朱弘年
21世紀(jì),建筑節(jié)能技術(shù)已經(jīng)成為住宅發(fā)展的必然趨勢(shì)和城市建筑水平的標(biāo)志。但我國(guó)目前的建筑節(jié)能水平,還遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國(guó)家,我國(guó)建筑單位面積能耗仍是氣候相近的發(fā)達(dá)國(guó)家節(jié)能建筑的2倍~3倍,最主要的表現(xiàn)就是在建筑保溫狀況上的差距。隨著國(guó)家建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的制定和完善,在一系列的節(jié)能政策、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)下,我國(guó)住宅建設(shè)的節(jié)能工作近年來(lái)不斷深入,一方面外墻節(jié)能保溫技術(shù)不斷完善提高;另一方面也引進(jìn)和研發(fā)了許多新型外墻節(jié)能保溫材料,并在建筑施工中得到廣泛推廣使用。
墻體作為建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的主體,采用材料的保溫性能直接影響建筑物本身的能耗量。我國(guó)以實(shí)心黏土磚(熱導(dǎo)率為0.81 W/(m?K))或空心磚(熱導(dǎo)率0.58 W/(m?K))為最主要的墻體材料。
由此可見(jiàn)單一材料熱導(dǎo)率太大,一般為高效保溫材料的20倍,保溫性能與當(dāng)前的建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)和要求相距甚遠(yuǎn),因而從節(jié)能降耗方面考慮,必須進(jìn)一步推廣復(fù)合墻體保溫技術(shù)及其材料的應(yīng)用,即采用承重材料與高效保溫材料組成復(fù)合墻體,其優(yōu)點(diǎn)在于墻體承重既不受任何影響,又能使保溫效果得到顯著提高。除此以外,外墻保溫體系飾面層豐富的色彩和紋理外裝飾構(gòu)件為建筑物立面創(chuàng)造不同的、有個(gè)性的美學(xué)效果,對(duì)老建筑尤其具有特殊的意義。外墻保溫主要是靠保溫絕熱材料作為建筑圍護(hù),開(kāi)發(fā)和應(yīng)用高效的保溫絕熱材料是保證建筑節(jié)能的有效措施。作為保溫絕熱材料,材料自身的吸濕率要盡量低。另外,保溫絕熱材料還必須具有與使用環(huán)境相一致的機(jī)械強(qiáng)度、粘結(jié)性能、收縮率小及與環(huán)境相適應(yīng)的耐久性。
外墻內(nèi)保溫是施工中在外墻結(jié)構(gòu)的內(nèi)部加做保溫層。主要的內(nèi)保溫技術(shù)有:增強(qiáng)石膏復(fù)合聚苯保溫板、聚合物砂漿復(fù)合聚苯保溫板、增強(qiáng)水泥復(fù)合聚苯保溫板、內(nèi)墻貼聚苯板抹粉刷石膏及抹聚苯顆粒保溫料漿加抗裂砂漿壓入網(wǎng)格布等方法。其優(yōu)點(diǎn)為:造價(jià)較低、施工方便、操作靈活,能保證施工進(jìn)度,可以達(dá)到部分節(jié)能、降低居室取暖成本、短時(shí)間內(nèi)可使房間加熱等目的。內(nèi)保溫應(yīng)用時(shí)間較長(zhǎng),在2001年外墻保溫施工中約有90%以上的工程應(yīng)用內(nèi)保溫技術(shù)(見(jiàn)圖1)。
