式中R材料层的热阻(m2KW)； S材料的蓄热系数w(m2K)。 2多层围护结构的D值： 为各层D值之和,2020/9/7,围护结构的保温与隔热构造,25,第三节 围护结构保温构造,提高围护结构热阻值的措施 保温构造良好的围护结构应是： 结构热阻值和热惰性指标较大 在结构中没有明显热桥的结构。,2020/9/7,围护结构的保温与隔热构造,26,第三节 围护结构保温构造,提高围护结构的热阻值主要措施有： (一)增加围护结构的厚度 围护结构的热阻与围护结构的厚度成正比。 要想提高围护结构的热阻，可增加结构层厚度。

13、但增加结构厚度既增加了结构重量也占用了室内的使用面积，同时材料的消耗量也增多了。 从效果看，虽然能提高一定的热阻，但却是一种很不经济的办法。,2020/9/7,围护结构的保温与隔热构造,27,第三节 围护结构保温构造,(二)选择导热系数小的材料 围护结构的热阻与材料的导热系数成反比。 选用导热系数小的材料来组成围护结构。 但由于导热系数小的材料，通常都是轻质材料，如岩棉、玻璃棉、泡沫塑料等，这些轻质材料结构强度低，无法起承重作用，不适应外围护结构的要求。 所以，单纯选择导热系数小的保温材料作外围护构件也不适合。,2020/9/7,围护结构的保温与隔热构造,28,第三节 围护结构保温构造,二、围

14、护结构的保温构造 作为外围护结构从构造角度综合考虑选择合理的方案。 (一)墙体保温构造 1单一材料的保温构造 这种方案是采用轻质、高强的保温材料，既解决了结构承重问题，又具有较好的保温性能。 如陶粒混凝土、浮石混凝土、加气混凝土等。 它们具有表观密度小，导热系数小，而强度、耐久性高的特性，是较好的保温结构材料。,2020/9/7,围护结构的保温与隔热构造,29,第三节 围护结构保温构造,2复合材料保温构造 复合材料即利用强度高的材料和导热系数小的轻质保温材料进行组合，构成既能承重又可保温的复合结构。 在这种结构中，轻质材料专起保温作用，强度高的材料专门负责承重。让不同性质的材料各自发挥其功能。

15、 复合保温构造主要有下列三种类型：外保温、内保温和夹心保温,2020/9/7,围护结构的保温与隔热构造,30,第三节 围护结构保温构造,(1)外保温墙体 将保温材料设在围护结构的外侧(低温一侧)。 可避免产生热桥；冬季保温性能良好，夏季隔热性能优良；既适用于新建筑，也适用于旧建筑节能改造，不影响室内使用面积；既利于保护主体结构，又减少温度应力对结构的破坏作用，延长结构使用寿命。 但施工较为复杂，外部防水、罩面需认真处理，确保墙体的可靠性和耐久性。 外保温墙体主要有下列几种类型：,2020/9/7,围护结构的保温与隔热构造,31,第三节 围护结构保温构造,抹灰型： 外墙外保温所采用的抹灰材料有多

16、种，如珍珠岩保温砂浆、聚苯颗粒保温砂浆等。它施工简便，造价低。 粘贴型： 指在外墙外侧采用聚合物砂浆粘贴自熄型聚苯板、挤塑型聚苯板、膨胀珍珠岩板保温板等。 现浇型： 主要用于现浇混凝土剪力墙体系。即在浇灌外墙混凝土时将聚苯板直接放在外模板内侧，并加适当数量的钢筋锚栓与聚苯板连接，使保温板与墙体两者结合为一体。 悬挂型： 利用拉结钢筋或螺栓将预制保温板悬挂在外墙上面，再用钢丝网片压紧，铅铁丝绑扎，用1：3水泥砂浆进行抹灰。抹灰分3层进行，总厚度为25mm。,2020/9/7,围护结构的保温与隔热构造,32,第三节 围护结构保温构造,(2)内保温墙体 指将保温层做在外墙内侧(高温一侧)。 施工方便

