墙体为什么是夹层的（房屋建筑：墙体）

第二节 建筑热工知识

适宜的室内温度、湿度是对人们生活和生产的基本要求，在外围结构设计中，根据各地气候条件和使用要求，合理解决保温与隔热问题，建筑构造设计的重要内容。

一、围护结构的传热

1、传热方式与过程

传热方式

热对流： 自由流动 强制流动

热传导

热辐射

热对流：流体中一部分热对其它部分相对移动，同时具有热能量搬运现象。

热传导：高温处之分子向低温处之连续不断地传递热能的现象。

热辐射：热能按电磁波的形式传递的现象。

传热过程

吸热——传热——放热

图3-5 围护结构的传热过程 图3-5 围护结构的传热过程

吸热：是指外围护结构的内表面从室内空气中吸热的过程。

传热：是指围护结构内部由高温向低温一侧传递热量的过程。

放热：是指围护结构的外表面向低温的空间散发热量的过程。

每一个传热过程都是三种基本热传递方式的综合过程。

2、围护结构的热阻

热阻：反映阻止热量传递的能力的综合参量。

R0 = Ri + R + Re

R0，围护结构的传热阻。

Ri，内表面吸热阶段遇到的阻力，称内表面换热阻，又称感热阻。

Re，在外表面散热阶段所遇到的阻力，称外表面换热阻，又称散热阻。

R0越大，则通过围护结构所传出的热量就越小，说明围护结构的保温性能好。反之， R0越小，则通过围护结构传出的热量就多，说明围护结构的保温性差。

3、材料的导热系数

材料的导热系数(λ) ：是衡量材料热工性能的重要指标。其物理意义是在稳态

条件下，1m厚的材料，两侧表面温差为1℃,1h内通过1m2面积传递的热量。

单位为W/(m·K)。

材料的导热系数与材料的容重有关，容重大的材料，一般其值也大，容重小的材料，其值偏小。

在建筑热工设计中，一般把导热系数λ值小于0.29 W/(m·K)的材料称为保温、隔热材料。

二、提高围护结构热阻的措施

1、增加围护结构的厚度

围护结构的热阻与围护结构的厚度成正比关系。

厚度增加——自重增加（结构）、材料用量增加（经济）

2、选择导热系数小的材料

恰当地选择保温材料是件复杂的工作。因为资料等给出的导热系数都是在某种特定的条件下侧得的。应选用与实际情况接近的数据。

保温材料

按材质构造分类 多孔的、板（块）状的、松散的

按化学成分分类 有机的、无机的

在选择材料过程中，必须全面考虑问题，不仅考虑其物理性能，还要考虑材料的强度、耐久性、耐火性、耐腐蚀性等；同时，还应结合建筑物的使用性质、构造特点、施工工艺及经济指标等因素。

3、围护结构的保温构造

⑴单一材料的保温结构

特点：构造简单，使用灵活，但一般强度较低，无法起到承受荷载的作用。

质轻、高强的保温材料，是其理想的材料。

⑵复合材料的保温结构

当轻质、高强材料尚缺，或采用单一构造处理困难时，则可采用多层材料复合的办法解决。

保温层放置的位置，从保温效果考虑，以将保温材料放置在室外一侧为好。这是因为：

a. 保温材料设置在低温一侧，能充分发挥保温材料的作用。

室外—保温材料，材料空隙多，导热系数小，单位时间内吸收或散失的热量小。

室内—结构材料，材料蓄热系数大，其表面温度波动小，对室内热稳定性有利。

b. 保温材料放置在外侧，使墙或屋顶的结构构件受到保护，减少温度应力。

c. 保温材料放置低温一侧，减少保温材料内部产生水蒸气凝结的可能性。

当然，保温层放置低温一侧，也有不足，放置在外侧，必须加保护层；对于间歇采暖的房间，如电影院、体育馆，其保温材料放置内侧更有利。

⑶夹层保温结构

在复合保温结构中，当保温层需要设置保护层，对保护层既要防水，又要能防止室外各种因素的侵袭。于是设计时常采用半砖墙或其它板材结构来处理，这时整个结构便成了夹心构件。

夹层可以是保温材料，也可以是夹空气层。

空气层应处于密闭状态，不允许在夹层两侧的结构层上开口、打洞。另外，为了提高空气层的保温能力，也可利用强反射材料，粘贴结构构件的内表面。

4、传热异常部位的保温构造

外围结构中，保温的薄弱环节：门窗洞孔、结构转角处、钢筋混凝土框架柱、过梁、圈梁等。

除门窗洞孔，墙上的其它构件主要是有关“冷桥”部分的保温问题。

冷桥或热桥：主要是指在建筑物外围护结构与外界进行热量传导时,由于围护结构中的某些部位的传热系数明显大于其他部位,使得热量集中地从这些部位快速传递, 它们的内表面温度比主体部分低。这些保温性能低的部分我们通常称为“冷桥”或“热桥”。

三、围护结构的蒸汽渗透

1、蒸汽渗透现象

水蒸气分压力：湿空气中水蒸气所具有的压力,称为水蒸气分压力,记作Ps 。

其值反映了湿空气中水蒸气含量的多少,水蒸气含量越高,水蒸气分压力也越高 ，饱和空气中水蒸气分压力叫水蒸气饱和分压, 记作Psb 。

蒸汽渗透：当围护结构两侧出现蒸汽分压力差时，则水蒸汽从压力高的一侧通过围护结构向分压力低的一侧渗透，这种现象被称为蒸汽渗透。

2、蒸汽渗透带来的危害

结露：冬季，由于围护结构两侧存在温度差，结构的两侧从内侧到外其外其温度是不断变化的，水蒸汽通过围护结构渗透过程中，遇到露点温度时，蒸汽含量达到饱和并立即凝结成水。

结露 表面凝结 内表面装修脱皮、粉化甚至生霉。

内部凝结 致使保温材料失效。

3、保温围护结构的隔蒸汽措施

构造设计中，常在围护结构的保温层靠高温一侧，即蒸汽渗入的一侧，设一道隔蒸汽层，这样，可以使水蒸汽流在抵达低温表面之前，其水蒸汽分压力已得到急剧下降，从而避免了内部结露的产生。