寒冷地区乡村住宅外围护结构节能设计研究论文

寒冷地区乡村住宅外围护结构节能设计研究论文（精选2篇）

寒冷地区乡村住宅外围护结构节能设计研究论文 篇1

关键词：寒冷地区；乡村住宅；围护结构；节能设计

乡村住宅特点就是住宅面积大，建设量大，但是在我国寒冷地区需要考虑保暖问题，室内环境基本都不能满足人们的需求，因此就需要供热，造成能源大量使用。随着经济和科技的不断进步，要求节能设计加入到各个行业中，乡村住宅外围护结构自然也不例外。针对乡村住宅的特点，可以设计出独特的节能措施，改善我国寒冷地区乡村住宅外围护结构保温性能，同时达到节能的目的。

1乡村住宅外围护结构现状

乡村住宅取暖是北方必要的设施，在保温上，都是通过建筑围护结构形成，但门缝或者窗缝会造成一定的耗热。这里的围护结构指的是建筑物的屋顶、墙和门窗。乡村住宅大多是由砖和水泥构成，无论是一层还是二层，内外墙都是砖和水泥组成的。外墙在装修时普遍会进行多次砖墙、水刷石等工序，最终打一层白浆。目前，在寒冷地区中住宅散热比重较大的设施就是门缝和窗缝，但是由于外墙占据面积最大，外墙散热又是最大的比例，因此加强对寒冷地区乡村住宅外围护结构的设计迫在眉睫。只有解决了外围护结构的散热现象，才能起到节能设计的原则。根据寒冷地区外围护结构的设计现状，可看出在寒冷地区乡村住宅外围护结构的设计上有所欠缺。只有将相关问题解决，提高技术设计，才能取得更好的成果，为节能环保的目标做出努力。

2乡村住宅围护结构节能设计

为了实现寒冷地区乡村住宅外围护结构的节能，专家通过研究和探讨而提出相关节能设计。

2.1墙体节能设计

寒冷地区由于气候影响，农民在冬天许多行动都受到限制，根据农民所需的条件，可以总结出室内温度适合保持在16℃左右。因为是面积较大的墙体，所以一般采用370mm厚度的多孔砖墙，可以将实心粘土砖放在外围，这样虽然能够加强保温但是并不经济实惠。复合墙体逐渐受到欢迎，复合墙体主要是将钢筋混凝土与绝热材料结合在一起，这样就能节省许多费用，也起到了保温作用。复合墙体更加符合未来发展趋势，也对经济有着一定的促进作用，接下来介绍三种最主要的复合墙体。（1）内保温复合外墙。内保温复合墙体采用的材料主要是单一材料，强度也比较低，一般都要在表面附着一层保护层起保护作用。其中利用的膨胀珍珠岩保温砂浆使得这种墙体更加经济且方便施工。保温砂浆的保温作用非常好，但是对墙体整体的保温水平提升还是有限，一般在墙体内侧贴上一层，还要加强保护，虽然起到的保温效果还行，造价低，但是仍旧有提升空间。（2）外保温复合外墙。外保温复合墙体主要是在墙体外侧形成保温层，通常是将聚苯板粘贴挂在外墙，再用玻璃纤维网布覆盖，形成保护。这种做法相比内保温复合墙体有更好的稳定性，也能提供更加舒适的室内环境，而且对墙体有着保护作用，增加了室内温度的恒定性，因此受到欢迎。（3）保温材料夹心复合墙体。保温材料夹心复合墙体就是将保温材料放置在墙体中，这种方法保温效果很好，不能进行修理，维修费用过高。但是本身能够起到很好的保温效果，采取的做法是将保温层聚苯板等填入墙体，施工要注意填补严密，不要形成内部空气对流，这样才能很好的实现保温作用。

2.2门窗节能设计

在寒冷地区，门窗的设计也很大程度影响了室内温度的高低。一般情况下，门窗能够消耗总热能的20%，门窗设计是非常重要的。在节能设计中，需要关注以下几点重要措施。（1）增加门窗的热阻，减少由温差引起的热传递。门窗的热阻有两种，窗框和窗玻璃。寒冷地区所采用的窗户一般是木窗框或者铝合金窗框，窗框与窗户之间的交界处会有不严密现象。在增加门窗的热阻手段上，可通过在交接处添加保温材料来减少由温差引起的热传递。这样可减少热能消耗和洞口的漏风。玻璃可以采取双玻璃窗，这也是最经济的方法，虽然成本增加但是增加较少。（2）控制开窗面积。寒冷地区乡村住宅普遍采用单层，基本上不会有房屋紧凑的现象，污染也不严重，太阳辐射较强，考虑开窗面积也比较重要。为增加开窗的太阳辐射，可将南向的窗户适当增大面积，最大也不能超过百分之四十。在保温效果上，晚上通过拉窗帘进行保暖。（3）提高门窗保温性能。为获得更好的保温性，可提高门窗的保温性能，需对门窗质量要求，无论是制作还是后期安装使用都要求更高的专注度。尽量减少安装时的缝隙，提高门窗的气密性，改造以前所用的木板门，中间添加保温层等保温材料，以此实现更好的保温性能。