17、，构造简单，灵活，不受气候变化的影响，而且造价也较低，所以在节能住宅和旧房改造中使用较多。 必须对热桥部位做保温处理。 如框架结构中设置的钢筋混凝土梁和柱，外墙周边的钢筋混凝土圈梁和柱，以及屋顶檐口、墙体勒脚、楼板与外墙连接部位等。否则，外墙平均传热系数不能达标，使热桥部位内表面温度降低，造成外墙传热损失。当热桥部位降温时，常出现不同程度的结露、长霉现象，从而影响建筑物的使用和耐久性。,2020/9/7,围护结构的保温与隔热构造,33,2020/9/7,围护结构的保温与隔热构造,34,第三节 围护结构保温构造,内保温墙体的几种类型： 抹保温砂浆：在多孔砖墙、现浇混凝土墙等的内侧抹适当厚度的保温

18、砂浆等。常用的保温砂浆有：膨胀珍珠岩保温砂浆、聚苯颗粒保温砂浆等，要求施工时确保质量和保温层厚度，以免影响保温效果。 粘贴型：在内墙面粘贴保温材料，粘贴的材料有阻燃型聚苯板、水泥聚苯板、纸面石膏聚苯复合板、纸面石膏岩棉复合板、纸面石膏玻璃棉复合板、饰面石膏聚苯板等。 龙骨内填型：对一些保温要求高的建筑，为了达到更好的热工性能，在外墙的内侧，设置木龙骨或轻钢龙骨骨架，将包装好的玻璃棉、岩棉等嵌入其中，表面再封盖石膏板，并在板缝处粘贴密封胶带，以防开裂，然后外刷涂料。还有的在轻钢龙骨内填玻璃棉板，外钉压型钢板。,2020/9/7,围护结构的保温与隔热构造,35,2020/9/7,围护结构的保温与隔

19、热构造,36,2020/9/7,围护结构的保温与隔热构造,37,第三节 围护结构保温构造,(3)夹心保温墙体 即把保温材料放在墙体中间。 对保温材料的保护较为有利。但在内外层墙之间必须采取可靠的拉结措施。 夹心结构也可采用夹空气间层的做法。 即在双层墙体中间留有一定厚度的空气间层，同样能起保温作用。 这种处理必须注意保证空气间层的密闭性，不允许在夹层两侧的结构层上开口、打洞。 因为静置状态的空气层热阻值明显高于实体材料。空气厚度不宜过大，一般以4050mm为宜。当空气层厚度为50mm以上时，热阻值提高很少。 为了提高空气层的保温能力，可在构件的内表面粘贴反射材料，如铺贴铝箔组合板，从而减少表面

20、之间的辐射换热，达到保温的目的。,该体系以聚苯硬质泡沫板作为保温层，以无水泥的纤维增强抹灰胶为增强层，合成乳液基料为饰面层的外墙外保温体系,适用于混凝土、砖、砌块等墙体的各类新老建筑物，具有良好的抗裂安全性、抗撞击能力、耐候性,抗裂性是水泥基体系的4倍。无水泥高弹性纤维增强抹灰胶对玻纤网格布不存在碱腐蚀和罩面层涂料泛碱问题。施工中不需要设置伸缩缝，在门窗洞口不需要设45度斜向网格布。 该体系拥有近40年的工程实践，2亿多平方米的实际使用面积。,经典外墙外保温体系,柔性面砖体系特点 此体系是在以上两个外墙外保温体系的基础上，为了满足市场对于“砖饰面”的需求，并充分避免传统刚性面砖与柔性防护面层不

21、相容的矛盾而开发出来的新型外墙外保温体系，追求的是“功能性与装饰性的完美结合”。,柔性面砖外墙外保温体系,胶粉聚苯颗粒外墙外保温体系,2020/9/7,围护结构的保温与隔热构造,41,2020/9/7,围护结构的保温与隔热构造,42,第三节 围护结构保温构造,(二)围护结构的蒸汽渗透及隔蒸汽措施 1蒸汽渗透 冬季通常室内温度高，湿度大，室外温度较低，空气相对干燥，因此室内外水蒸气含量不同。当围护结构的两侧存在着水蒸气分压力差时，则水蒸气分子便从分压力高的一侧通过围护结构向分压力低的一侧渗透扩散，这种现象称为蒸汽渗透。,2020/9/7,围护结构的保温与隔热构造,43,第三节 围护结构保温构造,

