龙源，李瑄，李怀玉

（中煤国际工程集团重庆设计研究院 重庆 400016）

对重庆地区建筑外墙保温节能技术路线的探讨

龙源，李瑄，李怀玉

（中煤国际工程集团重庆设计研究院 重庆 400016）

为深入研究重庆地区建筑外墙保温的节能技术体系，本文结合该地区的气候特点，采用动态能耗模拟软件DeST-h，对典型建筑的外墙按三种不同保温体系进行能耗分析。研究不同保温体系的负荷特性、能耗特性以及室内环境的热稳定性，探讨适合重庆地区的建筑外墙保温形式。

重庆地区；建筑外墙；保温形式；节能设计

引言

建筑围护结构节能就是通过开发具有高效保温隔热性能的建筑材料及产品，并采用一定的建筑构造形式来增强建筑围护结构的保温隔热性能，以降低建筑能耗。目前常见的外墙保温方式有：外保温、自保温、内保温三种形式。重庆市自2005年10月10日发布 《重庆市建设委员会关于加强民用建筑节能管理工作的通知》，全面启动执行节能设计标准以来，基本形成了以外保温技术为主导的建筑节能技术路线[1][2]。但是几年来的实践反映出外保温系统存在与主体建筑不同寿命、施工过程相对复杂、防火性能较差、工程造价相对较高、用于高层建筑的安全隐患比较突出等诸多问题[3][4]，成为影响重庆市推进建筑节能工作的主要矛盾。因此，有必要针对重庆的气候特点选择适宜的建筑围护结构节能技术路线。

1 重庆地区气候特点

重庆地区属于亚热带季风性湿润气候区，冬暖夏热，夏季最高气温平均在25.5~29.6℃，冬季最低气温平均在3.8~ 7.8℃，全年平均相对湿度为78~83%，冬季盛行偏北风，夏季偏南风明显增多，全年平均日照数为980~1580小时，比同纬度的武汉、南京、上海等地明显偏少，且主要集中在夏季（5月~ 9月）。

2 建筑模型

针对重庆地区的气候特点，采用建筑动态能耗模拟软件DeST-h[5][6]，对典型建筑在三种不同保温体系下进行分析，研究不同保温体系的传热特性、能耗特性以及室内环境的热稳定性，探讨适合重庆地区的建筑围护结构保温形式。

2.1 计算模型及基本参数

选定一栋典型的多层居住建筑作为研究对象，本文使用清华大学的建筑能耗模拟软件DeST-h进行了详细的负荷模拟及分析，建筑模型见图1。

建筑共3层，建筑面积为578.61m2，体形系数为0.391。建筑围护结构的热工性能参数及不同的保温体系构造参数见表1~表4。由于DeST-h模拟软件不能处理热桥传热，因此，此处给出的外墙内保温和外墙自保温构造按保温的等效值输入。