2.3屋面节能设计

目前，在寒冷地区乡村住宅中选取的屋面大多选择传统的保温方法，也就是用干铺炉渣或者塑料薄膜上踩土。这样保温效果并不如新的材料强，可以采用更加保温的材料，改善保温效果。如果是平屋面，可以采用导热系数小的保温材料；如果是坡屋面可以用草泥或者麦秸泥然后再用吊顶。

2.4地面节能设计

农村住宅的地面都比较简单，一般都不会考虑地面保温设计，耗热量也不是很高。但是如果能够考虑地面的保温也是有一定的作用的。比如说可以在地面铺设一些碎砖或者灰土等保温层，这种方法比较简单，也经济实惠。另外，无论是从住宅环境还是住宅结构，都可以通过对室内环境进行改造，提高室内舒适度，这都是可以考虑的方法，以此来达到寒冷地区乡村住宅外围护结构节能设计的根本目的。

3结束语

由于农村住宅与城市住宅有着很大区别，环境因素和人文因素也都有着差别，因此在住房设计时还要考虑保温问题。在寒冷地区乡村住宅外围护结构节能设计上不能只是直接改，而是要结合当地环境和经济适用性综合考虑，最后实现更好的改进。将外墙的材料多样化结合，实现复合外墙，在门窗的设计上多考虑气密性，在地面保温上也需要加入保温元素，这都是实现节能的因素。

参考文献：

寒冷地区乡村住宅外围护结构节能设计研究论文 篇2

把墙体材料革新引入农村, 用新型墙体材料替代黏土实心砖是当前墙改工作的重要内容。并且现有的农村住宅普遍存在热工性能差的问题, 住宅能耗很高, 呈现冬冷夏热的局面, 严重影响农村人口居住的舒适性。所以采用新型墙材取代黏土砖已成为必然, 我国许多城市已经推广混凝土砌块承重建筑, 但因其工程造价较高, 不适用于我国尚不富裕的广大农村。目前已有的建筑复合保温墙板种类较多, 但多为非承重的围护结构, 其力学指标较低, 不适合作承重保温结构。墙体改革过程中要特别注意节能、环保、不占用耕地的原则, 粉煤灰是大量性的工业废料, 利用其生产建筑墙板, 不污染环境、节省能源、不占用耕地、自重较轻、耐火隔音等性能好, 针对农村小住宅建设, 是取代黏土砖较理想的墙体改革替代材料, 可以达到保护土地、保护环境、节省能源的目的。另外还要从门窗、地面、屋面等外围护结构入手, 减少热损失, 使房屋使用期内的维护及能耗费用降低, 降低使用成本, 减轻农民生活负担, 改善农村住宅的舒适性, 提高农民生活质量。

1 农村标准化建筑围护结构设计

1.1 节能建筑外围护墙体设计

1.1.1 节能外墙一般做法

外墙按其材料组成分为单一外墙体和复合外墙体。单一外墙体是由一种材料组成的, 具有保温与承重兼顾的特点, 从目前材料性能看, 只有加气混凝土墙体, 其承重与保温性能可以达到节能50%的要求, 但厚度较厚。复合墙体是由高效保温材料与承重结构经构造处理而成的多层结构, 是目前节能较为理想的构造墙体。复合墙体根据其保温材料所处位置的不同, 可分为内保温、外保温及夹心保温墙体三种类型, 各有其特点:1) 内保温复合外墙:这种构造对保温材料的性能要求不高, 保温材料不受外界环境影响, 施工方便。但内保温复合墙体保温层热惰性小, 房间温度上升与下降幅度大, 速度快, 热桥部位热损失多, 同时保温材料占用一定的建筑使用面积, 也不利于居民进行房屋的装修。一般适合应用在间歇使用的建筑或房间, 如影剧院、体育馆、会堂等间歇使用的公共建筑。2) 外保温复合外墙:外保温复合墙体是将高效保温材料安置在承重结构的外侧。保温层包围主体结构, 对主体结构起保护作用, 主体墙体温度变化较为平缓, 热应力小, 产生裂缝、变形、破损的危险小。外保温墙体具有以下特点:a.外保温复合墙体, 对冬季向外散发水蒸气有利, 可避免水蒸气在墙体内部凝结使之受潮。b.可防止热桥部位大量散热, 避免外墙内表面产生的潮湿、结露, 甚至发霉和淌水等问题。c.可提高室内热稳定性, 有利于建筑冬暖夏凉。d.避免房屋装修时因保温层的破坏而使保温效果下降。3) 夹芯保温复合外墙:把高效保温材料放置在结构层中间, 对保温材料的强度要求不高, 保温层不受外界环境侵蚀, 但存在着过梁、圈梁、内外墙体拉结等部位热桥影响, 墙体构造复杂, 内外墙体的整体性差, 一般对抗震不利。

