建筑设计之保温设计处理分析

建筑设计之保温设计处理分析
摘要：保温是建筑围护系统的重要功能之一，也是建筑构造设计的重要内容之一，其合理的设计可有效地确保建筑使用质量和耐久性。

文章总结了建筑保温设计综合处理原则及处理技术，并结合工程实际情况，为了达到建筑保温要求，提出建筑固护系统保温设计方案的选择，以作参考借鉴。

关键词：建筑设计保温设计设计措施构造措施
一前言
保温作为建筑设计的重要内容之一，其合理的设计可有效地确保建筑使用质量和耐久性。

目前对建筑进行保温设计，主要考虑保温的部位有外墙以及屋顶。

文章结合笔者多年工作经验，在建筑的使用过程中其两侧存在较大温度差而又有保温要求的部位，都应对其采取保温设计。

其建筑保温设计包括建筑方案设计中的保温综合处理以及围护结构保温。

二保温设计综合处理原则分析
1 应提高建筑物围护结构的保温性能，从而使建筑物的围护结构具有良好的热工性能。

因此在设计时，建筑物的围护结构的总热阻不低于最小热阻，以能有效地控制内表面温度；同时应具有一定的热稳定性，避免潮湿、防止壁内产生冷凝。

2 应使建筑物具有良好的朝向以及保证建筑物具有适当的间距。

当建筑物具有良好的朝向时，可有效地利用太阳能，达到节能和杀菌效果。

对于建筑物的朝向应不让建筑物大面积外表面朝向冬
季主导方向，以减少对流换热损失。

3 选取有效的建筑体形以及平面形式，通过建筑物的体形系数(s)来把握。

体形系数(s)即为一栋建筑物与室外大气接触的外表面积f。

与其所包围的体积v。

之比。

建筑物的体形系数对于不同地区以及建筑层数的不同有不同的要求，见表1所示。

4 除了围护结构的保温性能外，建筑物的窗墙比等对建筑物的耗热都会产生较大的影响。

因此，适当地减小建筑物的窗墙比以及加强建筑物的密闭性，可有效地避免出现冷风渗透的不利影响现象。

对于避免冷风渗透，目前可采取的有效途径是通过增加建筑物的密闭性，例如可减少建筑物的门窗洞口，减少薄弱环节，如设置门斗、使门洞避开主导风向。

三保温设计综合处理技术分析
根据上文建筑保温设计综合处理原则分析，在进行建筑保温设计时，应当充分利用有利因素，做出合理的保温措施：
1 减少冷风影响的措施。

应尽可能使建筑物大面积外表面不朝向冬季主导风向。

当条件限制而不能避开主导风向，则应在迎风面上尽量少开门窗。

同时充分利用周围自然条件挡风。

2 房间的热特性应适合其使用性质，如全天使用的房间应有较大的热稳定性，以防室外温度下降或间断供热时，室温波动太大；对于只有白天使用的房间，则应在开始供热后，室温能较快的上升到所需的标准。

而对于室外气温昼夜波动，为了让室内热环境能维
持所需的标准，在供热方式供热的间歇时间不宜太长，以防夜间温度达不到基本的热舒适标准。

3 对于南向大窗口，冬季白天使大量阳光透入，夜间则用专门的保温窗帘或保温板遮挡窗口。

室内地面需用蓄热能力大的材料，如砖或混凝土等做成，在白天吸热并储存热量，夜间不断向室内释放，使室内维持一定温度，其他朝向的各面围护结构则尽量加强保温，减少热量散失。

4 对于有阳光间与主体房间相邻情况，阳光问不但有很大的窗口其地面也是蓄热体，阳光通过玻璃照射到蓄热体上储存热量，从而提高室内温度，而主体房间是通过与阳光间相邻的墙或窗获得热量。

夜间用保温窗帘将阳光间与主体问隔开。

另外，为了有效地防止阳光间夏季过热，在窗上方应有可调节的排气孔和遮阳措施。

四建筑围护结构的保温设计
对于建筑围护结构的保温主要体现外墙保温设计和屋顶保温设计，而外墙保温是建筑物保温设计中的相当重要的部分，下文将重点对外墙的保温设计进行深入探讨。

1 外墙保温设计考虑因素
外墙作为建筑物围护结构的主要组成部分，对其保温能力的要求，取决于房间的使用性质及技术经济条件，笔者提出应该从以下几方面考虑：
①对于民用建筑来说，不但要确保其外墙内表面不结露，并且还应满足一定的热舒适条件，限制内表面温度，从而避免出现过强
的冷辐射效应。

