建筑熱橋問題對建筑環(huán)境的影響及防治

【摘要】本文通過分析建筑中各個部位的熱橋問題對人們生活的影響，闡述了建筑節(jié)能總趨勢下提高建筑的人居環(huán)境的重要性和對于熱橋問題防治的參考措施。

【關(guān)鍵詞】熱橋；建筑環(huán)境；影響；建筑能耗

建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的一些部位，在室內(nèi)外溫差的作用下，形成熱流相對密集、內(nèi)表面溫度較低的區(qū)域，這些部位成為傳熱較多的橋梁，故稱為熱橋（thermal bridges），有時又可稱為冷橋（cold bridges）。重慶屬于夏熱冬冷地區(qū)，建筑熱橋?qū)ㄖ芎暮腿藗兊纳a(chǎn)生活質(zhì)量有較大的影響。通過對重慶地區(qū)的建筑進(jìn)行調(diào)研考察，發(fā)現(xiàn)建筑熱橋?qū)ㄖh(huán)境的影響，并為改善其建筑人居環(huán)境提出防治措施，以供參考。

一、問題的提出及影響

重慶地處四川盆地，兩江交匯之處，冬季多霧，日照嚴(yán)重不足，十分陰冷潮濕。對于這種氣候特點(diǎn)，建筑熱橋效應(yīng)對建筑環(huán)境的影響突出，例如建筑內(nèi)墻角、外墻角、窗左右側(cè)、窗上下側(cè)、陽臺、屋頂、地角等部位，都有不同程度的結(jié)露、發(fā)霉等現(xiàn)象。這些建筑熱橋現(xiàn)象嚴(yán)重影響了人們正常的工作和生活，長期在這種環(huán)境下工作學(xué)習(xí)和生活，對人們的健康狀況有很大的危害，造成人們生理和心理的諸多疾病，如免疫力下降、關(guān)節(jié)炎、風(fēng)濕病、頸椎疾病、肩周炎、皮膚病和呼吸道疾病等。

其次，建筑熱橋效應(yīng)對建筑節(jié)能也有很大的影響，在建立新型節(jié)能社會的今天尤為重要。建筑節(jié)能的一個重要方面是提高建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能。建筑物的節(jié)能保溫，既是一項社會工程，也是一項系統(tǒng)工程，它涉及到標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計、施工工藝、建材品的防水防火，材料的穩(wěn)定性、耐久性、安全性、實用性和美觀性等。據(jù)了解，在節(jié)能建筑中，通過計算和實測表明：墻體耗熱占總能耗的比例已經(jīng)由 40 %下降到15 %，而熱橋耗熱占總能耗的比例卻由 7 %提高到 20 %。夏熱冬冷地區(qū)居住建筑的熱橋問題對建筑能耗的影響較大 ，對同一工程 ，隨著熱橋面積比的增大 ，能耗值大致將成線性增長。特別是隨著建筑技術(shù)的發(fā)展 ，剪力墻、薄壁柱等框架剪力墻結(jié)構(gòu)的建筑越來越多 ，熱橋部分所占外墻面積的比例也越來越大，更應(yīng)加強(qiáng)熱橋部位的節(jié)能措施。

第三，熱橋的危害還在于其增加了墻體局部傳熱，降低墻體平均熱阻，惡化圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面的溫度環(huán)境，節(jié)點(diǎn)處內(nèi)表面溫度有可能低于室內(nèi)露點(diǎn)溫度，使得墻體內(nèi)表面結(jié)露，傳熱在濕工況下進(jìn)行 ，形成惡性循環(huán)。熱橋影響著圍護(hù)結(jié)構(gòu)的整體保溫效果 ，有必要對熱橋進(jìn)行準(zhǔn)確的分析 ，采取各種技術(shù)措施降低熱橋能耗 ，以促進(jìn)保溫結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步完善。

二、熱橋的常見部位分析及防治措施

由于熱橋附加能耗占整體建筑能耗的比例不斷上升 ，成為外圍護(hù)結(jié)構(gòu)能耗中的重要組成部分。根據(jù)調(diào)查和計算，在非節(jié)能型建筑中 ，各種熱橋的附加能耗占建筑能耗的 3 %～5 %，而在新型節(jié)能建筑中 ，一般占節(jié)能建筑的20 %左右 ，所以應(yīng)對熱橋引起的附加能耗引起足夠的重視。

1.窗口產(chǎn)生的熱橋

窗口是外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜部位，對于保溫建筑來說更是如此。我國在建筑物保溫性能上與發(fā)達(dá)國家相比，外窗能耗是發(fā)達(dá)國家的 2.2倍，因此窗的節(jié)能尤為重要。具有保溫層墻體的內(nèi)層或外層遇到窗口與墻體聯(lián)接時，即會出現(xiàn)熱橋。窗口側(cè)面的傳熱不能忽略 ，窗口側(cè)面?zhèn)鳠釗p失占墻體總傳熱損失的比例相當(dāng)高 ，窗戶在窗口側(cè)面的安裝位置也影響窗側(cè)面?zhèn)鳠釗p失的大小 。因此內(nèi)保溫和外保溫墻體均應(yīng)盡可能考慮在窗口側(cè)面也采取保溫措施。如窗上、下側(cè)節(jié)點(diǎn)熱橋、窗側(cè)面節(jié)點(diǎn)熱橋等。對于此類問題的解決，外保溫情況比內(nèi)保溫好一些，由于外保溫在樓板處保溫層連續(xù)施工時一定要把墻體保溫層從下延伸，與窗臺板下部相接。如果在過梁的室內(nèi)側(cè)再貼以20～30mm的苯板，保溫效果會更好。

