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保温节能设计
一、建筑保温综合处理的基本原则
(一)充分利用可再生能源
可再生能源包括太阳能和地热能等。在建筑保温设计中，对太阳能的利用主要是两个方面，一是对太阳辐射热的吸收，二是对太阳辐射热的蓄集。
(二)防止冷风的不利影响
应争取不使大面积外表面朝向冬季主导风向，当受条件限制而不可能避开主导风向时，亦应在迎风面上尽量少开门窗或其他开口。建筑的主要人口尽量不要朝向冬季主导风向。
(三)合理进行建筑规划设计
应从建筑选址、分区、建筑和道路布局走向、建筑朝向、建筑体形、建筑间距、冬季主导风向、太阳辐射、建筑外部空间环境构成等方面综合处理。
建筑物宜布置在避风、向阳地段，不宜布置在山谷、洼地、沟底等凹地里。建筑物朝向宜采用南北向或接近南北向。
对采暖地区的建筑，外表面尽量避免过多的凹凸，居住建筑的体形系数宜控制在0.30及0.30以下;若体形系数大于0.30，则屋顶和外墙应加强保温。公共建筑的体形系数应小于或等于0.40。
夏热冬冷地区的条式建筑物的体形系数不应超过0.35，点式建筑物的体形系数不应超过0.40。
夏热冬暖地区的北区内，单元式、通廊式住宅的体形系数不宜超过0.35，塔式(或点式)住宅的体形系数不宜超过0.40。
(四)提高围护结构的保温性能
提高围护结构的保温性能主要从控制围护结构的传热系数和加强热桥部位保温两方面人手。
(五)使房间具有良好的热特性与合理的供热系统
房间的热特性应适合其使用性质，例如全天使用的房间应有较大的热稳定性，房间内表面材料应选用蓄热系数大的材料。对于只有白天使用(如办公室)或只有一段时间使用的房间(如影剧院的观众厅)，内表面材料则应选用蓄热系数小的材料。
二、围护结构的保温设计
在冬季，围护结构的传热一般可粗略地按稳定传热计算。评价围护结构主体(外墙和屋面)保温性能的主要指标是传热阻R0或传热系数K0。
(一)围护结构最小传热阻
内表面温度取决于室内外温度和围护结构的传热阻。传热阻越小，内表面温度越高，为了不使围护结构内表面结露，在《民用建筑热工设计规范》(GB50176—93)(以下简称《热工设计规范》)中规定，设置集中采暖的建筑物，其围护结构的传热阻应根据技术经济比较确定，且应符合国家有关节能标准的要求，其最小传热阻应按下式计算确定：
式中R0，min——围护结构最小传热阻，㎡·K/W;
Ri——围护结构内表面换热阻，㎡·K/W;
ti——冬季室内计算温度，℃，一般居住建筑取18oC;高级居住建筑，医疗、托幼建筑，取20oC;工业企业的辅助建筑按《工业企业卫生标准》取值，以生产工艺要求为主的厂房或实验室应按相应的规范取值;
te——围护结构冬季室外计算温度，℃，在《热工设计规范》中将围护结构按热惰性指标D值的不同分为4类，规定了4种室外计算温度的取值方法。
n——温差修正系数，根据围护结构所处位置情况，按《热工设计规范》取值;
[Δt]——室内空气与围护结构内表面之间的允许温差，℃，根据房间性质及结构类型，可查《热工设计规范》取值。
对热稳定性要求较高的建筑(如居住建筑、医院和幼儿园等)，当采用轻型结构时，外墙的最小传热阻应在按式(1—38)计算结果的基础上进行附加。
(二)围护结构保温构造方案
为达到保温要求，常常在围护结构中设保温材料层。墙体由保温材料层和主体结构复合而成。
1.保温材料
绝热材料是指导热系数小于0.25W/(m·K)且能用于绝热工程的材料。习惯上称控制室内热量外流的材料为保温材料;防止室外热量进入室内的叫隔热材料。选择保温材料时，不仅需要考虑材料的热物理性能，还应该了解材料的强度、耐久性、耐火、耐侵蚀性，以及使用保温材料时的构造方案、施工工艺、材料的来源和经济指标等。
2.保温构造方案
围护结构的构造必须同时考虑保温和承重的要求。围护结构的保温构造方案大致可分为以下两大类：
(1)单一材料结构
只要材料导热系数足够小，机械强度能满足承重要求，又有足够的耐久性，那么采用保温与承重相结合的单一材料结构方案，在构造上比较简单，施工亦比较方便。但随着建筑节能标准的提高，许多单一材料结构已经难以达到节能标准所规定的要求，因此必须发展高效保温节能的复合保温结构。
(2)复合保温结构
复合保温结构由保温层和结构主体层复合而成，保温层主要起保温作用，不起承重作用。它可以是单一保温材料层，也可以是复合保温材料层。选择这种结构时，保温材料的灵活性比较大，不论是板块状、纤维状还是松散颗粒状材料均可应用。有时也可用封闭空气间层作保温层;或者将空气间层和实体保温层及主体结构复合在一起以满足比较高的保温要求。
复合保温结构按保温层所处的位置可分为内保温(保温层在室内一侧)，外保温(保温层在室外一侧)，中间保温(保温层在中间夹芯)几种类型。保温层的位置正确与否对结构及房间的使用质量、结构造价、施工和维持费用都有重要影响。从保温节能的角度看，外保温的优点较多。但内保温往往施工方便，适用于间歇使用的房间，中间保温则有利于松散填充材料的利用。
(3)外保温的优越性
1)可减少热桥处的热损失，防止热桥内表面结露;
2)对防止或减少保温层内部产生水蒸气凝结十分有利;
3)使房间的热稳定性好;
4)使墙或屋顶的主要部分受到保护，大大降低温度变形;
5)可节省保温材料，降低建筑造价。
外保温除上述优点外，还特别适用于既有建筑节能改造。
但外保温方案的一些优点也是有前提的。例如，对规模不太大的建筑(如住宅)，外保温能够提高结构及房间的热稳定性，而当建筑内部有大热容量的结构(隔墙、柱)和空气调节的设备时，外保温的蓄热作用就不太明显了。
外保温的缺点是保温材料需经过选择，要求不受雨水冲刷也不受大气污染的影响。大多数保温材料都有一定的吸湿性，材料吸湿以后，热阻会严重下降，因此当采用这种构造方案时，应在表面覆盖一层防水层或饰面。
(4)屋顶外保温做法
采用外保温的屋顶，传统做法是在保温层上面做防水层。防水层的蒸汽渗透阻很大，使屋面容易产生内部结露，同时，由于防水层直接暴露在大气中，受日晒、冻融等作用，极易老化和破坏。为了改进这种状况，产生了“倒铺”屋面的做法。不仅可能完全消除内部结露，而且可使防水层得到保护，从而大大提高耐久性，但这种方法要求保温材料不吸水。