李海洲 王治君 秦 亮

1 概述

能源可持續(xù)性的合理使用成為全球關(guān)注的一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題。剛剛過(guò)去的丹麥哥本哈根會(huì)議為了解決全球氣候變暖問(wèn)題,通過(guò)各方協(xié)商,初步確定的協(xié)定也重點(diǎn)闡述了低碳節(jié)能的發(fā)展趨勢(shì)。節(jié)能是指加強(qiáng)用能管理,采取技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理以及環(huán)境和社會(huì)可以承受的措施,減少?gòu)哪茉瓷a(chǎn)到消費(fèi)各個(gè)環(huán)節(jié)的浪費(fèi),更加有效、合理地利用能源。從能源消費(fèi)的角度來(lái)看,能源效率是指為終端用戶提供的能源服務(wù)與所消耗的能源之比,所以對(duì)于節(jié)能不能簡(jiǎn)單地理解為減少用能、節(jié)約用能(約束終端用戶提供的能源服務(wù)),節(jié)能的核心應(yīng)該是提高能源效率。

墻體是建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的重要組成部分,雖然目前國(guó)內(nèi)外有很多的墻體保溫節(jié)能系統(tǒng),但結(jié)合溫州地區(qū)的氣候條件、節(jié)能現(xiàn)狀及資源特點(diǎn),自保溫材料及系統(tǒng)的本身特點(diǎn),使它的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用存在很大的發(fā)展空間及推廣應(yīng)用的必然性。

本文對(duì)國(guó)內(nèi)外墻體保溫體系的現(xiàn)狀進(jìn)行了系統(tǒng)的描述和分析,并對(duì)墻體的節(jié)能技術(shù)所應(yīng)遵循的原則和具體的評(píng)價(jià)方法作了介紹,為開(kāi)展建筑物墻體的節(jié)能減排提供了一些建議。

2 墻體保溫體系現(xiàn)狀分析

早期國(guó)家把建筑節(jié)能的重點(diǎn)放在采暖地區(qū),那是因?yàn)榕c夏熱冬冷地區(qū)的建筑能耗相比,當(dāng)時(shí)采暖地區(qū)的建筑能耗要高得多。但是到了今天,情況已經(jīng)而且還將發(fā)生重大的變化,夏熱冬冷地區(qū)夏季空調(diào)和冬季采暖所消耗的能源正在增加而且還將有大幅度的增加;另一方面由于長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)建筑節(jié)能工作不夠重視,導(dǎo)致該地區(qū)的建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫隔熱性能不足。

目前節(jié)能墻體保溫體系一般分為兩大類：一類是復(fù)合墻體保溫體系,該保溫體系包括以下幾種[1-3]：外墻外保溫體系、外墻內(nèi)保溫體系和夾芯復(fù)合保溫體系;另一類是自保溫體系,指的是以單一墻體材料即能滿足現(xiàn)有節(jié)能要求的外墻保溫體系,保溫材料即墻體材料本身,一般多應(yīng)用于非承重墻體[4,5]。

外墻外保溫系統(tǒng)即保溫材料處于外墻的外側(cè),由于其具有優(yōu)良的保溫節(jié)能效果,并可以消除結(jié)構(gòu)性冷熱橋,保護(hù)了主體結(jié)構(gòu),且不占室內(nèi)使用空間,因而具備了綜合經(jīng)濟(jì)效益高等優(yōu)點(diǎn)并被建設(shè)部廣泛推廣?？陀^地說(shuō),從理論上分析外墻外保溫的確是非常合理的,但實(shí)際操作卻并非易事,尤其在施工的可操作性及產(chǎn)品的耐候性和安全性等方面尚存在一些問(wèn)題,有待于進(jìn)一步完善解決。

外墻內(nèi)保溫系統(tǒng)即保溫材料置于外墻內(nèi)側(cè),一般采用聚合物保溫砂漿,石膏保溫砂漿等,這個(gè)技術(shù)相對(duì)比較成熟。由于它具有施工簡(jiǎn)便,易于操作,受氣候影響小,尤其是外墻面的自由度大,因此受到業(yè)主的歡迎,到目前為止較為常用。雖然如此,但外墻內(nèi)保溫的保溫層構(gòu)造位置使得建筑物外墻與內(nèi)墻分別處于兩個(gè)不同的溫度環(huán)境,容易出現(xiàn)一些由于溫度原因而引發(fā)的材料開(kāi)裂等問(wèn)題。

外墻自保溫系統(tǒng)是墻體自身的材料具有節(jié)能阻熱的功能,當(dāng)前使用較多的是加氣混凝土砌塊,尤其是砂加氣混凝土砌塊,這些砌塊里面有許多封閉小孔,保溫性能良好,其中較為典型的是伊通自保溫系統(tǒng)。它利用伊通塊或伊通板直接作為建筑物的外墻、內(nèi)墻、屋面,從而達(dá)到保溫節(jié)能效果。其優(yōu)點(diǎn)是將圍護(hù)和保溫合二為一,無(wú)需另外附加保溫隔熱材料,在滿足建筑要求的同時(shí)又滿足保溫節(jié)能要求。盡管外墻自保溫優(yōu)勢(shì)明顯,但推廣難度仍然不小。首先是由于自保溫材料強(qiáng)度比較低,抗裂性不很理想,時(shí)間長(zhǎng)容易產(chǎn)生墻體開(kāi)裂現(xiàn)象。即使用在一般框架結(jié)構(gòu)的建筑上,由于框架的變形性能大,而填充墻變形性能差,兩者的控制變形也難以取得一致,若增設(shè)過(guò)多的構(gòu)造柱和水平抗裂帶會(huì)增加冷熱橋處理的難度。而且,對(duì)于大量高層建筑隨著短肢剪力墻的大量使用,填充墻所占比例不高,使得外墻自保溫系統(tǒng)受到限制。