由圖1可以看出外墻內(nèi)保溫技術(shù)具備一定程度的節(jié)能效果,但也存在明顯的缺點(diǎn):1)占用較多使用面積。由于保溫材料貼在墻體的內(nèi)側(cè),使主體結(jié)構(gòu)墻體增厚,從而減少了每戶(hù)的使用面積,這也是消費(fèi)者買(mǎi)房時(shí)最關(guān)心的房屋使用面積問(wèn)題;2)“熱橋”問(wèn)題不易解決,容易引起開(kāi)裂,同時(shí)還會(huì)影響施工速度?!盁針颉敝傅氖窃趦?nèi)外墻交界處、構(gòu)造柱、框架梁、門(mén)窗洞等部位形成的散熱主要渠道。在圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)由于包含了導(dǎo)熱能力較高的金屬、混凝土等部位,在此處的熱量流失高于相鄰的部位。這些部位形成傳熱的橋梁,因此稱(chēng)熱橋。借助于紅外線技術(shù)很容易看到,這些部位有發(fā)亮的紅色信號(hào),表示有較多熱量流向室外。對(duì)內(nèi)保溫而言,“熱橋”是難以避免的;3)墻體內(nèi)部存在溫度梯度,梯度易引起結(jié)構(gòu)損壞,產(chǎn)生保溫板裂縫。主要原因是外墻體由于晝夜和季節(jié)變化,受室外氣溫和太陽(yáng)輻射的影響而發(fā)生脹縮,而內(nèi)墻保溫板基本不受這種室外的影響,外墻膨脹的速度和幅度反復(fù)變化,使內(nèi)保溫板始終處于一種不穩(wěn)定的基礎(chǔ)上,裂縫就產(chǎn)生了;4)影響居民的二次裝修,且內(nèi)墻懸掛和固定物件也容易破壞內(nèi)保溫結(jié)構(gòu)。
1)對(duì)建筑物主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行保護(hù),延長(zhǎng)建筑物壽命。2)有效地防止熱橋的產(chǎn)生,避免結(jié)露和開(kāi)裂等現(xiàn)象。3)在墻體內(nèi)部一般不會(huì)發(fā)生冷凝現(xiàn)象,使墻體潮濕情況得到改善。4)外保溫墻體由于蓄熱能力較大的結(jié)構(gòu)層在墻體內(nèi)側(cè),當(dāng)室內(nèi)受到不穩(wěn)定熱作用時(shí),室內(nèi)空氣溫度上升或下降,墻體結(jié)構(gòu)層能夠吸收或釋放熱量,故有利于室溫保持穩(wěn)定。5)與內(nèi)保溫不同,可以避免二次裝修對(duì)保溫層的破壞。6)適用于任何新建和改擴(kuò)建工程。特別是對(duì)舊房進(jìn)行節(jié)能改造時(shí),無(wú)需臨時(shí)搬遷,基本不影響用戶(hù)的正常生活。同時(shí)按設(shè)計(jì)要求,需冬季保溫和夏季隔熱的地區(qū)都可使用。7)高節(jié)能效率,取暖成本大幅下降。
外掛式外保溫技術(shù)體系是由粘結(jié)劑、保溫板、聚合物抗裂抹面砂漿和耐堿網(wǎng)格布(或熱鍍鋅鋼絲網(wǎng))、錨固件、涂料(或面磚飾面)等組成,該體系具有較好的呼吸性能,透氣不透水;抗風(fēng)壓性能良好,抗震、防火性能優(yōu)良;耐酸堿,抗腐蝕的特點(diǎn)。適用于各種新建筑和既有建筑物外墻的保溫節(jié)能。該體系是目前外墻保溫的主流做法(見(jiàn)圖2)。
除上述常見(jiàn)保溫體系外,還有用專(zhuān)用的錨件將特定的保溫板固定在外墻上,然后將鋁板、天然石材、彩色玻璃等外掛在預(yù)先制作的龍骨上,直接形成裝飾面。但這種外掛式的外保溫安裝費(fèi)時(shí),施工難度大,且施工占用主導(dǎo)工期。外掛的保溫材料有巖(礦)棉板、玻璃棉氈、泡沫玻璃保溫板、EPS保溫板、XPS保溫板、陶?;炷翉?fù)合聚苯仿石裝飾保溫板、鋼絲網(wǎng)架夾芯墻板等。其中EPS,XPS等聚苯板因在物理性能和成本上的獨(dú)特優(yōu)勢(shì),已經(jīng)在全世界范圍內(nèi)的外墻保溫外掛技術(shù)中被廣泛應(yīng)用。