表1 建筑屋顶与外窗参数

表2 外保温系统结构参数

表4 自保温系统结构参数

2.2 模拟结果及讨论

利用动态模拟软件，采用上述计算模型及参数，分别对三种保温体系进行模拟分析。比较不同保温体系的建筑全年冷热负荷、全年能耗特性以及房间热稳定性。

2.2.1 建筑全年冷热负荷分析

模拟得出不同保温体系下建筑全年累计冷热负荷如图2所示。

由模拟结果可以看出，在有效传热系数相等的情况下，三种保温墙体的产热量无明显区别，建筑全年累计冷热负荷无显著差异。

从建筑负荷总量角度考虑，不同的墙体保温形式差别不大，而目前常见的内、外保温墙体存在一系列的不足。

墙体外保温的缺陷。

（1）施工技术难度较大，工序较多，施工质量较难把握，需专业施工队伍承担。

（2）施工周期较长。

（3）对外饰材料要求高，不宜选用重质的、较大规格的外饰材料，如面砖类，否则易存在安全隐患。

（4）存在防火安全的隐患。

墙体内保温的缺陷：

（1）“热桥处理”困难，难以避免“热桥”的影响，墙体内表面易产生结露潮湿现象。

（2）与外保温相比，不利于建筑物围护结构的保护。

（3）二次装修时容易被破坏。

（4）减少了房屋使用面积。

针对上述现象，一些业内人士建议推广墙体自保温形式，引起普遍关注。下面笔者对三种保温墙体做进一步的比较分析。

2.2.2 房间内热稳定性分析

本节比较分析三种保温体系对房间热稳定性的影响，选取三层的主卧室作为典型房间，进行负荷分析，计算结果见图3、图4。

模拟结果表明，在夏季工况下，三种保温形式的墙体下，室内温度波动幅度一致，且变化很小。说明对于单个房间，室内温度动态变化较小，保温效果较佳。

对于冬季工况，外保温墙体相较于其他两种保温形式，室内温度波动稍大，但其室内平均温度较高，

2.2.3 能耗特征分析

从上节分析中可以看出，在采用不同保温系统时，外墙的传热特性是不同的。本节将分析在重庆地区，采用间歇式空调与采暖情况下，三种保温体型的能耗特征。图5为三种不同保温体系在重庆地区的全年累计能耗比较。

可以看出，自保温体系与内保温体系年空调能耗量略高于墙体外保温情况，但是超过量不大。说明在外墙等效传热系数相同情况下，虽然三种保温体系外墙动态传热特性有差别，但全年能耗量基本相等。

通过对三种保温体系的模拟计算分析可以得出：在外墙有效传热系数相等的情况下，虽然三种保温体系的外墙动态传热特性不同，但在重庆地区从全年能耗和房间稳定性角度来看，这三种保温体系基本上是等效的。另一方面，自保温方式热惰性指标较其他两种材料大，室内温度受外界环境的影响较明显，在夏季更容易实现利用夜间室外温度较低的空气来降低室内温度。因此，从能耗和房间热稳定性来讲，自保温方式是适合重庆地区的。

3 结论

本文结合重庆地区的气候特点，利用动态能耗分析软件DOE-2，通过对三种保温体系的模拟计算分析得出以下结论：

（1）在有效传热系数相等的情况下，三种保温墙体的传热量无明显区别，建筑全年累计冷热负荷无显著差异。

（2）在外墙有效传热系数相等的情况下，虽然三种保温体系的外墙动态传热特性不同，但在重庆地区从全年能耗和房间稳定性角度来看，这三种保温体系基本上是等效的。

（3）自保温方式热惰性指标较其他两种材料大，室内温度受外界环境的影响较明显，在夏季更容易实现利用夜间室外温度较低的空气来降低室内温度。因此，从能耗和房间热稳定性来讲，自保温是更适合重庆地区的。

综上，对于重庆地区而言，围护结构的自保温将是一个较佳的节能途径。因此，今后应积极开发质量可靠、性能优良、价廉物美的新型墙体自保温材料，以确保该地区围护结构节能改造的有效进行，降低能耗。

[1]DBJ01-6212005[S]，公共建筑节能设计标准.

[2]RISN-TG001-2005[S]，建设部标准定额研究所.建筑外墙外保温技术导则.

[3]江亿，杨秀.我国建筑能耗状况及建筑节能工作中的问题[J].中华建筑，2006，(2):12-18.

[4]俞宏伟.我国外墙外保温技术的应用安全分析[J].住宅科技，2005，10:32-34.

[5]顾骏强，杨军，陈海燕，胡吉士.建筑能耗动态模拟气象资料的开发与应用[J].太阳能学报，2008，(01).

[6]吴志敏，许锦峰，等.自保温墙体在夏热冬冷地区的应用［J］.建筑节能，2009（5）：8-12.

Studies on Heat Preservation and Efficient Energy-Saving Designs Concerning the Exterior Walls in Chongqing

In order to find out the technology system of energy efficiency design of Exterior Wall in depth,this article studies different insulation system,the energy consumption characteristics of heat transfering and thermal stability of the indoor environment by combining the characteristics of the area's climate with the dynamic energy simulation software DeST-h used in typical Exterior Wall building according to three different insulation systems.In this way the author explores adaptive Exterior Wall insulation forms in Chongqing.

Chongqing area's;exterior wall;insulation forms;energy efficiency design

TU201.5

A

1671-9107（2011）02-0021-04

基金论文：本文来源于课题《新型节能围护结构体系应用技术研究与产品开发》（项目编号：CSTC，2008AA4023）

10.3969／j.issn.1671-9107.2011.02.021

2010-12-31

龙源（1980-），建筑、结构工程师，主要从事建筑节能研究。

责任编辑:余咏梅