建築外殼是指地基屋頂牆壁窗戶天花板以及其中的隔熱層等,將周圍環境與室內空間物理上分隔的建築結構。物理上會阻隔包括空氣流動、熱交換[1]、噪音[2]、光線等形式的能量傳遞。

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建築外殼是建築與周圍環境接觸的所有元素,可幫助維持室內濕度溫度空調因子。建築外殼結構設計是建築和工程實踐的一個專業領域,與建築科學和建築環境控制等領域有密切關聯。 [2]

建築外殼結構可區分為三大類[3]

  • 支撐結構(力學支持和傳遞結構、動態負重)
  • 控制結構(各種物質和能量的流動)
  • 表面結構(以滿足建築內外所需的美學要求)

控制功能是良好性能的核心。實際上,控制功能按重要性順序着重於雨水控制,空氣控制,熱量控制和蒸汽控制。 [3]

水和水蒸氣控制

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將雨水排除在室內空間外並維持室內乾燥是建築外殼最基本的要求之一,很多策略可以達成此目標,如設置完善的屏障、排乾濾網和存儲系統。 [4]

屋頂的主要目的之一是防水。屋頂的兩大類是平坦的和傾斜的。平屋頂實際上可以傾斜高達10°或15°,但可以抵抗積水。傾斜的屋頂設計用於排水,但不能抵抗在風吹雨或製冰過程中可能發生的積水。通常,住宅傾斜的屋頂在屋頂覆蓋材料下方覆蓋有一層襯墊材料,作為第二道防線。家用屋頂結構也可以通風,以幫助去除泄漏和冷凝中的水分。

牆壁暴露的水量不如屋頂嚴重,但仍會漏水。與水滲透有關的牆體系統類型為屏障牆,排水牆和表面密封牆[5]隔離牆的設計允許水被吸收但不能滲透到牆中,其中包括混凝土牆和一些磚石牆。排水牆允許泄漏到牆中的水如空腔牆那樣排出。排水牆也可以通風以幫助乾燥,例如防雨屏和均壓牆系統。密封表面的壁不允許任何水滲入壁板材料的外表面。通常,大多數材料不會長期保持密封狀態,並且該系統非常有限,但是普通住宅建築通常依靠壁板和有時稱為房屋包裹物的襯砌層將牆視為密封表面系統。

空氣控制

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氣流的控制有助於確保室內空氣品質、控制建築能耗、避免結露(從而有助於確保建材耐用性),並提供居住舒適性。空氣流動的控制包括流經外殼(執行此功能的材料的裝配被稱為空氣屏障系統)或流經建築物圍護結構(間隙)本身的組件,以及流入和流出內部空間的氣流。會影響建築物隔熱性能)。因此,空氣控制包括風洗[6] (冷空氣通過保溫層)和對流迴路的控制,這些對流迴路是壁或天花板內的空氣運動,可能會造成10%到20%的熱損失。 [7]

建築外殼的物理組成部分包括地基屋頂牆壁窗戶天花板以及其中的隔熱層。材料的尺寸,性能和兼容性,製造過程以及細節,連接和相互作用是決定建築圍護系統有效性和耐用性的主要因素。

衡量建築外殼結構有效性的常用措施包括針對天氣和氣候的物理防護(舒適),室內空氣質素(衛生和公共衛生),耐久性和能效。為了實現這些目標,所有建築圍護系統都必須包括一個實心結構,一個排水平面,一個空氣屏障,一個熱屏障,並可能包括一個蒸氣屏障。防潮也是建築外殼是其中一項考量因素,在容易結的寒冷氣候和炎熱潮濕的氣候尤其重要。 [8]

建築外殼隔熱

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建築隔熱層或熱流控制層是建築外殼結構的一部分。如閣樓地板的隔熱是房屋內部和外部之間的主要熱控制層,而整個屋頂(從屋頂材料的表面到天花板上的內部油漆層)是建築外殼結構的一部分。 [9]

熱成像分析是指使用紅外熱像儀查看結構內外表面的溫度異常,可用於識別因水侵入或間隙凝結引起的水分問題。 [10]可以檢測到的其他類型的異常,如熱橋、隔熱層的連續性和漏氣等問題,但可被檢測的前提是內部和外部環境溫度之間存在溫差。 [11]

參考資料

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  1. ^ Cleveland, Cutler J., and Christopher G. Morris. "Building envelopergy. Expanded Edition. Burlington: Elsevier, 2009. Print.
  2. ^ 2.0 2.1 Syed, Asif. Advanced building technologies for sustainability. Hoboken, N.J.: John Wiley & Sons, Inc., 2012. 115. Print.
  3. ^ 3.0 3.1 Straube, J.F., Burnett, E.F.P. Building Science for Building Enclosures. Building Science Press, Westford, 2005.
  4. ^ 11. Straube, J.F. and Burnett, E.F.P., "Rain Control and Design Strategies". Journal of Thermal Insulation and Building Envelopes, July 1999, pp. 41–56.
  5. ^ various authors. Guideline for condition assessment of the building envelope. Reston, Va.: American Society of Civil Engineers, 2000. 4. Print.
  6. ^ Hens, Hugo S. L. C. Performance Based Building Design 2: From Timber-framed Construction to Partition Walls. Berlin: Ernst, William & Son, 2012. 10. Print.
  7. ^ Harrje, D. T, G. S. Dutt and K. J. Gadsby, "Convective Loop Heat Losses in Buildings". Oak Ridge National Laboratory. 1985. Print. 互聯網檔案館存檔,存檔日期November 2, 2013,.
  8. ^ Lstiburek, Joseph W., and John Carmody. Moisture Control Handbook: Principles and Practices for Residential and Small Commercial Buildings. New York: Van Nostrand Reinhold, 1993. 88. Print.
  9. ^ Vliet, Willem. The Encyclopedia of Housing. Thousand Oaks, Calif.: Sage, 1998. 139. Print.
  10. ^ Hunaidi, Osama. Leak Detection Methods for Plastic Water Distribution Pipes. Denver, Colo.: AWWA Research Foundation, 1999. 57. Print.
  11. ^ Faulkner, Ray. Infrared Building Surveys. Portsmouth, United Kingdom: iRed, 2017.. [2022-02-24]. (原始內容存檔於2021-04-22).