②应该充分保证外墙的内表面不结露，即建筑外墙的内表面温度应该不低于室内空气的露点温度。

③建筑物的外墙应具备一定的热稳定性。

2 外墙保温设计理论分析
目前，对于建筑物的外墙进行保温设计所采用的设计方法主要是最小热阻法，见公式(1)所示，但对建筑物进行在实际保温设计时，如居住建筑、医院、幼儿园、办公楼、学校和门诊部等建筑物的外墙为轻质材料或内侧复合轻质材料时，则外墙的最小传热阻应在公式(1)计算求得最小热阻结果的基础上进行附加，其附加值应按规定的采用。

（1）
式中，为冬季室内计算温度，℃；为冬季室外计算温度，℃；为温差修正系数，可通过查表得到；为内表面换热阻，；为室内空气与外墙内表面之间的允许温差，℃。

3 建筑外墙保温设计方案
①承载材料和保温材料相结合的保温设计方案。

这种方案特点是构造比较简单，施工也很方便。

在保温材料方面应选取导热系数比较小，材料强度又要满足承载要求，同时又要有足够的耐久性。

例如，钢筋混凝土墙体或砌体结构墙体，内侧做水泥珍珠岩砂浆保温层，再做2mm厚的纸筋灰罩面装饰层。

这种保温设计，可适合外墙承载结构的墙体保温。

②采取单一材料的保温设计方案。

这种设计方案是由导热系数很小的材料来做保温层，从而满足外墙保温要求。

这种设计方案所采用的保温材料，其保温性能比较高；由于其保温材料不起承重作用，可选择的灵活性比较大。

例如加气混凝土砌块墙体或轻型空心砌块墙体，这种保温设计适合非承重结构的填充墙保温要求。

③混合做法的保温设计方案。

对于单独采用某一种构造做法仍不能满足保温要求时，或者为了要满足建筑保温要求而造成技术经济上不合理时，可采用混合做法的保温设计方案。

例如，既有实体材料的保温层，又有封闭空气间层和承载结构的外墙。

这种保温设计方案的保温构造比较复杂，但具有较好的保温性能，尤其重点应用于在热工要求较高的建筑物外墙中。

例如，对于钢筋混凝土墙体，在墙体中间设置40mm厚度以上的封闭空气间层，同时铺钉4mm厚的经过涂塑处理的双层铝箔板。

这种混合的外墙保温设计方案可适合于较高保温要求的建筑物中。

4 建筑外墙传热异常部位的保温设计
上文中所提出的外墙保温设计方案是针对外围护墙体的主体部分而言的，对于外墙中存在的传热异常的部位，如外墙体中的过梁等。

这些传热异常部位的热损失相对其他部位相同面积的热损失要多，对于这些热工性能薄弱的“冷桥”部位，必须采取相应的保温设计措施，以有效地确保建筑物房间的正常室内气候。

①墙体常见传热异常部位的保温设计。

建筑中的钢筋混凝土梁、过梁等构件，较易形成“冷桥”。

为了避免这些“冷桥”部位散失
过多的室内热量以及其内表面可能出现的结露现象，应在这些部位采取局部保温构造措施。

②预制外墙板间连接节点的保温设计。

考虑到外围护墙板的保温要求，对于预制外墙板在板厚度的中部加设50～100mm厚度的高热阻保温材料，可有效地解决外墙板的主体部分的保温问题。

但在相邻两块预制外墙板的连接节点处，由于现场处理结构连接的需要，此处不可能做成具有保温功能的复合墙板形式，对于这种节点连接处较易形成“冷桥”，必须在现场对其进行特殊的保温构造处理。

五结束语
保温是建筑围护系统的重要功能之一，也是建筑构造设计的重要内容之一。

对于寒冷地区的各类建筑以及非寒冷地区但有空调要求的建筑均应进行保温设计。

通过对建筑进行保温设计可有效地确保建筑物保温质量以及合理使用建设投资；同时还可有效地确保建筑的使用质量和耐久性，而且对于降低采暖、节约能源以及空调设备的投资等具有相当重要的作用。

文章中提出的建筑保温设计综合处理措施及建筑围护系统保温设计方案的选择，旨在能为建筑保温设计提供参考借鉴，以作交流。

注：文章内所有公式及图表请以pdf形式查看。