2.挑出陽臺板產(chǎn)生的熱橋

陽臺由于結(jié)構(gòu)上的要求 ，大量使用混凝土 ，尤其對于復(fù)合保溫墻體 ，陽臺處外墻保溫材料被切斷 ，陽臺門、陽臺窗、陽臺板處均存在著熱橋。在非保溫建筑中 ，一般陽臺板是直接從建筑物外墻挑出 ，造成大面積的熱橋。在寒冷的時段會造成靠近陽臺的室內(nèi)結(jié)露 ，甚至滴水。而在保溫建筑中 ，由于陽臺板、樓板、門過梁處保溫層被隔斷 ，且為了增加陽臺的強(qiáng)度而大量地使用鋼筋混凝土 ，使得陽臺門處成為熱橋。對于這種情況的解決 ，最好把陽臺板與墻體用保溫材料隔開 ，只把混凝土陽臺板的伸出鋼筋穿過保溫層伸入墻內(nèi)。或在樓板末端加強(qiáng)保溫。

3.外墻角、地角、層項等節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的熱橋

由于外墻角受熱面積小于散熱面積且換熱系數(shù)小于墻身的換熱系數(shù) ，所以墻角處的傳熱量要比墻身大。因此 ，造成了外墻角的內(nèi)表面溫度比墻身低 ，出現(xiàn)了結(jié)露等不利現(xiàn)象。地板以下是地溝 ，如果此處沒有做保溫 ，或保溫做的不徹底 ，剛到室內(nèi)地坪就不再保溫 ，則室內(nèi)地角產(chǎn)生的熱橋就會加重 。所以應(yīng)加強(qiáng)此處的保溫 ，并把保溫做到底。這種情況一般可考慮在室內(nèi)側(cè)距墻角內(nèi)表面約 0.6-1.0m 以內(nèi)加貼一層保溫材料 ，如果已有保溫 ，可加厚保溫層。窗上部圈梁是主要熱橋部位 ，應(yīng)在圈梁的室內(nèi)側(cè)粘貼苯板進(jìn)行保溫處理。

4.樓板與外墻產(chǎn)生的熱橋

在保溫建筑中 ，一般墻體比較薄 ，墻、屋項等均已保溫 ，整體保溫性能提高 ，因此樓板與外墻間的熱橋就比較突出。特別是樓板與圈梁相距比較近 ，處理不好 ，附加耗熱量就會明顯增加。若采用外保溫方式 ，不存在熱橋問題 ，若是內(nèi)保溫 ，一般在樓板端部進(jìn)行保溫。

鑒于熱橋的影響，在建筑設(shè)計和施工階段也應(yīng)加強(qiáng)構(gòu)造，對熱橋的防治，根據(jù)規(guī)定，設(shè)計時要依據(jù)以下原則，以便最大程度降低建筑在以后使用過程中出現(xiàn)熱橋引起的各種問題。

首先，盡量避免出現(xiàn)貫通式的熱橋， 如圖1形式（a）、形式（b）所示。貫通式熱橋以鋼筋混凝土框架的填充墻中的梁和柱最為典型。這類熱橋即使其寬度遠(yuǎn)小于主體部分的厚度， 也能引起內(nèi)表面溫度的明顯下降。因此，在必須使用貫通式熱橋時，可在熱橋部位采取局部保溫措施加強(qiáng)保溫，最好以硬質(zhì)泡沫塑料，結(jié)合墻壁內(nèi)粉刷綜合處理。

其次，盡量將非貫通式熱橋布置在靠室外的一側(cè)， 如圖2形式（c）、形式（d）所示。因為此時的內(nèi)表面溫度要比熱橋靠近室內(nèi)一側(cè)時高得多。

最后，盡量減少熱橋斷面面積。熱橋斷面面積越小，通過熱橋的熱損失越小。因此，在不影響結(jié)構(gòu)功能的前提下盡量減少斷面面積。

三、結(jié)論

1.重慶地區(qū)建筑存在著各種各樣的建筑熱橋問題，且對使用者的工作生活學(xué)習(xí)影響較大。大大降低了建筑舒適度，同時降低了人們的正常生活質(zhì)量。此外，由于建筑熱橋的存在，造成了建筑能耗的大幅增加與資源的浪費(fèi)。

2.各個部位的熱橋問題可以通過諸如增加墻體外保溫，增大已有保溫層厚度等前述方法進(jìn)行解決。重視住宅建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能，做好墻體、屋頂、門窗、地面等住宅圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫節(jié)能工作 ，設(shè)法減少圍護(hù)結(jié)構(gòu)的耗熱損失 。同時在節(jié)能建筑工程設(shè)計中 ， 應(yīng)優(yōu)先考慮應(yīng)用能防止建筑熱橋產(chǎn)生的外保溫復(fù)合墻體。

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