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关于薄板钢骨结构体系多层住宅围护结构的保温、隔热、防潮和节能问题

作者：建筑钢结构网    
时间：2009-12-22 20:26:10 [收藏]


    　　1．前 言
    　　为了实现节能和保持室内良好热环境这一目标，《热工规范》和《节能标准》对围护结构的热工性能（主要包括保温、隔热和防潮性能）作出了具体的规定。薄板钢骨结构体系住宅，这种结构体系决定了它不适宜采用重型围护结构（热惰性指标D≥2.5），而适宜采用轻型围护结构（D<2.5）。在现行的《节能》JGJ26-95中，对外墙、屋顶等围护结构的传热系数（或平均传热系数）作出了规定，而未对热惰性指标D值作出规定。这是国为该标准适用于寒冷和严寒地区。寒冷地区以冬季保温为主，适当兼顾夏季防热。严寒地区一般可不考虑夏季防热。而且在寒冷和严寒地区当围护结构系数较小，亦即保温较好的条件下，一般已能满足夏季隔热要求。因此,可不对热惰性指示D值提出要求。但是，在以夏季防热为主，适当兼顾冬季保温的夏热冬冷的地区，和一般只需要考虑夏季防热的夏热冬暖地区，则不仅对外墙和屋顶等围护结构的传热系数（或平均传热系数）作出规定，而且同时对热惰性指标D值作出了规定。这样规定主要是为了满足夏季隔热要求，特别是在采用轻型结构的条件下。薄板钢骨结构体系住宅（包括多层和低层），一般都采用轻型围护结构，其D值一般都<2.5，绝大多数甚至<1.5。能否满足《热工规范》规定的夏季隔热要求，以及围护结构构造内部能否避免冬季冷凝受潮（简称防潮），这是需要关注的问题。
    　　2．现有几种轻型围护结构热工性能分析
    　　2.1彩钢聚氨酯或聚苯泡沫夹芯保温板。厚度有50、75、100、150mm等，可用于外墙、屋面、隔墙等。主要优点是质轻、施工快捷，保温性能好（传热函数小，传热阻大），但热稳定性差，夏季隔热性能差，不适宜用于民用建筑，特别是住宅建筑围护结构。
    　　2.2型钢或薄壁型钢框架，两侧为板材，其间填充岩棉或玻璃棉等保温材料。这种构造的主要缺点是，型钢或薄壁型钢框架形成显著的热桥大大削弱围护结构保温性能，并可能出现内表面局部结露长霉；围护结构内部，特别是型钢框架接近外侧部位出现冷凝受潮影响使用；热稳定性和夏季隔热性能较差。
    　　2.3外侧为混凝土薄壁结构，内侧为水泥析纤维板等，中间为岩棉、玻璃棉保温板等。然后将这种预制的多层复合保温墙板悬挂在型钢框架外侧。这种构造的主要缺点是，这种外侧材料比较密实，内侧材料相对疏松的构造在寒冬采暖条件下，存在着结构内部冷凝受潮问题，特别在严寒和寒冷的地区情况尤甚。内部冷凝受潮，可能引起保温失效结构损坏，严重影响使用。
    　　2.4两侧为支承和抗弯能力较高的充气水泥板或其它材料板材，中间为聚苯夹芯的复合保温板，由薄壁型钢框架支承的构造体系。这种构造的主要优点是，整体结构轻而简洁，施工方便，保温、隔热、防潮性能较好，适用范围较广。
    　　2.5薄板钢骨框架，外保温外侧带通风间层，内侧为石膏板饰面系统。这种构造的主要优点是，围护结构质轻，热稳定性虽然较差，但因采用外保温构造，且外侧带通风间层，内侧为双层石膏板（总厚变为27.5mm），从而显著地改善了夏季隔热性能，同时又避免了冬季采暖条件下，结构内部冷凝受潮，其适用范围较广。
    　　3．现有薄板钢骨住宅围护结构热工和节能能否满足现行标准规范的要求
    　　3.1从保温性能（传热系数K值和传热阻R0值）来看，因采用外保温，且保温采用挤塑聚苯这类高效保温材料，导热系数为0.035w/m*k左右。通过调整保温层厚度，即可获得较大的传热阻或较小的传热系数，从而满足不同地区住宅建筑的节能要求，虽然D值较小，热稳定性较差，但若采用较稳定的连续供暖，则问题不大。
    　　3.2从隔热性能（即在夏季和自然通风的条件下，围护结构内表面温度的高低）来看，因采用外保温层外侧带通风间层的构造形式，其隔热性能大体上仍可达到240mm厚度砖墙水平，亦即能够满足夏季隔热要求。表3.2为根据《热工规范》的有关规定，在上海地区夏季室内、外计算条件，对外墙和屋顶内表面温度的计算结果。由表3.2可见，采用在外保温层。
    　　表3.2在上海地区夏季室内、外计算条件下，外墙和屋顶内表面温度计算结果

    　　外侧带通风间层的构造形式，是能够满足夏季隔热要求的，但内侧就应采用双层石膏板饰面，其总厚度为15+12.5=27.5mm左右，以保证围护结构内表面的衰减倍数νi不致过低。如果采用封闭间层，无论有无铝箔，都不能满足夏季隔热要求。
    　　3.3从避免围护结构内部冬季冷凝受潮（即防潮）来看，因采用外保温构造形式，从而有效地改善了在冬季采暖条件下，围护结构内部的温度分布，保证薄板钢骨框架的温度高于露点，从而避免了冷凝受潮的出现。
    　　4．几点意见和建议
    　　4.1现有薄板钢骨住宅围护结构的构造形式，其保温、隔热、防潮性能和节能效果较好，能够满足现行标准规范的要求。
    　　4.2从简化构造，降低造价出发，其围护结构仍可适当改进。但改进仍应以外保温层外侧带通风间层这种构造形式为基础来进行。例如可考虑采用具有一定支承和抗弯能力的夹芯保温板材作为外保温层，层板钢骨框架适当简化。
    　　4.3楼板和分户隔墙的隔声性能如何？希望见到测试数据。
    　　4.4楼板和厨卫房间应有防水措施。
    　　4.5外保温层外侧带通风间层的构造形式已能满足夏季隔热要求，保温层外侧可不做铝箔，因铝箔层妨碍水蒸汽散发，而且其长期效果也令人怀疑。

    （杨善勤 中国建筑科学研究院物理研究所 高级工程师）
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