韓強(qiáng)疇

（廣東省建筑設(shè)計(jì)研究院　廣東　廣州　510010）

建筑節(jié)能
——建筑墻體的保溫設(shè)計(jì)

韓強(qiáng)疇

（廣東省建筑設(shè)計(jì)研究院廣東廣州510010）

本文簡(jiǎn)要介紹當(dāng)前我國(guó)建筑節(jié)能現(xiàn)狀，分析建筑外墻保溫節(jié)能的重要性；根據(jù)我國(guó)建筑保溫節(jié)能的政策要求，得出了外墻節(jié)能在建筑節(jié)能中占重要地位的結(jié)論，并重點(diǎn)探討了常用的外墻保溫技術(shù)及節(jié)能材料選用和案例分析。

建筑節(jié)能；外墻內(nèi)外保溫；外墻保溫措施及對(duì)比；案例分析

隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步與科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)在人們?cè)絹?lái)越關(guān)心我們賴以生存的地球，世界上大多數(shù)國(guó)家也已經(jīng)意識(shí)到了環(huán)境對(duì)我們?nèi)祟惏l(fā)展的重要性。要改善我們的環(huán)境問(wèn)題最為重要的就是能源問(wèn)題，要從根本上解決能源問(wèn)題，除尋找新的能源外，節(jié)能是目前最直接有效的重要措施。

建筑能耗是指建筑物在使用過(guò)程中所消耗的能量，包括用于空調(diào)、采暖、照明、熱水供應(yīng)、電氣、炊事等方面的能耗。我國(guó)建筑能耗目前已經(jīng)超過(guò)一次能源消費(fèi)總量的1/4，達(dá)到27%左右，是世界同緯度國(guó)家的3倍。建筑節(jié)能是在確保室內(nèi)熱舒適環(huán)境的前提下，提高采暖、通風(fēng)、空調(diào)、照明、炊事、家用電器和熱水供應(yīng)等的能源利用效率。以氣象為主的外部環(huán)境、建筑本體及設(shè)備和室內(nèi)條件是建筑節(jié)能的三大影響因素。其中建筑的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱設(shè)計(jì)可以在很大程度上減少建筑的能耗。

1　建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)組成部件

建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)組成部件（屋頂、墻、地基、隔熱材料、密封材料、門和窗、遮陽(yáng)設(shè)施）的設(shè)計(jì)對(duì)建筑能耗、環(huán)境性能、室內(nèi)空氣質(zhì)量與用戶所處的視覺(jué)和熱舒適環(huán)境有根本的影響。一般增大圍護(hù)結(jié)構(gòu)的費(fèi)用僅為總投資的3～6%，而節(jié)能卻可達(dá)20～40%。通過(guò)改善建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能，在夏季可減少室外熱量傳入室內(nèi)，在冬季可減少室內(nèi)熱量的流失，使建筑熱環(huán)境得以改善，從而減少建筑冷、熱消耗。①提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)各組成部件的熱工性能，一般通過(guò)改變其組成材料的熱工性能實(shí)行；②根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂?、建筑的地理位置和朝向，以建筑能耗軟件DOE-2.0的計(jì)算結(jié)果為指導(dǎo)，選擇圍護(hù)結(jié)構(gòu)組合優(yōu)化設(shè)計(jì)方法；④評(píng)估圍護(hù)結(jié)構(gòu)各部件與組合的技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性，以確定技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理的圍護(hù)結(jié)構(gòu)。