22、2蒸汽渗透带来的危害 高温一侧水蒸气在通过围护结构渗透过程中，遇到露点温度时，蒸汽含量达到饱和状态，并立即凝结成水，称为凝结水，又称结露。 如果蒸汽凝结发生在围护结构的表面，则称表面凝结。 当围护结构出现表面凝结，使其表面长期处于受潮情况下，会导致室内表面抹灰脱皮，粉化生霉，影响人体健康。,2020/9/7,围护结构的保温与隔热构造,44,第三节 围护结构保温构造,如果这种现象发生在围护结构内部，使内部产生凝聚水，称内部凝结。 内部凝结发生在围护结构中的保温层内时，则会使保温材料内的孔隙中充满水分。 由于水的导热系数较大(约为058wm2K)远比空气的导热系数(约为0023wm2K)高，致使保

23、温材料失去保温能力，于是围护结构保温失效。同时，保温层受潮，将影响材料的耐久性，从而将会带来一系列的问题。,2020/9/7,围护结构的保温与隔热构造,45,第三节 围护结构保温构造,3围护结构的隔汽措施 具体措施有： 在构造设计时，常在围护结构保温层的靠高温一侧，即水蒸气渗入的一侧，设一道隔气层。 这样，可以使水蒸气流在抵达保温层之前，其水蒸气分压力已得到急剧下降，从而避免了内部凝结的产生。 隔汽层材料一般可用卷材、隔汽涂料以及铝箔等隔汽防潮材料。,2020/9/7,围护结构的保温与隔热构造,46,2020/9/7,围护结构的保温与隔热构造,47,第三节 围护结构保温构造,(三)屋顶保温构造

24、 顶层房间通过屋顶的失热比重较大。 为了防止室内热量损失，有效地改善顶层房间室内热环境，减少通过屋面散失的能耗，应设计成保温屋面。 根据结构层、防水层、保温层所处的位置不同，可归纳为以下几种保温构造： 1平屋顶保温构造 (1)正置式保温屋顶、(2)倒置式保温屋顶 2坡屋顶保温构造,2020/9/7,围护结构的保温与隔热构造,48,2020/9/7,围护结构的保温与隔热构造,49,2020/9/7,围护结构的保温与隔热构造,50,改性聚氨酯硬泡（PUR）是以异氰酸酯和多元醇为主要材料，在发泡剂、阻燃剂、抗老剂等多种助剂的作用下，通过专用设备混合，高压喷涂、现场发泡而成的高分子聚合物新型保温防水隔

25、热材料。,喷涂改性硬质聚氨酯泡沫塑料,改性聚氨酯硬泡屋面防水保温隔热系统,2020/9/7,围护结构的保温与隔热构造,53,第三节 围护结构保温构造,2坡屋顶保温构造 (1)传统坡屋顶的保温层一般布置在瓦材和檩条之间，或铺设在吊顶棚上面。 (2)坡屋顶采用现浇屋面板上铺各种保温绝热板，如选用挤塑型聚苯乙烯板、特制的岩棉板等。 (3)采用带阁楼的坡顶屋面，既可以当贮藏空间使用，也能达到保温、隔热的效果。 (4)彩钢保温夹心板屋面。,2020/9/7,围护结构的保温与隔热构造,54,2020/9/7,围护结构的保温与隔热构造,55,2020/9/7,围护结构的保温与隔热构造,56,2020/9/7,围护结构的保温与隔热构造,57,2020/9/7,围护结构的保温与隔热构造,58,第三节 围护结构保温构造,(四)门面保温构造 1门窗的保温性能 通过门窗的能耗在整个建筑能耗中占很大比例。 如在住宅建筑中，通过门窗的热损失约占50，其中传热损失约占25，通过缝隙的空气渗透约占25。 采取减少传热和空气渗透热损失的措施。 开窗面积不宜过大。 窗户和阳台门的传热系数应符合有关规定。 2门窗的气密性 窗户的气密性必须良好，若达不到要求时，应加强气密措施。,2