1.1.2 预制复合外墙板设计

严寒地区外墙节能要求的热工性能较高, 以大庆地区为例, 采暖期间室外平均气温为-10.4 ℃, 根据民用建筑节能设计标准, 其平均传热系数的要求见表1。

按两层住宅荷载等级及建筑节能的要求设计复合墙板, 墙板采用聚苯乙烯板为夹芯层。经计算确定C15混凝土承重层可采用70 mm+30 mm。按节能要求计算出聚苯乙烯板厚度100 mm, 外墙板构造见图1, 其热阻R=3.55 (m2·K) /W, 传热系数k=0.28 W/ (m2·K) , 可以满足节能建筑的要求。

1.2 门窗设计

大庆地区门窗设计时应根据JGJ 26-95要求, 满足窗墙面积比即可。窗气密性应达到Ⅲ级的要求;节能设计时应使窗的传热系数达到2.5 W/ (m2·K) , 因此应选择单框双玻塑料窗;外门应采用保温门, 可以内设35 mm厚聚苯板作芯板。

1.3 地面保温构造设计

地面初步构造设计为:素土夯实、100 mm厚混凝土、防潮层、保温层、防潮层、80 mm混凝土、面层。地面采取周边保温措施, 为满足传热系数0.3 W/ (m2·K) 的要求, 热工计算要求保温层可取聚苯板100 mm或挤塑型聚苯板80 mm。

1.4 屋面保温构造设计

按照节能标准要求, 农村建筑屋面传热系数应不大于0.3 W/ (m2·K) , 根据屋面功能并通过热工性能计算确定屋面可采用以下几种构造做法, 见表2。

从保温层材料看, 聚苯板、玻璃棉板、岩棉板的保温效果较好, 其保温层厚度小, 设计应优先采用。目前, 大庆市区内建筑广泛采用自熄型聚苯乙烯夹芯彩板屋面, 该技术比较成熟, 兼顾承重和保温功能, 这样可以省去保温层和钢筋混凝土空心板, 施工方便, 可优先选用。

2 预制复合墙板构造研究

复合墙板满足热工性能和强度的要求外, 还必须保证其施工安装时有可靠的连接性能, 并尽可能地减少热桥的影响。为此, 为保证预制复合墙板的整体性, 提高结构的抗震性能, 对纵横向板连接处采用现浇混凝土柱的方式进行处理, 见图2～图4。

对于地震区, 为提高房屋结构的延性, 可以增设圈梁, 圈梁和复合墙板应有可靠的连接。对热桥部位, 如连接外墙板的混凝土柱、圈梁、门窗过梁等部位, 应增加保温措施进行处理。且保温层应超出热桥部位边缘150 mm～200 mm, 见图2, 图3。

3 结语

以轻质复合墙板代替普通黏土砖建造农村住宅, 从保护土地资源的角度看是必须的和紧迫的, 特别是采用工业废料——粉煤灰加工制造而成的高效节能复合承重墙板, 不仅能够实现工业化生产, 变废为宝, 而且还将节省大量的黏土, 减少对耕地的占用和破坏, 同时避免了烧结黏土砖产生的能源消耗及环境污染;由于墙体的良好保温性能而使住宅的采暖能耗降低, 节约建筑维护费用;改善农村的居住环境。

参考文献

[1]浦玮, 程铁.小康住宅——中国未来住宅的发展方向[J].安徽建筑, 2006 (7) :60-61.

[2]马荣.实施可持续发展战略推进我国墙体材料革新事业[J].中国建材科技, 2002 (4) :8.

[3]黄敏, 夏严浩, 任克军.浅析小康型住宅的发展方向[J].长春工程学院学报 (自然科学版) , 2001 (1) :34-36.

[4]马保国, 钟开红, 蹇守卫, 等.不同结构体系的新型地体材料的性能评价[J].墙材革新与建筑节能, 2004 (3) :36.