2　外墻外保溫的構(gòu)造做法（如圖1～2）

外墻外保溫的構(gòu)造做法為：基層、保溫層固定、保溫層、面層。對(duì)于保溫層我們多用EPS板作為保溫材料。EPS板集節(jié)能、保溫、防水、和裝飾功能為一體，采用阻燃、自熄型聚苯乙烯泡沫塑料板材，外用專用抹面膠漿與基層墻體粘貼，輔以錨栓固定。當(dāng)建筑物高度不超過(guò)20m時(shí)，也可以采用單一粘接固定方式。聚苯板防護(hù)層嵌埋有耐堿玻璃纖維網(wǎng)格增強(qiáng)的聚合物抗裂砂漿，屬薄抹灰面層，防護(hù)層厚度普通型為3～5mm，加強(qiáng)型為5～7mm，飾面為涂料。薄抹灰外保溫墻體從內(nèi)到外的構(gòu)造順序?yàn)椋夯鶎訅w、粘結(jié)層、保溫層、薄抹灰增強(qiáng)防護(hù)層、飾面層。薄抹灰外保溫墻體的粘結(jié)劑有液體膠黏劑和干粉料兩種產(chǎn)品形式，干粉料在施工現(xiàn)場(chǎng)需要按使用說(shuō)明加入一定比例的水泥。聚苯板的密度在18～22kg/m3，常用厚度有30mm、35mm、40mm三種；擠塑聚苯板的密度在25～32kg/m3，在出廠前必須在自然條件下陳化42d。一般情況下錨栓包括塑料釘或具有防腐性能的金屬螺釘和帶圓盤的塑料膨脹套管兩部分。有效的錨固深度應(yīng)大于25mm，塑料圓盤的直徑應(yīng)大于50mm。抗裂砂漿由聚合物乳液和外加劑制成的抗裂劑，水泥和砂按一定比例制成的能滿足一定變形而保持不開(kāi)裂的砂漿。耐堿網(wǎng)格布是在玻璃纖維網(wǎng)格布上，表面涂覆耐堿防水涂料，埋入抹灰膠漿中，形成薄抹灰增強(qiáng)防護(hù)層，提高了防護(hù)層強(qiáng)度。

圖1　膠粉聚苯顆粒外墻保溫體系（涂料飾面）

圖2　膠粉聚苯顆粒保溫面磚飾面系統(tǒng)

外墻外保溫工程必須承受風(fēng)荷載不受破壞；能長(zhǎng)期承受自重而不產(chǎn)生有害變；要適應(yīng)基層的正常變形而不產(chǎn)生裂縫或空鼓；可以耐受室外氣候的長(zhǎng)期反復(fù)作用而不產(chǎn)生破壞；同時(shí)使用年限不應(yīng)小于25年。在罕遇地震破壞時(shí)不應(yīng)從基層上脫落；高層建筑應(yīng)采用防水構(gòu)造措施，應(yīng)具有防水滲透性能，應(yīng)具有防生物侵害性能；外墻涂料必須與薄抹灰外保溫系統(tǒng)相兼容，其性能指標(biāo)應(yīng)符合外墻建筑涂料的相關(guān)要求。

3　節(jié)能建筑的外墻保溫措施

建筑中常使用的外墻保溫主要有內(nèi)保溫、外保溫、內(nèi)外混合保溫等方法，然而，在不同的保溫方法施工過(guò)程中，也出現(xiàn)了各種各樣的質(zhì)量問(wèn)題。

3.1外墻內(nèi)保溫

圖3　外墻內(nèi)保溫

外墻內(nèi)保溫是在外墻的內(nèi)側(cè)覆蓋苯板、保溫砂漿等保溫材料，從而使建筑達(dá)到保溫節(jié)能作用的施工方法。該施工方法具有施工方便，對(duì)建筑外墻垂直度要求不高，施工進(jìn)度快等優(yōu)點(diǎn)。外墻內(nèi)保溫的缺陷是：結(jié)構(gòu)冷（熱）橋的存在使局部溫差過(guò)大導(dǎo)致產(chǎn)生結(jié)露現(xiàn)象。由于內(nèi)保溫保護(hù)的位置僅僅在建筑的內(nèi)墻及梁內(nèi)側(cè)，內(nèi)墻及板對(duì)應(yīng)的外墻部分得不到保溫材料的保護(hù)，冬天室內(nèi)的墻體溫度與室內(nèi)墻角（保溫墻體與不保溫板交角處）溫度差約在10℃左右，與室內(nèi)的溫度差可達(dá)到15℃以上，一旦室內(nèi)的濕度條件適合，在此處即可形成結(jié)露現(xiàn)象。而結(jié)露水的浸漬或凍融極易造成保溫隔熱墻面發(fā)霉、開(kāi)裂。

3.2內(nèi)外混合保溫

內(nèi)外混合保溫是指在外保溫施工操作方便的部位采用外保溫，外保溫施工操作不方便的部位做內(nèi)保溫，從而對(duì)建筑物進(jìn)行保溫的一種施工方法。從施工操作上看，混合保溫可以提高施工速度，對(duì)外墻內(nèi)保溫不能保護(hù)到的內(nèi)墻、板同外墻交接處的冷（熱）橋部分進(jìn)行有效的保護(hù)。然而，局部外保溫、局部?jī)?nèi)保溫混合使用的保溫方式，使整個(gè)建筑物外墻主體的不同部位產(chǎn)生不同的形變速度和形變尺寸，建筑結(jié)構(gòu)出于不穩(wěn)定的環(huán)境中，常年溫差結(jié)構(gòu)形變產(chǎn)生裂縫，從而縮短整個(gè)建筑的壽命。

