欧洲多暴雪天气,在欧洲芬兰、瑞典等国的住宅建筑中有90%以上为木结构建筑。在中国也有很多寒冷地区,而应对冷空气木结构是不二选择。
那么木结构建筑在寒冷气候中是如何实现保温的呢?我们先来了解—热量是怎么“流失”的? 热传导与保温
热量总是从温暖的区域传向寒冷的区域。冬天,热量从室内传到室外。夏天,白天期间热量从室外传到室内;当晚上天气变凉时,热量又从室内传到室外。
热量传导通过三种机理
热传导:当固体材料的一端(边)的分子被热源激活时,热传导便发生 了。这些分子将热能传到材料冷的一端。在木框架结构建筑中,热传导主要是通过地基和框架结构发生的。
热对流:对流是受热的空气密度变稀上升,冷空气下降填补了受热空气留下的空间而形成的空气运动。
热辐射:在没有介质的前提下,一个物体向另一个物体释放辐射波时,便产生了热辐射。比如,太阳产生辐射能使地球发热。热辐射主要是通过玻璃门窗对建筑产生作用的。
木结构建筑保温设计技术 建筑材料
从建筑材料来说,木材本身就是非常良好的隔热材料。
木材有着与生俱来的优势,它是一种多孔性材料,细胞内有空腔,形成天热的中空材料,使得热传导速度慢,导热能力低,其导热系数仅在0.1-0.2 W/(M·K)左右,能够很好的防止某些关键部位的热桥效应。
与普通砖混或水泥墙体的隔热效果相比,木结构建筑的墙体就像保温瓶胆,而普通砖混或水泥墙体就像玻璃杯。木结构比普通砖混结构房屋节省能源超过40%。木材的保温性能是钢材的400倍,混凝土的16倍。
由于木材热惰性高,周期温度变化内部消解快,木结构建筑内部热稳定高。
研究表明,150mm厚的木结构墙体,其保温性能相当于610mm厚的砖墙。
保温材料
在平台框架式木结构建筑中,最常用的保温材料就是纤维类保温材料,这种材料具有经济、效果好以及便于填充各种空腔的特点,平台框架式木结构施工中,地板、墙体和屋盖构件的各种空腔,都可以有效填充。
Tips:在铺设过程中,应确保保温材料中没有空隙、没有过分挤压,以及没有受潮。
△ 木骨架墙体空腔中填充保温棉
△ 铺设玻璃纤维棉
在北方或严寒地区,可以通过铺设刚性保温材料进一步加强保温性能。刚性保温板可用于建筑围护结构的内外两面,以达到节能效果;另外,还可作为蒸汽阻隔、气密材料或防水材料使用,具体根据需求,选择具有相应功能的刚性保温板。
木结构建筑中常使用的保温材料是挤塑式聚苯乙烯隔热保温板(XPS)。XPS在保温隔热、耐久性、防水性能和隔绝水汽等方面,性能均很优异。
与纤维类保温材料相比,刚性材料单位厚度热工性能更高,具有一定的结构刚度,成本较高,铺设时需使用胶黏剂或螺丝等紧固件,同样还可以作为气密系统的一部分。
刚性保温板大部分情况下用于外墙或屋盖结构。
高性能门窗
如果需要更进一步做到保温,可考虑使用高性能的门窗。
在窗中,大部分热量传输是通过以下方式进行的:以辐射方式通过玻璃,以传导方式通过框架和玻璃部件,以及空气泄漏。
选择高性能的窗并正确安装,将会极大地减少热量传输和降低能耗。实木框架和窗扇构成的窗比金属或乙烯基树脂窗的保温性更好。在框架内填入保温材料防止出现热桥效应,或者在框架的空腔内进行保温处理,都会改善窗的热阻和隔声性能。
在门框内填充隔热保温材料的门是最具节能效益的一种。门和门框之间的空气泄漏是造成热传输主要原因。保温的效果主要取决于密封层的性能,以及门与密封层的密合程度。密封层的性能则取决于制造过程中所用的材料和制造质量,密合程度取决于五金附件的位置和安装。
木结构建筑是一个系统性的建筑形式,在设计施工过程中还需考虑多方面因素,除了保温层,还有气密层和蒸汽扩散阻隔层,三者在木结构构件中共同发挥作用,以达到保温隔热和控制水蒸气流动的目的。
(责任编辑:何雯丽)
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