淺談嚴(yán)寒地區(qū)村鎮(zhèn)學(xué)校建筑保溫復(fù)合墻體節(jié)能設(shè)計(jì)

    摘要:本文對(duì)嚴(yán)寒地區(qū)村鎮(zhèn)學(xué)校建筑的研究,目的是在降低能源消耗的基礎(chǔ)上改善學(xué)生的學(xué)習(xí)環(huán)境,使嚴(yán)寒地區(qū)村鎮(zhèn)的孩子們像城里孩子一樣也有一個(gè)健康舒適的學(xué)習(xí)環(huán)境。本文對(duì)嚴(yán)寒地區(qū)村鎮(zhèn)學(xué)校建筑保溫復(fù)合墻體進(jìn)行了設(shè)計(jì),力求節(jié)能和舒適,符合我國(guó)政府提出的建立節(jié)約型社會(huì)的要求。

  關(guān)鍵詞:嚴(yán)寒地區(qū),村鎮(zhèn)學(xué)校建筑,保溫復(fù)合墻體

  

  目前嚴(yán)寒地區(qū)的村鎮(zhèn)學(xué)校建筑通常的墻體做法是:實(shí)心粘土磚墻和石材墻,所采用的實(shí)心粘土磚墻、石材墻傳熱系數(shù)普遍比較大,達(dá)不到現(xiàn)在《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的要求,是傳統(tǒng)墻體高能耗的原因。降低墻體的傳熱系數(shù)的有方法是增加墻體的熱阻,這是降低墻能耗的最有效方法。

  增加墻體熱阻最有效最經(jīng)濟(jì)的方法是采用復(fù)合節(jié)能墻體,復(fù)合節(jié)能墻體分為以下幾種:外保溫節(jié)能墻體、內(nèi)保溫節(jié)能墻體、夾心保溫節(jié)能墻體。

  嚴(yán)寒地區(qū)村鎮(zhèn)建筑的供暖方式與保溫構(gòu)造的選用,通過(guò)調(diào)研所掌握的資料,嚴(yán)寒地區(qū)的村鎮(zhèn)建筑供暖方式可大致分為兩種方式:間歇性供暖和連續(xù)性供暖。間歇性供暖:嚴(yán)寒地區(qū)的村鎮(zhèn)建筑有一些學(xué)校采用火爐取暖,火爐取暖是在上課前生火,低年級(jí)是老師和值日生提前來(lái)生火,另一種間歇供暖方式是在暖氣中裝入介質(zhì)油,介質(zhì)油在低溫下防凍,在學(xué)生上課前加熱取暖的方式。連續(xù)性供暖:連續(xù)性供暖采用水循環(huán)鍋爐。水介質(zhì)鍋爐是最常見(jiàn)的鍋爐,水作為介質(zhì)的鍋爐的優(yōu)點(diǎn)是更換介質(zhì)的造價(jià)相對(duì)其它介質(zhì)造價(jià)低,介質(zhì)泄漏不會(huì)產(chǎn)生較大的環(huán)境污染,水的比熱大,能夠吸收更多的熱量。缺點(diǎn)是在冬季長(zhǎng)期不用的情況下也必須維持一定的溫度,在低溫下水結(jié)冰破壞采暖設(shè)備,與介質(zhì)油暖氣供暖相比浪費(fèi)能源。

  一、內(nèi)保溫復(fù)合墻體的節(jié)能設(shè)計(jì)

  (1)間歇供暖要求快速提高室內(nèi)溫度,使室內(nèi)溫度在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到使用的溫度要求,采用內(nèi)保溫節(jié)能墻體是非常適合嚴(yán)寒地區(qū)間歇性供暖的村鎮(zhèn)學(xué)校建筑的使用特點(diǎn),內(nèi)保溫節(jié)能墻體的構(gòu)造。內(nèi)保溫有以下優(yōu)勢(shì):保溫材料的蓄熱系數(shù)小,在短時(shí)間加熱時(shí)由保溫材料吸收的熱量比其他材料少,室內(nèi)溫度升高較快。嚴(yán)寒地區(qū)村鎮(zhèn)建筑單層比重較大,使用內(nèi)保溫由于不存在樓板產(chǎn)生熱橋較少。

  (2)保證內(nèi)保溫節(jié)能墻體保溫性能的關(guān)鍵是防止內(nèi)保溫層結(jié)露。外墻內(nèi)保溫的保溫層在室內(nèi)一側(cè),由于冬季室內(nèi)溫度高、室外溫度低,室內(nèi)的水蒸汽分壓力大于室外一側(cè),水蒸汽由高壓側(cè)向低壓側(cè)遷移,水蒸汽在遷移過(guò)程中溫度低于它的露點(diǎn)溫度易結(jié)露,結(jié)露的凝集水進(jìn)入保溫層,易使保溫層受潮,受潮保溫層易失去應(yīng)有的保溫效果(導(dǎo)熱系數(shù)增大)或保溫效果降低。如果構(gòu)造設(shè)計(jì)不合理,圍護(hù)結(jié)構(gòu)某一臨界面外側(cè)蒸汽滲透阻大于內(nèi)側(cè)滲透阻,在這一臨界面(冷凝接口)處,甚至可能產(chǎn)生內(nèi)部冷凝。在保溫構(gòu)造的設(shè)計(jì)上防止保溫層結(jié)露,這樣才能保證內(nèi)保溫節(jié)能墻體的保溫性能。