3.3外墻外保溫

外墻外保溫是將保溫隔熱體系置于外墻外側(cè)，使建筑達(dá)到保溫的施工方法，這也是目前建筑工程中最可行的外墻保溫方法。由于外保溫是將保溫隔熱體系置于外墻外側(cè)，從而使主體結(jié)構(gòu)所受溫差作用大幅度下降，溫度變形減小，對(duì)結(jié)構(gòu)墻體起到保護(hù)作用并可有效阻斷冷（熱）橋，有利于結(jié)構(gòu)壽命的延長(zhǎng)。從有利于結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性方面來(lái)說(shuō)，外保溫隔熱具有明顯的優(yōu)勢(shì)，在可選擇的情況下應(yīng)首選外保溫隔熱。

4　外墻內(nèi)外保溫構(gòu)造做法的對(duì)比

外墻內(nèi)保溫的結(jié)構(gòu)構(gòu)造與外保溫順序相反，內(nèi)保溫和外保溫不同的建筑構(gòu)造造成了兩大保溫構(gòu)造方式的不同，在熱穩(wěn)定方面：外保溫構(gòu)造的建筑室內(nèi)表面溫度波動(dòng)小、熱穩(wěn)定性好，適用于長(zhǎng)期使用的建筑，如居民住宅、醫(yī)院等。內(nèi)保溫構(gòu)造的建筑室內(nèi)表面溫度波動(dòng)較大，適用于短時(shí)間使用的房間，如影劇院的觀眾廳、體育館等，內(nèi)保溫構(gòu)造的做法可以使室內(nèi)溫度較為迅速的上升，減少建筑的能耗。在熱橋問(wèn)題上，外保溫構(gòu)造的做法因?yàn)楸貙幼鲈诨鶎拥膲w的外側(cè)，可以在一定程度上減少熱橋的熱損失，而內(nèi)保溫做法因?yàn)楸貙幼鲈诹嘶鶎訅w的內(nèi)側(cè)，無(wú)法加強(qiáng)內(nèi)外墻連接處及外墻與樓板連接處的熱橋保溫，會(huì)導(dǎo)致熱橋部分的熱損失較為嚴(yán)重。

在對(duì)承重結(jié)構(gòu)的保護(hù)方面：外保溫構(gòu)造的保溫層做在了基層墻體的外側(cè)，充當(dāng)了墻體的保護(hù)層，可避免承重結(jié)構(gòu)直接受到室外溫度的劇烈波動(dòng)，從而提高了建筑外墻的耐久性。而內(nèi)保溫做法的保溫層因?yàn)樽鲈诹藟w內(nèi)側(cè)，建筑外墻直接裸露在空氣中，直接受到室外溫度劇烈波動(dòng)的影響，較之外保溫構(gòu)造外墻體耐久度較低。

防止保溫材料冷凝方面：外保溫構(gòu)造的基層墻體在內(nèi)，采用的是密實(shí)型材料水蒸氣難以進(jìn)入，如有微量的水蒸氣進(jìn)入，由于在外的保溫材料為疏松型材料，水蒸氣極易蒸發(fā)出去，不會(huì)停留在保溫層內(nèi)，可以防止保溫材料由于蒸汽的滲透積累而受潮。內(nèi)保溫構(gòu)造與之相反，由于疏松型的保溫材料在內(nèi)，水蒸氣極易蒸發(fā)跑到保溫層內(nèi)，外側(cè)密實(shí)型的基層墻體材料又不易將水蒸氣及時(shí)蒸發(fā)出去，在冬季水蒸氣容易在保溫層內(nèi)冷凝，使保溫層受潮，從而破壞了保溫材料的保溫性能。

在舊房改造方面：外保溫構(gòu)造在改造的施工中可不影響房間的使用，同時(shí)也不會(huì)占用室內(nèi)建筑面積，但是外保溫的施工技術(shù)要求相對(duì)較高。