該外保溫技術(shù)體系是由噴涂聚氨酯合成材料、聚合物干混砂漿、玻纖網(wǎng)、罩面(聚合物干混砂漿)、涂料(或面磚飾面)等組成。該體系施工速度快,絕熱效果好,比強(qiáng)度大,電學(xué)性能、耐化學(xué)藥品和隔音效果好。作為獨(dú)特的保溫材料,還同時(shí)廣泛應(yīng)用于冰箱、冷庫(kù)、冷藏車(chē)、冷凍設(shè)備、管道保溫等。聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料是聚氨酯合成材料中應(yīng)用最大的一種,生產(chǎn)中的原料一般分為兩組分:A組分異氰酸酯(多苯基多次亞甲基多異氰酸酯)、B組分組合聚醚(聚醚為主料,加上其他輔料組合生產(chǎn)而成)。聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料熱導(dǎo)率低、不易吸水、強(qiáng)度大、耐腐蝕,可達(dá)到無(wú)縫粘結(jié),整體性強(qiáng),與基面(混凝土、砂漿、紅磚、砌塊、木材、鋼材、玻璃等)粘結(jié)比較牢固,系統(tǒng)壽命可大于25年。
該技術(shù)是在混凝土框—剪體系中將聚苯板內(nèi)置于建筑模板內(nèi),混凝土與聚苯板一次澆筑成型為復(fù)合墻體。其優(yōu)勢(shì)是,由于外墻主體與保溫層一次完成,工效提高,工期大大縮短。但在澆筑混凝土?xí)r要注意均勻和連續(xù)澆筑,否則由于混凝土側(cè)壓力的影響會(huì)造成聚苯板在拆模后出現(xiàn)變形和錯(cuò)槎,影響后序施工。內(nèi)置的聚苯板采用了鋼絲網(wǎng)架,因此造價(jià)較高,且鋼材是熱的良導(dǎo)體,直接傳熱,會(huì)降低墻體的保溫效果。
該外保溫技術(shù)體系是由界面層、節(jié)能保溫砂漿層、抗裂防水砂漿、耐堿玻璃纖維網(wǎng)格布(或熱鍍鋅鋼絲網(wǎng))、粘飾面層組成的保溫系統(tǒng)。節(jié)能保溫砂漿一般是以?;锌瘴⒅椤⒕郾筋w?;驘o(wú)機(jī)空心微珠等為保溫骨料,與保溫膠粉料分別按配比包裝組成。該技術(shù)施工簡(jiǎn)便,可以減少勞動(dòng)強(qiáng)度,提高工作效率;不受結(jié)構(gòu)質(zhì)量差異的影響,對(duì)有缺陷的墻體施工時(shí)墻面不需修補(bǔ)找平,直接用保溫料漿找補(bǔ)即可,避免了別的保溫施工技術(shù)因找平抹灰過(guò)厚而脫落的現(xiàn)象。同時(shí)解決了外墻保溫工程中因使用條件惡劣造成界面層易脫粘空鼓、面層易開(kāi)裂等問(wèn)題。
近年來(lái),我國(guó)外墻保溫技術(shù)得到了快速發(fā)展,節(jié)能保溫材料的研發(fā)革新也日新月異。外墻保溫技術(shù)必須以發(fā)展新型節(jié)能材料為前提,必須有足夠的保溫絕熱材料做基礎(chǔ),節(jié)能材料的發(fā)展又必須與外墻保溫技術(shù)相結(jié)合,才能真正發(fā)揮其作用。正是由于節(jié)能保溫材料與外墻保溫技術(shù)的相互推動(dòng),外墻保溫的優(yōu)越性才日益受到人們重視,同時(shí)也大大推進(jìn)了我國(guó)建筑節(jié)能事業(yè)的迅猛發(fā)展。當(dāng)然,外墻保溫技術(shù)及相關(guān)節(jié)能材料的應(yīng)用只是建筑節(jié)能中的一個(gè)方面,想成功搭建節(jié)能技術(shù)的集成平臺(tái),必須綜合多項(xiàng)建筑節(jié)能技術(shù)和產(chǎn)品,并涉及施工、采暖、通風(fēng)、空調(diào)、照明、電器、建材、熱工、能源、環(huán)境、檢測(cè)、計(jì)算機(jī)等多專(zhuān)業(yè)的應(yīng)用。
[1] 李樹(shù)梅.建筑外墻保溫技術(shù)與節(jié)能材料[J].山西建筑,2008,34(1):249-250.