墙体保温原理及节能措施研究
一、引言
近年来，随着我国国民经济的迅速发展，国家对环境保护节约能源、改善居住条件等问题极为重视，并相应地制定了一批技术法规和标准规范，尤其对严寒和寒冷地区的采暖民用建筑的保温节能更具有突出经济效益和社会意义。
二、采暖民用建筑节能原理及途径
在冬季，为了保持室内温度，建筑物必须获得热量，主要从采暖设备的供热（70%-75%）、太阳辐射热（15%-20%）和内部得热（7%-8%）获得，这些热量再通过围护结构（外墙、门窗、屋顶）的传热（70%-80%）和空气渗透（20%-30%）向外散失。因此，对建筑物来说，节能的主要途径是减少建筑物外表面面积和加强围护结构保温，以减少传热耗能量，提高门窗的气密性，以减少空气渗透耗能量，最终达到节能的目的。因此围护结构保温尤为重要。
三、围护结构保温的方式
围护结构的保温主要是墙体的保温，新的节能标准（JGJ26-95）要求围护结构节能50%，如哈尔滨地区外墙的传热系数K=0.52，窗户的传热系数K=2.5；沈阳地区外墙的传热系数K=0.68，窗户的传热系数K=3.0，若用单一材料外墙（如加气块、空心砖等）在严寒地区如哈尔滨外墙厚度需450mm（加气块）、1020mm（空心砖）。显然这是不可行的，因此，在严寒地区必须采用高效保温节能的保温墙体。目前国内主要有三种方式：
a、内保温复合外墙：即在主体结构内侧做保温结构，中间设置空气间层，
以防止保温材料受潮，同时提高热阻，但缺点是在丁字墙及拐角等特
殊部分形成薄弱节点难以处理。
b、保温材料夹芯复合外墙：是在主体围护墙内夹上一层保温材料，但该
结构施工复杂，节点处理难度大，且造价相对较高。
c、外保温复合墙：是在主体结构外侧贴保温层，然后再做饰面层（如玻
璃、石材、铝板面层等），它有以下特点：
①对主体结构有保护作用，减少热应力的影响。（附图一）
②有利于室内水蒸气通过墙体向外散发，避免水蒸气在墙体内凝结而使
直接固定在铝板背部或幕墙横梁上，与幕墙共同形成一个保温体系。主要有以下几种形式
式中
R0-----外墙总热阻
Ri-----内表面换热阻，取0.11 m2.K/W
R-----外墙材料层热阻，R=δ/λ
δ-----材料层厚度（m）
λ-----材料的计算导热系数（W/m.K）
Ra-----空气层热阻Ra=0.16 m2.K/W
Re-----外表面换热阻，冬季取0.04 m2.K/W
传热系数K0=1/ R0=1/（Ri+∑R+Ra+Re）
=1/（0.11+0.2/0.22+0.05/0.05+0.03/3.49+0.16+0.04）
=1/2.227=0.449（W/ m2.K）
哈尔滨地区外墙的传热系数K=0.52，因此满足节能标准（JGJ26-95）
K 0被称为总传热系数，R
被称为总传热阻，R
=1/K
，K
和R
是在门窗、幕墙
热工计算中的两个非常重要的物理量。
四、外墙保温材料
材料的保温隔热性能好坏是由材料导热系数的大小决定的，导热系数愈小，保温、隔热性能愈好，建筑外墙保温材料主要有以下几种：
a、岩棉及其制品：以精选的玄武岩或绿岩为主要原料，经高温熔融制成
的人造无机纤维。防火效果好，可耐8000C高温。
b、矿棉及其制品：是利用工业废料矿渣为主要原料，经熔化采用高速离
心法或喷吹法工艺制成的棉丝状无机纤维。
c、玻璃棉及其制品：是以硅砂、石灰石等矿物为主要原料，经熔化将熔
融玻璃液制成的无机纤维，保温效果比岩棉更好，但不耐高温。
d、聚苯乙烯泡沫塑料板（聚苯板）：是以聚苯乙烯树脂为基料，加入发
泡剂等辅助材料，经加热发泡而成的轻质材料。
以上材料均具有容重小、隔热、吸声、导热系数低、不燃、化学稳定性好等特点，均适用于围护墙的保温。
五、幕墙建筑节能的设计原则
1.严寒地区、寒冷地区和温和地区的幕墙要进行冬季的保温设计；
2.我国目前尚没有专门的幕墙热工设计标准或规范，幕墙热工设计依据国
家现行的《民用建筑热工设计规范》（GB50176-93）、《采暖居住建筑节能
标准》（JGJ26-95）
3.进行幕墙热工设计时，必须对其复杂的传热过程和传热方式进行分析和
研究。
3.1幕墙外表面与周围空气和外界环境间的对流换热；
3.2幕墙内表面与室内空气和室内环境间的换热；
3.3幕墙和金属框格的传热；
3.4通过玻璃的镀膜层减少辐射换热；
4.幕墙传热的基本方式有三种：导热、对流换热和辐射换热。
六、铝合金门窗及幕墙保温节能技术
建筑的节能包含很多方面，而铝合金门窗及玻璃幕墙的节能是其重要组成部分。节能30%的原标准（JGJ26-86）和节能50%的新标准（JGJ26-95）对门窗保温性能的要求见下表
围护结构传热系数比较
新的节能标准（JGJ26-95）对铝合金门窗的保温性能提出了更高的要求。铝合金门窗、幕墙的节能主要是指通过产品的结构设计、材料选用等措施，使建筑物在使用过程中，以尽量少的能量消耗而获得理想的温度环境和光线环境的过程。铝合金窗及玻璃幕墙常见节能方法分以下几种：
（1）玻璃节能法
（2）减少空气渗透量
（3）铝合金断热型材节能法
（4）双（多）层结构体系节能法
（5）遮阳体系节能法
（一）玻璃节能法：
对于铝合金窗及玻璃幕墙来说，由于玻璃的面积占据立面的绝大部分，可以参与热交换的面积较大，就决定了玻璃是窗、玻璃幕墙节能的关键。
1.根据玻璃是否镀膜及膜层材质可初步确定其节能效果，通常情况下，
