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關于薄板鋼骨結構體系多層住宅圍護結構的保溫、隔熱、防潮和節能問題

作者：建筑鋼結構網    
時間：2009-12-22 20:26:10 [收藏]


    　　1．前 言
    　　為了實現節能和保持室內良好熱環境這一目標，《熱工規范》和《節能標準》對圍護結構的熱工性能（主要包括保溫、隔熱和防潮性能）作出了具體的規定。薄板鋼骨結構體系住宅，這種結構體系決定了它不適宜采用重型圍護結構（熱惰性指標D≥2.5），而適宜采用輕型圍護結構（D<2.5）。在現行的《節能》JGJ26-95中，對外墻、屋頂等圍護結構的傳熱系數（或平均傳熱系數）作出了規定，而未對熱惰性指標D值作出規定。這是國為該標準適用于寒冷和嚴寒地區。寒冷地區以冬季保溫為主，適當兼顧夏季防熱。嚴寒地區一般可不考慮夏季防熱。而且在寒冷和嚴寒地區當圍護結構系數較小，亦即保溫較好的條件下，一般已能滿足夏季隔熱要求。因此,可不對熱惰性指示D值提出要求。但是，在以夏季防熱為主，適當兼顧冬季保溫的夏熱冬冷的地區，和一般只需要考慮夏季防熱的夏熱冬暖地區，則不僅對外墻和屋頂等圍護結構的傳熱系數（或平均傳熱系數）作出規定，而且同時對熱惰性指標D值作出了規定。這樣規定主要是為了滿足夏季隔熱要求，特別是在采用輕型結構的條件下。薄板鋼骨結構體系住宅（包括多層和低層），一般都采用輕型圍護結構，其D值一般都<2.5，絕大多數甚至<1.5。能否滿足《熱工規范》規定的夏季隔熱要求，以及圍護結構構造內部能否避免冬季冷凝受潮（簡稱防潮），這是需要關注的問題。
    　　2．現有幾種輕型圍護結構熱工性能分析
    　　2.1彩鋼聚氨酯或聚苯泡沫夾芯保溫板。厚度有50、75、100、150mm等，可用于外墻、屋面、隔墻等。主要優點是質輕、施工快捷，保溫性能好（傳熱函數小，傳熱阻大），但熱穩定性差，夏季隔熱性能差，不適宜用于民用建筑，特別是住宅建筑圍護結構。
    　　2.2型鋼或薄壁型鋼框架，兩側為板材，其間填充巖棉或玻璃棉等保溫材料。這種構造的主要缺點是，型鋼或薄壁型鋼框架形成顯著的熱橋大大削弱圍護結構保溫性能，并可能出現內表面局部結露長霉；圍護結構內部，特別是型鋼框架接近外側部位出現冷凝受潮影響使用；熱穩定性和夏季隔熱性能較差。
    　　2.3外側為混凝土薄壁結構，內側為水泥析纖維板等，中間為巖棉、玻璃棉保溫板等。然后將這種預制的多層復合保溫墻板懸掛在型鋼框架外側。這種構造的主要缺點是，這種外側材料比較密實，內側材料相對疏松的構造在寒冬采暖條件下，存在著結構內部冷凝受潮問題，特別在嚴寒和寒冷的地區情況尤甚。內部冷凝受潮，可能引起保溫失效結構損壞，嚴重影響使用。
    　　2.4兩側為支承和抗彎能力較高的充氣水泥板或其它材料板材，中間為聚苯夾芯的復合保溫板，由薄壁型鋼框架支承的構造體系。這種構造的主要優點是，整體結構輕而簡潔，施工方便，保溫、隔熱、防潮性能較好，適用范圍較廣。
    　　2.5薄板鋼骨框架，外保溫外側帶通風間層，內側為石膏板飾面系統。這種構造的主要優點是，圍護結構質輕，熱穩定性雖然較差，但因采用外保溫構造，且外側帶通風間層，內側為雙層石膏板（總厚變為27.5mm），從而顯著地改善了夏季隔熱性能，同時又避免了冬季采暖條件下，結構內部冷凝受潮，其適用范圍較廣。
    　　3．現有薄板鋼骨住宅圍護結構熱工和節能能否滿足現行標準規范的要求
    　　3.1從保溫性能（傳熱系數K值和傳熱阻R0值）來看，因采用外保溫，且保溫采用擠塑聚苯這類高效保溫材料，導熱系數為0.035w/m*k左右。通過調整保溫層厚度，即可獲得較大的傳熱阻或較小的傳熱系數，從而滿足不同地區住宅建筑的節能要求，雖然D值較小，熱穩定性較差，但若采用較穩定的連續供暖，則問題不大。
    　　3.2從隔熱性能（即在夏季和自然通風的條件下，圍護結構內表面溫度的高低）來看，因采用外保溫層外側帶通風間層的構造形式，其隔熱性能大體上仍可達到240mm厚度磚墻水平，亦即能夠滿足夏季隔熱要求。表3.2為根據《熱工規范》的有關規定，在上海地區夏季室內、外計算條件，對外墻和屋頂內表面溫度的計算結果。由表3.2可見，采用在外保溫層。
    　　表3.2在上海地區夏季室內、外計算條件下，外墻和屋頂內表面溫度計算結果

    　　外側帶通風間層的構造形式，是能夠滿足夏季隔熱要求的，但內側就應采用雙層石膏板飾面，其總厚度為15+12.5=27.5mm左右，以保證圍護結構內表面的衰減倍數νi不致過低。如果采用封閉間層，無論有無鋁箔，都不能滿足夏季隔熱要求。
    　　3.3從避免圍護結構內部冬季冷凝受潮（即防潮）來看，因采用外保溫構造形式，從而有效地改善了在冬季采暖條件下，圍護結構內部的溫度分布，保證薄板鋼骨框架的溫度高于露點，從而避免了冷凝受潮的出現。
    　　4．幾點意見和建議
    　　4.1現有薄板鋼骨住宅圍護結構的構造形式，其保溫、隔熱、防潮性能和節能效果較好，能夠滿足現行標準規范的要求。
    　　4.2從簡化構造，降低造價出發，其圍護結構仍可適當改進。但改進仍應以外保溫層外側帶通風間層這種構造形式為基礎來進行。例如可考慮采用具有一定支承和抗彎能力的夾芯保溫板材作為外保溫層，層板鋼骨框架適當簡化。
    　　4.3樓板和分戶隔墻的隔聲性能如何？希望見到測試數據。
    　　4.4樓板和廚衛房間應有防水措施。
    　　4.5外保溫層外側帶通風間層的構造形式已能滿足夏季隔熱要求，保溫層外側可不做鋁箔，因鋁箔層妨礙水蒸汽散發，而且其長期效果也令人懷疑。

    （楊善勤 中國建筑科學研究院物理研究所 高級工程師）
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