外墻外保溫系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)分析論文

　　摘 要：從影響人體舒適度的三個(gè)指標(biāo)室內(nèi)空氣溫度、相對(duì)濕度、熱輻射著眼，論述了外墻外保溫系統(tǒng)在建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能工程中的優(yōu)點(diǎn)。

　　關(guān)鍵詞：建筑；節(jié)能；保溫

　　1 概述

　　建筑節(jié)能是指在建筑工程設(shè)計(jì)和建造中采用節(jié)能型的建筑材料、產(chǎn)品和設(shè)備提高建筑物維護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能和采暖空調(diào)設(shè)備的能耗比，減少能耗，合理有效的利用能源。在我國多層居住建筑的采暖能耗中，外墻的熱損失約占45%，外墻保溫是建筑節(jié)能的重點(diǎn)。目前，外墻保溫的方式主要有內(nèi)保溫、夾心保溫和外保溫三種。從建筑熱工學(xué)和節(jié)能建筑外墻保溫的實(shí)踐結(jié)果來看，建筑外墻采用外保溫方式最好。因?yàn)橥鈮Σ捎猛獗�溫能有效地切斷外墻上的熱橋，防止外墻�?nèi)表面在冬季出現(xiàn)結(jié)露、發(fā)黑、長(zhǎng)霉；還能提高房間的熱穩(wěn)定性，使居住更舒適；能有效地保護(hù)外墻主體結(jié)構(gòu)，延長(zhǎng)建筑的使用壽命；還能增加房屋的有效使用面積，綜合經(jīng)濟(jì)效益更優(yōu)越。

　　2 外墻外保溫系統(tǒng)的組成和結(jié)構(gòu)

　　外墻外保溫系統(tǒng)主要由以下幾層構(gòu)成：

　�。�1）粘結(jié)層：一般由粘結(jié)膠漿構(gòu)成，視需要可附加錨釘。如基面不符合粘貼要求時(shí)，需采用機(jī)械法固定。

　�。�2）保溫層：一般是阻燃型聚苯乙烯泡沫板（EPS），也可以是擠塑板（XPS）等，厚度按各地節(jié)能要求選擇。

　�。�3）防護(hù)層：由抹面膠漿和玻璃纖維網(wǎng)格布組成。

　　（4）飾面層：可選用防開裂性、拒水性、透氣性和耐候性等較好的外墻涂料等。

　　3 外墻外保溫系統(tǒng)對(duì)舒適度的影響

　　對(duì)于居住建筑，當(dāng)室外氣溫下降時(shí)，為了保持室內(nèi)的舒適溫度，需要采暖來補(bǔ)充室內(nèi)向外傳熱的建筑物耗熱量；反之，當(dāng)室外氣溫上升時(shí)，則需要降低室內(nèi)空氣溫度。墻體節(jié)能的實(shí)質(zhì)其實(shí)就是對(duì)建筑物的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加強(qiáng)，使其保溫、隔熱和氣密性能性能得到提高。而外墻外保溫就是指在外墻主體結(jié)構(gòu)的外表面上建造非承重的保溫層。影響人體舒適程度的氣象因素，首先是氣溫，其次是濕度，再次是風(fēng)向風(fēng)速等。當(dāng)人體接受外界的熱量加上體內(nèi)自產(chǎn)生的熱量與向外散發(fā)的熱量保持平衡時(shí)，人感到舒適。反之，前項(xiàng)與后項(xiàng)不平衡時(shí)，人就會(huì)感到“熱”或“冷”。

