住宅建筑设计中节能墙体隔热材料运用

住宅建筑设计中节能墙体隔热材料运用

房仲锦

深圳市鹏之艺建筑设计有限公司安庆分公司 安徽 安庆 246000

摘要：为降低工程项目总能耗，助力低碳化社会发展，本文先对节能墙体隔热材料特点进行研究，然后分析节能墙体隔热材料在住宅建筑设计中的运用要点，最后利用仿真软件，简述节能墙体隔热材料应用效果。研究结果表明，当墙体总厚度为105mm时，合适的节能墙体隔热材料应用，能够取得显著的节能环保效果。希望通过本文研究，为绿色化住宅建筑设计提供参考。

关键词：住宅建筑；节能墙体；隔热材料

引言：研究发现，在建筑工程中，墙体传热热损失量，占建筑围护结构传热损失量的60%—70%，因此，可以认为在节能环保住宅建筑工程设计中，应用合适的隔热方法，降低墙体热损失量，是控制墙体总能耗的重要举措。为保证技术应用成效，需要在工程设计阶段，加强对材料应用的管控。

一、节能墙体隔热材料的应用特点

自20世纪80年代以来，国家对建筑工程节能环保工作的成效有了更高的关注度，建筑业也在各类新型技术、建材的支持下，朝着节能环保的方向努力发展，对节能环保建筑进行分析，将具有保温、隔热、节能、环保等特点的绿色建材应用于住宅建筑墙体设计施工活动中，可以在优化建筑功能的基础上，增加建筑的使用面积，为土地资源的高效利用提供有效的支持。一般情况下，节能墙体材料是利用高效的建筑工艺方法制作而成的，符合现代化、绿色化建筑施工活动需要的建材。在当前的住宅建筑墙体施工活动中，节能墙体材料的应用不仅可以增加墙体的保温性，还能实现资源的高效利用，降低建筑工程对人员及周边环境健康的破坏。总之，在当前的住宅建筑设计工作中，选择并应用合适的隔热材料，构建高效的隔热墙体，是保证建筑工程整体朝着低能耗方向发展的重要举措。

二、节能墙体隔热材料的应用要点

科学技术不断发展的背景下，各类隔热材料不断涌现，为保证这类材料的价值能够得到充分发挥，在开展住宅设计工作前，工作人员需结合住宅建筑的实际需要，住宅建筑所在的区域环境等因素，选择合适的隔热材料，确保材料的蓄热系数，导热系数，容重等参数能够适应当地气候变化的要求。同时，在设计工作中，工作人员需要对材料的性能进行综合分析，并以建筑总体设计目标为基础开展材料配置情况的设计工作，在提升材料使用美观性的同时，实现建筑整体施工成本的有效管控。此外，为保证建筑的整体质量安全，在完成材料选择工作后，工作人员还需要对隔热材料施工工艺的成熟度进行分析，通过选择工艺成熟且绿色环保的隔热材料的方式，为住宅建筑工程整体设计质量的提高提供保障。

三、节能墙体隔热材料的应用效果

为了解隔热材料的应用效果，本文利用建筑能耗模拟软件，对隔热材料在农村住宅节能墙体设计施工活动中的保温性能，进行了分析。

（一）建筑概况

本文的研究对象为某冬季寒冷地区的农村安置房，房屋共两层，层高分别为3.5m与3.2m。建筑外墙围护结构材料为240mm厚的黏土砖墙，其传热系数为2.041W/（m2·K），屋面围护结构材料为钢筋混凝土加硬质泡沫聚氨酯板，传热系数为0.185W/（m2·K）；地面围护结构材料为钢筋混凝土加硬质泡沫聚氨酯板，传热系数为0.255W/（m2·K）；楼板围护结构材料为钢筋混凝土加聚苯乙烯挤塑板，结构传热系数为0.677W/（m2·K）；外窗围护结构材料为塑钢玻璃窗，传热系数为1.754W/（m2·K）；外门围护结构材料为节能门，传热系数为1.7W/（m2·K）。该住宅建筑东、南、西、北各方向的窗墙比分别为0.08、0.25、0.1、0.7。

（二）模型设计

1.参数设定

为了解隔热材料在该建筑墙体节能工作中的效果，可应用能耗模拟软件分析构建建筑基准模型，然后结合该地区的建筑节能设计标准，确定模型模拟参数。通过分析，可以了解到，该地区冬季室内气温为18℃，室内换气次数为0.5ac/h。夏季室内气温为27℃，建筑仅在卧室处设置空调，空调开闭时间与室内自然通风的时间取决于当地居民的生活习惯，室外气象参数可从中国标准年气象数据中获取。

2.正交试验设计

会对建筑围护结构保温隔热性能产生影响的因素包括基层墙体材料、保温材料、保温方式，为实现影响因素的有效管控，在研究过程中，可遵循普适性原则选择合适的基层墙体与保温材料。在本次研究中，基层墙体材料包括烧结煤矸石多孔砖、烧结粉煤灰砖、蒸压加气混凝土砌块、普通混凝土小型空心砖；保温材料包括聚苯乙烯泡沫塑料板、聚苯乙烯挤塑板、硬质泡沫聚氨酯板、岩棉板。一般情况下，围护结构的保温方式主要包括内保温与外保温两种。利用模拟软件，可以以上述影响因素为基础，得到如表1所示的正交试验表，对比基准住宅能耗，可以了解到表中各方案的年负荷能耗，然后参照正交试验的特点，计算各影响因素试验结果之和（T）、各因素试验结果之和的均值（f）、方差（R），以便为后续隔热材料在墙体节能环保成效分析工作中提供数据支持。

表 1 各影响因素的正交试验表

（三）试验结果分析

从住宅建筑全年总负荷节能率的角度看，首先，基层墙体材料的节能水平从高到低依次为：蒸压加气混凝土、烧结粉煤灰砖、普通混凝土小型空心砖块、烧结煤矸多孔砖；其次，保温材料的总负荷节能效率从高到低依次为硬质泡沫聚氨酯板、聚苯乙烯挤塑板、聚苯乙烯泡沫塑料板、岩棉板；最后，保温方式对建筑全年总负荷影响效果并不明显。

结论：以冬季寒冷地区农村住宅按摩型为例，通过采用正交模拟法，分析了不同隔热材料在施工活动中，对建筑全年总负荷节能率的影响。通过分析可以发现，蒸压加气混凝土是最佳的基层墙体材料，同时，建筑围护结构施工过程中，保温层最佳厚度为80mm，最佳保温材料为60mm厚的硬质泡沫聚氨酯板，此外，内保温、外保温方式的应用对建筑全年负荷节能效果的影响并不明显。

参考文献：

[1]牛源.建筑外墙外保温材料的研究与应用[J].住宅与房地产,2019(12):79.

[2]贾剑平.新型墙材及保温材料在民用建筑节能中的应用[J].建材与装饰,2019(08):179.