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第四节 围护结构的保温设计
一、建筑保温综合处理的基本原则
1，充分利用太阳能;
2，防止冷风的不利影响;
3.选择合理的建筑体形和平面形式;
4.使房间具有良好的热特性与合理的供热系统。
二、围护结构的保温设计
外墙、屋顶、直接接触室外空气的楼板和不采暖楼梯间的隔墙等围护结构，应进行保温验算。
围护结构的保温验算是在稳定传热条件下进行的，评价围护结构保温性能的主要指标是传热阻R0或传热系数Ko
(一)最小传热阻的确定
Ro,min=(ti-te).n.Ri/ [Δt] (14-44)
式中 ti――冬季室内计算温度，0C;
te――冬季室外计算温度，0C;
n――温差修正系数;
Ri――内表面换热阻，m2?K/W;
[Δt]――室内空气与围护结构内表面之间的允许温差，0C。
1,室内计算温度ti
根据房间的使用性质有不同的规定值。一般工业与民用建筑ti=180C;高级居住建筑、医疗、福利、托幼建筑ti=200C;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。
2，室内空气与围护结构内表面之间的允许温差[Δt]
根据房间的使用性质与围护结构的类型可查《民用建筑热工设计规范》中的允许温差 表求得。
3，温差修正系数n
当所设计的围护结构的外表面不直接与室外空气接触时所进行的温差修正。可查《民用建筑热工设计规范》中的温差修正系数n值表求得。
4，室外计算温度te
考虑到室内外空气温度实际上存在着不同程度的波动，围护结构的热稳定性对维持室内温度的稳定有十分重要的作用，因此，室外计算温度te的取值应根据围护结构热情性指标D值的大小按级别进行调整，使得围护结构的保温性能能够达到同等的水平。
室外计算温度 表14-4
|
类型 |
热惰性指标D |
te的取值 | |
|
І |
重型 |
>6.0 |
te=tw |
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Π |
中型 |
4.1~6.0 |
te=0.6tw+0.4 te,min |
|
ш |
轻型 |
1.6~4.1 |
te=0.3tw+0.7 te,min |
|
ІV |
超轻型 |
≤1.5 |
te=te,min |
5,对有热稳定要求的建筑物(如居住建筑、医疗、托幼建筑、办公楼、学校)外墙，如使用轻质材料或内侧复合轻质材料时，最小传热阻还须进行附加修正。
轻质外墙最小传热阻的附加值 表14-5
|
类型 |
连续供热 |
间歇供热 |
|
密度为800～1200kg/m3的轻骨料混凝土单一墙体 |
15％～20％ |
30％～40％ |
|
密度为500～800kg/m3的轻骨料混凝土单一墙体； 外侧为砖或混凝土，内侧复合轻混凝土的墙体 |
20％～30％ |
40％～60％ |
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平均密度小于 外侧为砖或混凝土，内侧复合轻质材料（如岩棉、玻璃棉、石膏板等）墙体 |
30％～40％ |
60％～80％ |
(二)围护结构的保温设计
1，保温设计的要求
(1)围护结构的传热阻不得小于最小传热阻：
(2)寒冷和夏热冬冷地区设置集中采暖的居住建筑和公共建筑(医院、托幼、办公楼、学校等)，当围护结构热惰性指标低于n型时，应对其屋顶和东、西外墙进行夏季隔热验算，该处围护结构的传热阻不得小于最小传热阻和夏季隔热要求的传热阻中的大者。
(3)应该符合国家有关节能标准的要求。
2.保温设计计算类型
(1)设计计算：根据要求计算围护结构所需要的保温材料层的厚度。
(2)校核计算：已有围护结构保温构造方案，验算是否符合保温设计的要求。
(三)绝热材料
1.绝热材料
绝热材料是指导热系数λ<0.25w/(m?K)且能用于绝热工程的材料。
2, 膨响材料导热系数的因素
(1)密度。一般情况下，密度越大，导热系数也越大，但某些材料存在着最佳密度的界限，在最佳密度下，该材料的导热系数最小。
(2)湿度。绝热材料的湿度增大，导热系数也随之增大，因此，湿度对绝热材料导热系数的影响在建筑热工设计中必须引起充分注意。
(3)温度。绝热材料的导热系数随温度的升高而增大。一般在高温或负低温的情况下才考虑其影响。
(4)热流方向。对各向异性材料(如木材、玻璃纤维)，平行于热流方向时，导热系数较大;垂直于热流方向时，导热系数较小。
其中，对热导系数影响最大的因素是材料的密度和湿度。
3，绝热材料的选择
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。 、
(四)围护结构保温构造方案：
1.常用的构造方案
(1)单设保温层;
(2)使用封闭的空气间层或带铝箔的封闭空气间层;
(3)保温层与承重层合二为一;
(4)复合构造。
2.保温层位置的设置
(1)内保温：保温层在承重层内侧;
(2)中间保温：保温层在承重层中间;
(3)外保温：保温层在承重层外侧。
保温层的位置的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大影响，必须予以足够的重视。
外保温方案的优点：
1)保护主体结构，降低温度应力起伏，提高结构的耐久性;
2)对结构及房间的热稳定性有利;
3)对防止和减少保温层内部产生水蒸气凝结有利;
4)减少热桥处的热损失，防止热桥内表面结露;
5) 有利于旧房的节能改造。
注意，外保温方案的一些优点是有前提的。例如，只有规模不太大的建筑(如住宅)外保温能够提高结构及房间的热稳定性，而在建筑内部有大量热容量的结构(隔墙、柱)和参与调节的设备时，外保温的蓄热作用就不太明显了。