关于济南市的建筑外墙保温节能分析

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翻新时间：2023-02-23

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关于济南市的建筑外墙保温节能分析

摘要：在稳态导热的情况下，墙体的内保温和外保温节能效果相同。非稳态导热情况下，墙体的内保温和外保温的节能效果是有明显差别的，内保温的节能效果明显。

关键词：稳态导热；非稳态导热；节能；内保温；外保温

中图分类号：TE08 文献标识码： A

1 建筑外墙保温节能的发展现状

建筑作为人类生活的基本聚居空间，要维持良好的生活环境，需要耗费大量的能源。在全世界日益增长的能源消耗中，无论是工业发达国家还是发展中国家，建筑能耗都在一个国家的总能耗中占相当大的比例。从世界范围来看，建筑节能己经必然性地成为世界性大潮流，也是现代建筑技术科学发展的一个基本趋势。

在我国，长期以来，由于经济不发达、科技发展落后及人民生活水平不高，人们对建筑节能的认识不足，建筑节能的新技术、新产品得不到及时的推广和应用，建筑节能的政策、法规和标准的制定和实施监管滞后，使得我国节能住宅的发展比较缓慢。伴随着近年来大规模的土木工程建设的进行，建筑能耗成为全国能耗的大户，占全国总能耗的30%。建筑能耗的激增制约经济的可持续发展。据有关部门预测：如果建筑节能工作维持目前状况，2020年建筑能耗将达到2000年的3倍以上；如果国家抓紧建筑节能工作，则建筑能耗增长约 1 倍。建筑节能成为改革发展的迫切要求。

从20世纪80年代初期，我国开始制定和实施建筑节能的政策，到90年代中期，我国建筑节能政策进入全面实施阶段，建设部相继颁发了一系列建筑节能方面的法律、法规和技术规范，建筑墙体保温技术和材料的研究和应用得到了快速的发展。尤其在东北、华北及西北地区，建筑外墙的保温研究成为节能建筑研究的重点。

2 建筑外墙保温的形式[1]

目前建筑外墙保温体系有三种形式，即外墙内保温体系、复合夹芯墙保温体系及外墙外保温体系。

复合夹芯墙保温体系是将保温材料置于外墙中间，该方法在东北地区应用较广。该体系施工工序多，湿作业多，加大了施工管理难度和施工周期。保温层两侧的墙体温差较大，易产生结构性裂缝，不易控制。此保温体系的应用已经越来越少。本文不做节能分析。

外墙外保温体系是将保温材料置于外墙的外侧，该体系在近几年的建筑保温中应用较广。从保温层与墙体的连接方式划分，外墙外保温体系有两种形式，即保温层在围护墙体结构外部粘贴形式；外部粘贴法又优化出整体现浇筑施工工艺。

外墙内保温体系只需要将保温材料贴在外墙内侧，施工技术、设施和操作简便易行，具有对保温材料与墙体粘结强度和保温材料的强度要求较低、总体工程造价低等优点。

图3 外墙外保温墙体构造示意图

3 外墙内保温和外保温的节能分析

3.1 稳态导热时的节能分析

表1 济南地区不同保温层厚度墙体的保温比较

注：以济南地区为例：室内采暖计算温度取18℃，室外采暖计算温度取-7℃。

表2 增加墙体保温层厚度单位面积保温效果变化规律

图4 墙体单位面积传热量与保温层厚度的关系

3.2非稳态导热内保温体系与外保温体系的节能分析

处于非连续供热运行时，由于墙体材料的热惰性和蓄热的特性，导热属于非稳态导热，从节能的角度考虑，内保温体系和外保温体系效果存在着明显的差别。以非连续供热建筑的外墙为例，房间使用时的温度为18℃，非使用时保持5℃。

非稳态导热时墙体的温度分布：

内保温：

图5 保温墙体温度分布

参见图5，室内为5℃，室外为-7℃时内保温墙体的温度分布：

室内为18℃，室外为-7℃时内保温墙体的温度分布：

外保温：

参见图6，室内为5℃，室外为-7℃时外保温墙体的温度分布：

室内为18℃，室外为-7℃时外保温墙体的温度分布：

图6 保温墙体温度分布

对于内保温和外保温，室内由5℃变成18℃，对于每平方米的墙体达到稳定导热前所要多吸收的热量Q。

根据Q=m・cpm・Δt式中cpm表示定压质量比热，Δt为变化前后的平均温度变化。

表3 内保温每平方米的墙体达到稳态导热前所要多吸收的热量

表4 外保温每平方米的墙体达到稳态导热前所要多吸收的热量

4 结语

综上所述，在稳态导热的情况下，墙体的内保温和外保温节能效果相同；非稳态导热情况下，墙体的内保温和外保温的节能效果是有明显差别的，内保温的节能效果明显。此节能效果对于夏季制冷也是一样的，即对于非稳态传热内保温比外保温节能。但是，内保温也存在一些缺点，如施工难度大，处理不当会出现“冷桥”和结露现象等。随着社会进步，节能和环保越来越成为我们的追求，随着施工技术的进步和科技的发展，内保温技术在非稳态传热的建筑中将会越来越发挥优势。