安徽建筑大学    张举

摘要：随着经济发展，建筑越来越注重外观，同时由于节能需要，诞生了外墙保温的各种方式。在外墙保温构造中“热桥”是不可避免的；这些部位的传热量比主体部分大得多,它们的内表面温度也比主体部分低，因此，要尽量减少热桥对热量的损失［1］。本文拟分析外墙外保温干挂系统各种典型构造方式中存在的热桥对整个传热面的影响，并提出热桥隔断办法。

0 引言

  近年来，随着能源问题的日益严重，节能已渗入到各个领域；而建筑能耗在能源消耗中占有很大的比例，因此，建筑节能显得尤为迫切。建筑节能的重点是外墙节能技术［2］，即外墙保温隔热技术；按照保温材料在外墙中的位置可分为外墙外保温、中间保温、内保温等三种保温方式，其中以外墙外保温最优［3］，并且其技术已经相当成熟。外墙外保温干挂系统的典型构造主要包括：有封闭空气间层和无封闭空气间层的保温隔热构造方式。文章分别选取这两种典型构造，分析其存在的热桥，并提出热桥隔断办法。

1  理论分析

1.1两种典型构造的构造图

静止的空气导热系数很小，为了提高建筑物的热工性能，常在围护结构中设置封闭的空气间层，作为围护结构保温层，常见的有封闭空气间层的保温构造如集保温装饰一体化的一体化板材。外墙保温装饰一体化板材采用干挂法施工，现场组合式安装，首先将龙骨固定在外墙上，再把一体化板材固定在龙骨上，两块板材之间采用榫槽拼接的方式，形成完美的装饰效果。一体化板材与建筑物外墙之间形成了25mm相对静止的空气层。因空气在常温常压条件下的导热系数为 0.024 W/( m·K) ,远远低于建筑上常用保温材料的导热系数,因此，该静止空气层与一体化板材一起达到了双重保温节能的效果，同时还能避免墙体发霉现象。一体化板材的安装构造图见图1-1。

 图1-1一体化板材安装构造图

    而在干挂系统中由于构造的需要，常常空气间层的间距比较大，不能形成静止的空气层，常见的无封闭空气间层的保温构造如干挂石材；石材干挂外墙保温系统主要由：墙体结构层、保温层、饰面层三部分组成；保温层材料目前大多采用岩棉；饰面层主要为大理石、花岗岩、石材等；首先进行龙骨的安装，龙骨安装完毕后，在龙骨的龙骨施工完毕后，在龙骨夹层中铺贴防火岩棉保温层；最后进行外装饰面的固定。图1-2是干挂石材构造图。

    图1-2干挂石材安装构造图   

1.2两种典型构造的热桥分析

由图1.1可知一体化板材通过专用龙骨干挂在建筑外墙，板间采用特殊设计的榫槽的结构拼接，形成完美的整体装饰效果。一体化板材与建筑物外墙之间形成了25mm相对静止的空气层。因空气在常温常压条件下的导热系数为 0.024 W/( m·K) ,远远低于建筑上常用保温材料的导热系数,因而该静止空气层与一体化板材一起，达到双重保温、隔热的效果，并能有效避免墙体发霉现象。在整个一体化板传热面上只有膨胀钉处存在热桥，而膨胀钉粘结部位所占面积相对整体建筑较小,其对整个一体化板传热热工性能影响极小。

从图1.2干挂石材构造图可以看出，为了干挂石材从而留出150一300mm的距离来设置钢龙骨,因此在石材与外围护主体结构中间留出一定厚度的空气层，而此部分空气层由于间距太大，存在比较强烈的对流运动，其并不能很好地起到保温隔热的作用。在石材的固定中存在石材和金属构件的直接接触，还有金属与金属的直接接触，这种硬性接触对整个石材传热面上的传热有一定影响，其存在的热桥不可忽略。

2 数据比较

我们以平均传热系数来比较两种热桥对传热影响。平均传热系数Km（w/㎡.k）是指外墙包括主体结构及其结构性热桥等部位在内的各部分传热系数平均值。平均传热系数的计算方法有很多种，下面我们采用常用的面积加权法来进行平均传热系数的计算。其基本计算思路是将外墙主体部位和周边热桥部位的一维传热系数按其对应的面积加权平均［4］，计算公式如下：（1），