  (3)防止內(nèi)保溫層結(jié)露的有效方法:設(shè)置隔汽層、設(shè)置吸濕空氣層、選用憎水而透氣的保溫材料或保溫涂層

  ①設(shè)置隔汽層:?jiǎn)蚊嬖O(shè)置隔汽層,在外墻內(nèi)保溫的保溫層內(nèi)側(cè)設(shè)置隔汽層,即在保溫層的高溫側(cè)設(shè)置,防止冬季室內(nèi)的水蒸汽進(jìn)入保溫層。事實(shí)上隔汽層卷材寬度是有一定限制的,施工中卷材的接縫處一定要處理好,不讓蒸汽通過(guò)此處接口,否則隔氣效果將會(huì)受到影響。接縫處處理不好很可能造成保溫層受潮,而潮氣一旦進(jìn)入則很難再排回室內(nèi)而留在保溫層中,也有可能變成冷凝水被保溫層吸收。由于外墻體的濕作業(yè),可能導(dǎo)致施工水分沒(méi)有完全排出,即墻體沒(méi)有完全干燥就開(kāi)始隔汽層的施工,從而使潮氣滯留在隔氣層內(nèi)而不能排出,最終導(dǎo)致保溫層受潮,這種現(xiàn)象比較普遍。另外,夏季熱側(cè)在室外一側(cè),蒸氣滲透方向與冬季正好相反,可能導(dǎo)致保溫層受潮,而冬季到來(lái)時(shí)不能排出,造成惡性循環(huán)。雙側(cè)設(shè)置隔汽層:在保溫層的兩側(cè)都設(shè)置隔汽層,即冷面和熱面均設(shè)隔汽層。雙側(cè)隔汽層構(gòu)造必須保證保溫層干燥,否則水蒸汽被封閉在隔汽層內(nèi)不能排出,如果水蒸汽量大,在夏季時(shí)可能體積膨脹導(dǎo)致隔汽層破壞而失去效果,甚至破壞外裝修。

 、谠O(shè)置吸濕空氣層:空氣層的厚度一般在12-40mm,空氣層可以通過(guò)龍骨架空層或砌筑法形成。當(dāng)采用龍骨架空時(shí),龍骨一般采用保溫隔熱性能較好的材料(石膏板制龍骨、木龍骨)防止產(chǎn)生熱橋現(xiàn)象,但應(yīng)注意龍骨的吸濕性能,防止由于龍骨吸濕性大而在保溫層兩側(cè)形成濕橋。因?yàn)樵诳諝鈱永鋫?cè)可能產(chǎn)生冷凝,由于濕橋的毛細(xì)管吸濕作用導(dǎo)致液態(tài)水遷移,使保溫層受潮。如果室內(nèi)濕度不大時(shí),這種構(gòu)造可以保持保溫材料干燥不受潮。若室內(nèi)空氣濕度特別大而空氣層外側(cè)墻體又比較密實(shí)(蒸汽滲透阻很大),則有必要在保溫層內(nèi)側(cè)(熱側(cè))設(shè)置一道隔汽層,隔汽層可以選用塑料薄膜、防水卷材等。需注意的是,隔汽層不能設(shè)置在保溫層的冷側(cè),也不能設(shè)置在空氣層的冷側(cè),因?yàn)樵O(shè)在冷側(cè),水蒸汽滲透到保溫層后就會(huì)在保溫層和隔汽層的界面上產(chǎn)生冷凝,反而不如不設(shè)置隔氣層。

 、圻x用吸水率小的保溫材料或憎水保溫涂層:目前,研制出來(lái)的一些新材料,本身具有一定的透氣性能,可以很快將保溫層內(nèi)的潮氣排出來(lái),而且還具有一定的防潮功能,因而,在室內(nèi)濕度不大的房間可以采用這樣的涂層材料。但如果室內(nèi)濕度較大時(shí),則應(yīng)設(shè)置防潮空氣層或防潮層。另外,如采用吸水率小的保溫材料(聚苯乙稀泡沫板或顆粒),保溫層不易受潮,可以不做吸濕空氣間層。

  二、外保溫復(fù)合墻體的節(jié)能設(shè)計(jì)

  (1)外保溫節(jié)能墻體是指在外墻的外表面上加設(shè)保溫層,外墻采用外保溫做法時(shí)如在保溫層外側(cè)加設(shè)通風(fēng)層,可完全防止材料受潮。外保溫可用于新建墻體,也可以用于既有建筑外墻改造,保溫層能明顯加強(qiáng)外墻的保溫性能。由于從外側(cè)保溫,構(gòu)造必須能滿(mǎn)足水密性、抗風(fēng)壓以及溫濕度變化的要求,不致產(chǎn)生裂縫,并能抵抗外界可能產(chǎn)生的碰撞,另外還必須對(duì)門(mén)窗洞口、穿墻管道等作適當(dāng)?shù)奶幚。不同的外保溫?gòu)造,其材料、構(gòu)造和施工工藝各有一定的差別。

  (2)保證外保溫節(jié)能墻體保溫性能的關(guān)鍵是外保溫材料的選擇、保溫板的固定、面層的做法。