090上海住宅建筑围护结构节能应用技术规程[附条文说明].docVIP

住宅建筑围护结构节能应用技术 上海市建筑科学研究院 杨星虎 一、建筑热工基本知识 (一)围护结构保温 1．传热系数(K)、传热阻(R0)和热阻(R) 在上海市住宅建筑设计标准和国内外几乎所有的建筑节能标准中，都规定有围护结构(墙体、屋面、门窗等)的传热系数指标，它是表征围护结构传热量大小的一个物理量。其定义是：在稳态条件下，围护结构两侧空气温度差为1℃，1h内通过1m2面积传递的热量，单位是W／(m2·K)。 与传热系数相反，传热阻是表征围护结构阻止热量传递能力的一个物理量，在数值上是传热系数的倒数，单位是m2·K／W。 热阻(R)是指围护结构本身阻止热量传递能力的物理量，单位也是m2·K／W。在数值上是围护结构厚度(δ)与材料导热系数(λc)的比值。对于多层结构，则是各构造层热阻之和。 传热系数可以通过计算或测试取得。传热系数的计算需要通过热阻和传热阻的计算。热阻加上围护结构的内表面换热阻和外表面换热阻就是传热阻，而传热阻的倒数是传热系数。 传热系数(K)以及传热阻(R0)都是围护结构保温性能的评价指标，但也与隔热性能有关。需要指出的是，对于有节能要求的住宅，外墙的传热系数指的是平均传热系数，包括外墙主体部位和周边部位(圈梁和构造柱等)在内的，按面积加权平均求得的传热系数。 2．结露与冷凝 保证外墙和屋面的内表面在冬季不结露，是房屋建筑基本的使用功能要求。它既是最低的保温指标，也是最低的卫生要求。因此，即使不考虑节能，房屋建筑的外墙和屋面在冬季也不应出现结露。不出现结露的条件是外墙和屋面的内表面温度不低于室内空气的露点温度。在国标《民用建筑热工设计规范》中，规定“围护结构热桥部位的内表面温度不应低于室内空气露点温度“，该条文说表明，在围护结构中即使是传热系数相对较大的热桥部位也不允许结露。这一条规定现已纳入国家《工程建设标准强制性条文》。因此，建筑师在设计中应进行验算，如有结露可能，必须加强保温措施。 冷凝是结构内部的结露，当外墙和屋面内部存在冷凝时，冷凝水使保温层湿度提高，从而降低其保温性能和机械强度，甚至产生破坏性变形。因此，对于外侧有密闭防水层的屋面以及保温屋外侧有密实保护层的多种墙体，应进行内部冷凝受潮验算。国家《工程建设标准强制性条文》中提出“采暖期间，围护结构中保温材料因内部冷凝受潮而增加的重量湿度允许增量，应符合表6.1.2的规定”，就是这方面的控制要求。如果因冷凝受潮使保温材料湿度增加超过允许值时，应该在保温材料内侧设置隔汽层或其外侧设置空气层。上海现在有专门的隔汽层涂料可供应用。 (二)围护结构隔热 1．隔热与保温的异同点 隔热是阻挡室外的热量进入室内，当房间处于自然通风条件，是阻挡室外的太阳辐射热通过外墙和屋面进入室内。在夏季，室外的热量是随时间变化的，它属于一种周期性的不稳定传热，所以围护结构隔热不仅要求结构热阻大，还要求热稳定性好。另外，隔热性能的评价指标是内表面最高温度，也与保温性能不同。而且，对墙体而言，隔热仅对东、西向的外墙有所要求。隔热与保温的共同点是都需要结构的热阻大(即传热系数小)。 2．隔热性能的评价指标 夏热冬冷地区的房屋建筑，对东、西向外墙和屋面应该有隔热性能的要求。隔热性能的优劣取决于结构的热阻以及对温度波的衰减和延迟能力。在国标《民用建筑热工设计规范》中，综合上述各项因素提出了一个非常直观的指标——内表面最高温度值，作为围护结构隔热性能的评价指标。就是说，应该控制外墙和屋面在炎热夏季一天中的内表面温度最高值，使在不使用空调时不致明显高于室内气温，不致对人体产生烘烤感(强烈的热辐射)；在使用空调时不致消耗太多的空调冷量。目前，上海和夏热冬冷地区一些城市的建筑节能设计标准都是以此为依据提出指标值的。 3．热惰性指标(D值) 热情性指标(D)是结构热阻(R)与材料蓄热系数(S)的乘积，它表征围护结构的稳定性。D值大的结构隔热性能好，室温波动小。但是，它不是直接判定隔热或保温性能的评价指标，所以在民用建筑热工设计中不宜作为规定性指标而提出具体要求。然而，在建设部已试行的《商品住宅性能评定方法和指标体系》中，对夏热冬冷的地区3A、2A、1A三个等级商品住宅的外墙和屋面都提出了D≥3.2的指标。在该指标体系中，如果D值是用于控制隔热性能(对寒冷和严寒地区无此项要求)，那是不妥当的。因为提高隔热性能并非必须依靠D值。如果是为了控制室温波幅，住宅并不是精密的恒温室。上海以及广大夏热冬冷地区的家庭空调多数是间歇使用的，而间歇使用的空调建筑，采用D值不大的轻型结构应该是有利的。何况在国标《采暖通风与空气调节设计规范》中，对室温允许波动范围仅+0.5℃的工艺性空调房间，其屋面的0值指标也仅≥3.O。 应该看到，上海在墙体材料和屋面构造形式等方面有与外地不尽