探討建筑圍護結構保溫技術與設計

在民用建筑中，圍護結構的保溫設計是相當重要的部分，尤其是北方寒冷地區，圍護結構的保溫性能直接關系到建筑的質量、能耗和安全。因此，本文將于此討論建筑圍護結構在保溫方面的機理和設計方法。

建筑圍護結構包括外墻、門窗、屋面三種，這三種結構是建筑散熱、吸熱、隔熱的主要媒介，對建筑物整體的保溫能效有重要意義。因此，有必要探析這些結構的保溫機理，以此進行適當的保溫設計，保證圍護結構保溫措施的有效性。

建筑圍護結構實現保溫的技術機理

對建筑來說，介質熱傳導的過程有三，分別是吸熱、傳熱和放熱。其中，吸熱過程是針對室內的，由于室內溫度較高，所以圍護吸收熱量;傳熱過程則在圍護內部進行，自高溫側傳向低溫側;放熱則是通過圍護結構外表面進行，將熱量向室外放出。現有的保溫技術基本都是通過阻絕或抑制這三個過程之一實現的。

建筑圍護結構實現保溫的技術設計

1.外墻結構的保溫設計

目前的建筑設計中，常用的外墻保溫設計有三種，分別是外保溫、內保溫與內外混合的保溫設計。

外保溫設計的技術機理是在建筑外墻的外側設置一層相對獨立的保溫隔熱體系，以令建筑整體都能發揮出保溫隔熱效能。由于該層體系從外側包裹住了主體結構，所以能從三方面直接保護建筑結構。第一方面是應力方面，外界的溫度變化必然造成熱脹冷縮，進而引起一定程度的結構變形，外保溫系統能有效緩沖變形應力;第二方面是氣候破壞方面，雨雪的沖刷、液體的凍融、氣候的干濕，這三類循環作用都會直接破壞外墻結構，外保溫系統能有效避免這些破壞;第三方面是侵蝕破壞方面，空氣中的酸性氣體、太陽的強烈紫外線都會侵蝕圍護結構，外保溫系統能有效遮擋這些侵蝕。

內保溫的保溫層則設置在外墻結構靠室內的一側，其優點在于施工非常簡便、快捷，而且由于技術已經相當成熟，無論施工還是檢驗都有固定的標準，所以質量較高，能應用相當長的時間。缺點則在于適用性上存在缺陷，一方面由于內墻、外墻、保溫層交接部位會產生熱橋，所以特定情況下保溫能效會下降，保溫層有開裂的可能;另一方面由于對室內結構有影響，對室內面積、二次裝修等要求較高的建筑無法使用。

相比以上兩種保溫形式，內外混合式的保溫設計擁有更高的適性，因為這種設計的具體方案是根據建筑圍護的實際條件選擇的，會依照外墻不同部分的不同特征確定適于外保溫還是內保溫，并以此搭配設計方案。遺憾的是，雖然該方法有很好的保溫能效，并且能消除熱橋危害，但該種保溫方法卻會危害外墻圍護本身。因為混合保溫會對外墻圍護施加應力，所以長期下去很可能令外墻產生不同程度的形變，進而擴展成裂縫，降低其使用壽命。

2.門窗結構的保溫設計

在建筑的圍護結構中，門窗結構的能耗散失是最嚴重的，通常情況下，傳熱損失達到建筑總比例的三分之一，冷風滲透的比例也達到三分之一。但另一方面，建筑門窗往往有通風、采光、日照、觀景等多方面的設計要求，這些要求與保溫設計有一定的矛盾性，因此更應在設計上找好雙方的平衡點。具體來說，在不超出上述設計要求的前提下，外門窗的洞口面積要盡可能小，氣密性則要盡可能高，這樣才能將冷空氣的滲透控制在最低。此外，謹慎選擇門窗的材料和型號，選用保溫性能高、隔熱效果好的門窗，提升門窗自身的保溫性能，這才是門窗結構保溫設計的根本。

3.屋面結構的保溫設計

屋面在建筑圍護結構中屬于較為特殊的部分，該結構一方面對自重的要求很高，另一方面還要求良好的防水性，這就使其保溫設計受到了一定的限制。因此針對屋面結構進行保溫設計時要綜合考慮上述因素，首先，保溫材料應選擇密度小、導熱系數低的類型，以控制屋面的重量與厚度;其次，在滿足上訴條件的前提下，屋面保溫層所用的保溫材料在吸水率方面要盡可能低，即隔水性要好，否則一旦遭遇強降雨，保溫層被迫大量吸水，其保溫效果就會大幅下降。從目前的技術水平來看，常用的保溫技術有以下三種：第一種是利用具有憎水性的膨脹珍珠巖進行保溫;第二種是利用硬質發泡型的聚氨酯同時進行防水處理和保溫處理;第三種是在屋面上粘貼保溫板進行保溫，保溫板粘貼在屋面的找平層，粘貼劑是與粘結膠混合的聚合物砂漿，保溫板則選用STP板、酚醛板、巖棉板均可。需要注意的是，第三種技術本身不具備防水、隔水功能，所以在完成后必須處理節點和嵌縫，然后加添屋面防水層。

結語

建筑圍護結構在保溫方面的性能是實現建筑節能環保的重要影響因素，優秀的保溫設計能在降低建筑能耗方面發揮巨大的作用。因此，要把維護結構的保溫設計當作建筑產業綠色發展的一部分加以重視，優化技術、強化設計、創新材料，爭取令民用建筑的保溫技術能再上一個臺階，提升我國總體的環保水平。

（作者單位：內蒙古烏蘭察布市規劃技術服務中心）