在飾面處理上：外保溫構(gòu)造對(duì)外表面的保護(hù)層要求較高，內(nèi)保溫和中間保溫在飾面處理上則較為簡(jiǎn)單，但是內(nèi)保溫會(huì)對(duì)二次裝修產(chǎn)生一定的影響。

由此可見(jiàn)，外保溫的做法可以降低主要結(jié)構(gòu)所受熱應(yīng)力作用，有效保護(hù)主體結(jié)構(gòu)，提高結(jié)構(gòu)的耐久性；有利于結(jié)構(gòu)房屋的熱穩(wěn)定性；可以防止圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)露現(xiàn)象的產(chǎn)生；可以減小熱橋部分的熱損失并防止內(nèi)表面結(jié)露；有利于對(duì)既有建筑的節(jié)能改造；同時(shí)可以節(jié)省保溫材料，降低建筑造價(jià)。但是外保溫構(gòu)造的做法對(duì)保溫材料的要求比較高，保溫材料不可以受到雨水的沖刷和大氣的污染。由于外保溫構(gòu)造的保溫層在外，容易受到室外氣候的影響吸濕受潮。而且外保溫做法的構(gòu)造較為復(fù)雜，對(duì)施工的要求比較高，外墻因?yàn)榧夹g(shù)要求裝修材料受到限制，使用涂料粉飾外墻要優(yōu)于使用面磚裝飾。

外墻外保溫做法實(shí)例如圖4。

圖4　

5　案例分析（如圖5）

德國(guó)的建筑水平堪稱歐洲生態(tài)建筑的領(lǐng)導(dǎo)者，他們從建筑設(shè)計(jì)規(guī)劃，到工程技術(shù)、材料應(yīng)用技術(shù)等多方面關(guān)注建筑減耗。從外墻保溫、先進(jìn)的門窗系統(tǒng)到采暖和制冷方式的不斷改進(jìn)和創(chuàng)新，系統(tǒng)地做到了建筑減耗。

圖5　中鷹黑森林的建筑節(jié)能外墻外保溫方案

鷹黑森林全面引進(jìn)外圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫隔熱系統(tǒng)，外墻采用10cm巖棉作為保溫層，相當(dāng)于傳統(tǒng)住宅（3cmEPS）的4倍，有效做到外墻外保溫及不可燃。同時(shí)采用先進(jìn)的旭格門窗配以Low-E玻璃，阻擋能耗流失同時(shí)又有效阻隔了紫外線。同時(shí)，在窗戶外邊更加選了外卷簾系統(tǒng)，雙重阻擋的窗戶既防止了能耗流失同時(shí)又起到防盜、防塵等作用。

在采暖和制冷方式上，采用毛細(xì)管網(wǎng)平面輻射系統(tǒng)——引領(lǐng)未來(lái)建筑采暖制冷的主流方式。毛細(xì)管網(wǎng)平面輻射可以說(shuō)是一種隱形空調(diào)，它是模擬葉脈和人體毛細(xì)血管機(jī)制，由毛細(xì)管和供回水主干管構(gòu)成管網(wǎng)。方便地安裝在頂棚、地面或墻面上，通過(guò)水作為介質(zhì)，均勻地向室內(nèi)輻射以達(dá)到調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度。

除了節(jié)能環(huán)保以外，中鷹黑森林更是本著以人為本的精神，為達(dá)到室內(nèi)環(huán)境的舒適度對(duì)毛細(xì)管系統(tǒng)配以置換式新風(fēng)系統(tǒng)，使室內(nèi)空氣不斷地有新鮮的氧氣、保持最適宜的濕度。

6　結(jié)語(yǔ)

房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)商作為人居環(huán)境的建設(shè)者，建房不僅僅建一件商品，更是建筑一份對(duì)地球、對(duì)資源的尊重。首先要本著節(jié)能減排、生態(tài)環(huán)保的規(guī)劃建設(shè)理念，采用可持續(xù)的節(jié)能技術(shù)，為消費(fèi)者營(yíng)造生態(tài)、綠色建筑；而購(gòu)房者在購(gòu)房選擇的同時(shí)，也是一種支持環(huán)保節(jié)能行為的體現(xiàn)。

[1]王力雄.建筑節(jié)能.天津大學(xué)出版社，2004，5.

[2]劉加平.建筑物理.中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2009，8.

[3]馬保國(guó).外墻外保溫技術(shù).化學(xué)工業(yè)出版社，2008，1.

TU761.1+2

A

1673-0038（2015）19-0017-03

2015-4-23