其中，Kp—外墙主体部位的传热系数（w/㎡.k）；

      Fp—外墙主体部位的传热系数（㎡）；

      K1—热桥部位的传热系数（w/㎡.k）；

      F1—热桥部位的传热系数（㎡）。

2.1膨胀螺栓对一体化板材综合传热系数 Km值的影响

不考虑热桥时，一体化系统的传热系数如下：以钢筋砼的基层墙体作为算例，系统构造参数见表2.1。

表2.1钢筋砼墙体的保温装饰一体化系统的做法及性能参数

不考虑热桥的影响，钢筋砼墙体的保温装饰一体化系统的传热系数K值计算如下：

K==0.55w/㎡.k;

   考虑到膨胀螺栓对系统传热的影响时，系统的传热系数计算如下：

   根据《外墙外保温系统构造图集》（六）（图集号：皖2008J211）中板材竖向布板要求：复合龙骨水平向布置，间距@300~500mm；龙骨与基层墙体用膨胀螺栓锚固，间距@300-500mm；根据要求，龙骨间距和螺栓间距都取500mm。在面积为2000×2000mm的基层墙体上，龙骨间距取500mm，螺栓间距取500mm，则螺栓布置如图2-2。基层墙体、系统构造及材料各种参数与表2.1中各参数相同。

图2-2膨胀螺栓布置图

不考虑膨胀螺栓对传热的影响时，系统的传热系数为0.55w/㎡.k；现在考虑到膨胀螺栓后，系统的传热系数按照面积加权法来计算(参照公式1), Kp=0.55w/㎡.k； Fp=4㎡；膨胀螺栓导热系数l=16.2w/m.k，螺栓尺寸为ø8×80mm；经计算可得到系统的平均传热系数为0.557w/㎡.k；与不考虑螺栓时系统的传热系数0.55w/㎡.k相比，系统传热系数增大了1.27%。

2.2石材挂件对石材综合传热系数 Km值的影响

选取厚30mm的外保温石材，面积尺寸为400mm×1000mm，则需要2个尺寸为5mm×40mm×100mm不锈钢石材挂件，挂件导热系数λ=60w/m.k；不考虑石材挂架时，系统传热系数已经计算，K=0.9w/㎡.k；现在考虑石材挂件部分对热桥的影响，用公式（1）计算得考虑到系统平均传热系数Km为1.1w/㎡.k；我们可以看出考虑到石材挂件后，石材传热系数增大了22%。石材挂件对石材的传热系数影响较大，这部分热桥不可忽略。

3  热桥隔断办法

热桥在建筑中普遍存在，是不可避免的；同时，热桥有许多的危害，如［5］：

1）因结露使墙体潮湿，破坏室内装修，墙皮脱落，破坏室内景观；

2）因结露使室内潮湿，助长病菌的滋生，破坏室内卫生环境；

3）破坏结构安全；

4）热桥对建筑最大的影响就是：增加了墙体局部传热量，降低了墙体的平均传热热阻，增加了建筑能耗，节能性大为下降。

虽然热桥是不可避免的，但由于其存在的危害，我们必须要采取相应的补救措施。热桥处理的基本原则是：加强保温，提高热桥自身热阻。通过一些措施有些热桥是可以大幅度消弱或部分削弱的。由理论和数据分析可知，干挂石材系统，挂件对传热的影响比较大，对石材挂件进行处理对建筑节能非常重要。因此，我们可以采取在挂件周围贴保温材料的方式来降低其对传热的影响。

4  结论及展望

1）一体化板材中膨胀钉对传热影响很小，采用罗宝板饰面的建筑物，可以大幅度提高墙体的保温隔热功能，降低建筑能耗。

2）石材中的固定件对传热的影响较大，可通过加强保温的方法来减小热桥影响；

3）热桥影响外墙传热系数的关键是热桥的面积和传热系数；

4）热桥的研究对建筑节能具有非常重大的意义，我们要继续探索热桥隔断的新方法。

  参考文献

[1] 孙大明,周海珠等，建筑热桥研究现状与展望[J ]，建筑科学,2010,(2)

[2 ] 黄友生，空气层_在湖南地区建筑外围护结构中的保温隔热作用研究

[3]  郭靓，浅谈外墙保温构造技术，科技信息，2011年第21期

[4] 杨丽萍，闫增峰等外保温钉粘部位对围护结构热工性能的影响，住宅科技， 2010，10

[5] 吴雪岭，热桥问题的产生与解决办法，吉林建筑设计，2006，3