　　3.1 室內(nèi)空氣溫度

　　人的體溫基本是穩(wěn)定的，不隨外界氣溫升降而變化。按人體皮膚平均溫度(約33～35℃)要求，室內(nèi)熱舒適環(huán)境中室內(nèi)空氣溫度按標(biāo)準(zhǔn)要求，冬季采暖設(shè)計(jì)指標(biāo)為16～18℃，夏季空調(diào)室內(nèi)熱環(huán)境設(shè)計(jì)指標(biāo)為26～28℃。在不同氣候區(qū)對(duì)建筑外墻按節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)墻體傳熱系數(shù)的基本限值來達(dá)到。外墻外保溫在冬季采暖期間，高熱阻的保溫層增加了外墻整體的傳熱阻，減少室內(nèi)熱量通過外墻向室外傳遞，提高其保溫能力。在炎熱的夏季，高熱阻的外保溫層，外表面的蓄熱系數(shù)小，傳遞給墻體的熱量少，有效延遲了室外熱流進(jìn)入墻體；另一方面，重質(zhì)材料的主體結(jié)構(gòu)層熱惰性指標(biāo)高，具有較好的熱穩(wěn)定性。而且由于外墻外保溫的保溫層是在建筑主體結(jié)構(gòu)的外側(cè)，這使得主體結(jié)構(gòu)與建筑室內(nèi)溫度基本一致，這就免去的因?yàn)闇夭顚?duì)建筑主體結(jié)構(gòu)的破壞。

　　3.2 相對(duì)濕度

　　冬季一般要關(guān)閉外窗，室內(nèi)的濕度主要來自人為因素，如起居、炊事、加濕等；而夏季室內(nèi)的濕度主要來自室外多雨、氣壓低濕度高等因素。而水蒸氣可通過材料由蒸氣壓高的一側(cè)向低的一側(cè)轉(zhuǎn)移。當(dāng)室內(nèi)水蒸氣壓大于室外時(shí)，水蒸氣就會(huì)通過墻體由內(nèi)向外傳遞。在冬季采暖的室內(nèi)的水蒸氣，壓大于室外，水蒸氣通過材料由室內(nèi)向室外運(yùn)動(dòng)，當(dāng)水蒸氣通過墻體時(shí)在某一材料內(nèi)部超出了某點(diǎn)結(jié)露的飽和蒸氣壓力，那么該處就會(huì)出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象。室內(nèi)相對(duì)濕度越高，持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)，結(jié)露可能越嚴(yán)重。但是當(dāng)建筑物內(nèi)部發(fā)生少量結(jié)露后，水分可在短時(shí)間內(nèi)還能轉(zhuǎn)移出去的話，那么還是允許的。對(duì)于不同形式保溫的外墻其溫度和蒸氣壓變化是不同的。 對(duì)于外保溫墻體，由溫度變化曲線可見重質(zhì)主體結(jié)構(gòu)部分因處在室內(nèi)一側(cè)，內(nèi)表面蓄熱系數(shù)又大，整個(gè)主體結(jié)構(gòu)為暖體。從水蒸氣壓變化曲線可見通過主體與保溫層的水蒸氣壓均小于會(huì)結(jié)露的飽和蒸氣壓，因此保溫墻體不產(chǎn)生結(jié)露。當(dāng)室外相對(duì)濕度較高時(shí)，有可能在外保溫層的外側(cè)出現(xiàn)少量結(jié)露現(xiàn)象，但因?qū)Ρ�溫層外�?cè)的防護(hù)層的水蒸氣滲透性是有要求的，也就是結(jié)露產(chǎn)生的水分是能蒸發(fā)出去的，加上室外經(jīng)常受太陽輻射和風(fēng)的影響，此處的水分較容易向室外轉(zhuǎn)移而干燥，也就是室內(nèi)的水蒸氣通過墻體能轉(zhuǎn)移出去，對(duì)建筑物的熱損耗影響不大。而對(duì)于內(nèi)保溫墻體主體結(jié)構(gòu)部分處在室外一側(cè)，其溫度接近于室外溫度，內(nèi)保溫層內(nèi)表面蓄熱系數(shù)小，水蒸氣壓超出結(jié)露的飽和壓力處在保溫層及其以外的墻體而產(chǎn)生結(jié)露，并會(huì)產(chǎn)生以下弊�。�

　　①發(fā)生在保溫層結(jié)露，因室內(nèi)相對(duì)濕度較高，空氣流通較差，水分在整個(gè)采暖期可能保留在保溫層中，引起保溫層失效，使建筑物達(dá)不到設(shè)計(jì)保溫效果；