3 墻體節(jié)能技術(shù)評(píng)價(jià)

節(jié)能技術(shù)總是與氣候條件相適應(yīng)的,因此節(jié)能技術(shù)應(yīng)用的選擇方面應(yīng)當(dāng)遵循以下原則：1)國(guó)外流行的技術(shù)在國(guó)內(nèi)不一定適用;2)適用于城市的節(jié)能技術(shù)在農(nóng)村不一定可行;3)適合于北方地區(qū)的節(jié)能技術(shù)不一定適合于南方地區(qū);4)適合于住宅建筑的節(jié)能技術(shù)并不一定適合于商業(yè)建筑。換言之,只有適合自身特點(diǎn)的技術(shù)才能真正起到節(jié)能的作用,墻體保溫技術(shù)也是如此。

以夏熱冬冷地區(qū)的墻體節(jié)能體系為例,外墻內(nèi)保溫體系和夾芯保溫體系由于本身所存在的技術(shù)理念缺陷,可選擇材料少,限制了其應(yīng)用的范圍和市場(chǎng)的前景;外墻外保溫體系由于體系發(fā)展的完善,所以在北方寒冷地區(qū)取得很好的效果,開(kāi)始在夏熱冬冷地區(qū)蓬勃發(fā)展;而自保溫體系由于與傳統(tǒng)技術(shù)的傳承性及概念的清晰一直在夏熱冬冷地區(qū)的節(jié)能市場(chǎng)上占有著一定的份額。在夏熱冬冷地區(qū),目前墻體保溫技術(shù)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)也主要存在于這兩者之間。結(jié)合氣候條件特點(diǎn),就墻體自保溫體系和墻體外保溫體系在應(yīng)用中的幾個(gè)問(wèn)題進(jìn)行比較：1)設(shè)計(jì)方面的比較。外墻外保溫由于采用保溫性能良好的聚合物材料作為保溫材料,如聚苯板,聚氨酯硬泡體等,其傳熱指標(biāo)相對(duì)自保溫材料要好,并且要求具有一定的耐久性。2)施工方面的比較。自保溫體系作業(yè)簡(jiǎn)單方便,工期短,無(wú)需二道工序,自保溫墻體體系的施工工序與普通墻體的施工工序無(wú)大差異,更加貼近目前建筑行業(yè)中慣用的施工方式,與外保溫體系相比施工簡(jiǎn)單得多,大大地縮短了施工周期。另外由于施工技術(shù)成熟,熱工性能穩(wěn)定受施工質(zhì)量影響小,保證了節(jié)能效果。3)經(jīng)濟(jì)性的比較。單從價(jià)格的角度來(lái)考慮,目前自保溫體系仍要優(yōu)于已有的幾種外墻外保溫體系。從全壽命周期的角度來(lái)考慮,評(píng)價(jià)節(jié)能技術(shù)是否經(jīng)濟(jì)合理,即節(jié)能建筑投資回報(bào)率和投資回收期評(píng)估,主要通過(guò)補(bǔ)償年限的取值。4)發(fā)展前景的比較。從目前的保溫市場(chǎng)來(lái)看,不管是自保溫體系或是外保溫體系,通過(guò)保溫材料的選擇或厚度的調(diào)整,都能滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。但考慮到將來(lái)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的提高,即節(jié)能65%的目標(biāo),進(jìn)而更高的,如節(jié)能80%的目標(biāo),自保溫墻體體系則能很好地與已有的外保溫、內(nèi)保溫體系相結(jié)合,能方便實(shí)現(xiàn)節(jié)能65%的遠(yuǎn)期目標(biāo)和更高的節(jié)能要求。而對(duì)于采用外保溫體系的系統(tǒng)而言,簡(jiǎn)單地增加保溫材料的厚度在節(jié)能效果上也許可能達(dá)到,但不夠經(jīng)濟(jì),同時(shí)又給建筑帶來(lái)了額外的麻煩;而研發(fā)新的、保溫性能更好的保溫材料所需的時(shí)間又長(zhǎng),很難跟上瞬息萬(wàn)變的市場(chǎng)需求。

4 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)日益突出的能源危機(jī)和節(jié)能減排的倡議,本文對(duì)建筑墻體的節(jié)能問(wèn)題進(jìn)行了一個(gè)系統(tǒng)的分析研究。在對(duì)國(guó)內(nèi)外墻體保溫節(jié)能體系的現(xiàn)狀進(jìn)行了回顧和總結(jié)的基礎(chǔ)上,著重提出了墻體節(jié)能減排的評(píng)價(jià)措施和方法,為該領(lǐng)域管理部門的工作人員和其他相關(guān)專業(yè)人士的決策提供一些有益的指導(dǎo)。

[1]付祥釗.夏熱冬冷地區(qū)建筑節(jié)能技術(shù)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2002.

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[3]古小英,沈 峻.住宅建筑外墻外保溫技術(shù)現(xiàn)狀與前景展望[J].住宅科技,2005(6)：28-30.

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[5]周 杰.輕集料混凝土的研究與應(yīng)用現(xiàn)狀分析[J].山西建筑,2006,32(13)：137-138.