　�、陂L(zhǎng)期結(jié)露，會(huì)霉變，變形；

　�、壑黧w結(jié)構(gòu)部分溫度極低，貯留的水分很難被蒸發(fā)，因凍融會(huì)造成結(jié)構(gòu)的破壞。

　　在陰雨天，墻體長(zhǎng)期直接暴露在雨水中，內(nèi)保溫墻體和不做保溫的墻體面臨室外的是重質(zhì)材料構(gòu)成的主體結(jié)構(gòu)部分(混凝土或磚石砌體)，會(huì)吸人大量的雨水，慢慢滲透進(jìn)墻體，使整個(gè)墻體處在濕熱狀態(tài)，當(dāng)長(zhǎng)期處于濕熱狀態(tài)的墻體就會(huì)發(fā)霉。水蒸氣還會(huì)通過墻體擴(kuò)散進(jìn)入室內(nèi)，增加室內(nèi)的相對(duì)濕度。而外保溫墻體面臨室外的是保溫層外具有良好的憎水性和抗雨水滲透性的防護(hù)層，如采用ZL膠粉聚苯顆粒外墻外保溫系統(tǒng)時(shí)，其外保溫體系具有良好的抗裂性能和防水性能良好的飾面層材料及高分子乳液彈性防水底層涂料外層，可確保防止雨水的滲透，使大量的雨水被拒之墻體外。夏天人體是通過排汗來保持其熱平衡，排汗的蒸發(fā)散熱量等于新陳代謝自由能的產(chǎn)熱量。當(dāng)外界相對(duì)濕度增加時(shí)，人的排汗量并沒有增加，不能出汗降溫，會(huì)使人感到悶熱。

　　3.3 熱輻射

　　夏天炎熱的主要原因是白天太陽輻射熱大，日曬時(shí)間長(zhǎng)。建筑物外墻嚴(yán)重地受到不穩(wěn)定溫度波作用，在這種室外綜合溫度作用下是一種非穩(wěn)態(tài)傳熱，外墻表面對(duì)太陽輻射熱吸收強(qiáng)弱是值得關(guān)注的問題，表面吸收的太陽輻射熱越多，墻面的溫度就越高，通過墻體傳向室內(nèi)的熱量也就越多。夏季白天太陽輻射是建筑物熱負(fù)荷的主要來源，外墻的熱工性能除了傳熱系數(shù)符合標(biāo)準(zhǔn)要求外，就是用來抵抗溫度波和熱流波的熱惰性指標(biāo)，降低太陽輻射熱傳人室內(nèi)，是減少室內(nèi)熱負(fù)荷的關(guān)鍵。外墻設(shè)計(jì)除了滿足夏季白天具有良好的隔熱性(衰減值較大，延遲時(shí)間長(zhǎng))、夜間散熱快之外，還應(yīng)了解這一地區(qū)采暖空調(diào)運(yùn)行方式以及自然通風(fēng)與室外熱作用之間的相互關(guān)系，合理地采取降低圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)，增強(qiáng)其隔熱性能。

　　根據(jù)《民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50176一1993)，夏季防熱要求的重點(diǎn)是圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔熱設(shè)計(jì)，評(píng)價(jià)圍護(hù)結(jié)構(gòu)隔熱性能好壞的主要指標(biāo)是圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度，即在房間自然通風(fēng)情況下，建筑的屋頂和東、西外墻的內(nèi)表面最高溫度小于夏季室外計(jì)算溫度最高值。

　　外保溫墻體在炎熱的夏季，雖然內(nèi)、外保溫墻體計(jì)算的內(nèi)表面最高溫度相差不大，但實(shí)踐證明在不開空調(diào)的情況下外保溫比內(nèi)保溫舒適(約低2℃)。這是由于外保溫層置于墻體的外表面，它的傳熱系數(shù)小，外表面蓄熱系數(shù)小，傳遞給墻體的熱量少，有效延遲了室外熱流進(jìn)入墻體，加之重質(zhì)材料墻體的熱惰性指標(biāo)高，具有較好的熱穩(wěn)定性，室內(nèi)溫度波動(dòng)(自然通風(fēng)情況)對(duì)墻體內(nèi)表面溫度波幅影響很小，具有一定的隔熱作用。

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