建筑节能与外墙保温
2009-07-31覃选军
摘要:文章对建筑节能中的墙体保温作了较为详尽的分析,阐述了当前三种外墙保温体系在夏热冬冷地区的应用,提出了外墙保温内外兼施的新思路。建筑节能是大势所趋,是创建节约型社会的重要组成部分,目前这项工作尚处于起步阶段,必须从实际出发,以人为本,注重实效,不断开发改进和完善现有的产品和措施,努力实现适用性、安全性、经济性和耐用性的和谐统一,从而推动建筑节能健康发展。
关键词:建筑节能;内保温;自保温外保温;外墙保温;保温材料
中图分类号:TU111文献标识码:A文章编号:1009-2374(2009)11-0093-02
近年来,国家和各级地方政府相继出台了一系列建筑节能政策,2008年5月18日新疆省建设厅、新疆省发展和改革委员会、新疆省经济贸易委员会、新疆省财政厅联合下发了《关于贯彻实施新疆省居住建筑节能设计标准)并进一步做好我省建筑节能工作的通知》,要求进一步落实并推进我省建筑节能工作,提高和改善人民的居住环境质量,全面实现建筑节能50%的战略目标。
一、建筑节能
所谓建筑节能,在发达国家最初为减少建筑中能量的散失,现在则普遍称为“提高建筑中的能源利用率”,即在保证提高建筑舒适性的条件下,合理使用能源,不断提高能源利用效率。我国近期建筑节能的重点是建筑采暖、空调节能。包括建筑围护结构节能、采暖、空调设备效率提高和可再生能源利用等等。从建筑现场施工的角度看,影响较为明显的是墙体、屋面隔热保温技术及产品。
现阶段我省的“节能住宅”是指满足行业标准《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》要求的住宅。经过提高建筑围护结构的热工性能,同时提高采暖、空调能源利用效率,使“节能住宅”的耗能比普通住宅降低50%。其中围护结构和采暖、空调的贡献率各约占25%,而围护结构的贡献率中有一半是靠外门窗。因此,建筑节能更应从早从实做起,从容易入手的门窗玻璃和节能空调抓起,同时进一步完善相对较为成熟的屋顶保温、架空层保温以及遮阳系统,花大气力研究真正适合本地区的墙体保温系统,从而真正做到建筑节能与建筑安全的和谐统一。
二、墙体保温
墙体保温系统技术重点是外墙保温。外墙保温可分为外墙自保温、外墙内保温和外墙外保温三大类。
(一)外墙内保温
外墙内保温系统即保温材料置于外墙内侧,一般采用聚合物保温砂浆,石膏保温砂浆等,这个技术相对比较成熟。由于其具有施工简便,易于操作,受气候影响小,尤其是外墙面的自由度大,因此受到业主单位的欢迎,到目前为止较为常用。虽然外墙内保温技术运用广泛也较成熟,但外墙内保温的保温层构造位置使得建筑物外墙与内墙分别处于两个不同的温度环境。内墙及楼板处于室内的温度环境,如长年使住宅温度夏季控制26℃~28℃。冬季控制16℃~18℃,则其年温差的变化在100℃左右,而围护外墙处于室外的温度环境,其年温差的变化在50℃左右。一般来说,环境温度每变化10℃会引起墙体万分之一的混凝土材料涨缩,加之内保温层厚较大,这样使得这类建筑容易产生饰面层裂缝且占用室内的使用空间。因此单纯的外墙内保温对建筑物本身的使用寿命并不有利,但对外墙饰面自由选择较为有利,能满足一般性的建筑节能要求。
(二)外墙自保温
外墙自保温系统是墙体自身的材料具有节能阻热的功能,当前使用较多的加气混凝土砌块,尤其是砂加气混凝土砌块,这些砌块里面有许多判闭小孔,保温性能良好,其中较为典型的是伊通自保温系统,它利用伊通块或伊通板直接作为建筑物的外墙、内墙、屋面,从而达到保温节能标准。其优点是将围护和保温合二为一,无须另外附加保温隔热材料,在满足建筑要求的同时又满足保温节能要求。
尽管外墙自保温优势明显,但推广难度仍然不少。首先是由于自保温材料强度比较低,抗力性不很理想,时间长容易产生墙体开裂现象。即使用在一般框架结构的建筑上,由于框架的变形能力强,而填充墙变形能力低。两者的控制变形标准难以取得一致,若增设过多的构造柱和水平抗裂带会增加冷热桥处理的难度。而对于大量高层建筑,随着剪力墙结构的大量使用,填充墙所占比例不高,外墙自保温系统受到限制。
(三)外墙外保温
外墙外保温系统即保温材料处于外墙的外侧,由于其具有优良的保温节能效果,消除了结构性冷热桥,保护了主体结构。且不占室内使用空间,因而具备了综合经济效益高等优点并被建筑部广泛推广。客观地说从理论上分析外墙外保温的确是非常合理的,但实际操作却并非易事,尤其在施工的可操作性及产品的耐候性和安全性等方面。
目前国内做得比较多的外墙外保温系统主要有两大类。
第一类是现场批抹喷的保温材料。第一种是聚苯颗粒保温砂浆,以北京振利为代表。其《外墙外保温施工技术规程》(胶粉聚苯颗粒浆料玻纤网格布抗裂砂浆做法)DBJ/T01-50-2002已于2002年6月1日起由北京市建筑委员会批准执行。它从理论上解决了外墙外保温的三大技术理念,即外保温优于内保温的技术理念,逐层渐变,柔性释放压力的技术路线和外保温无空腔的构造设计,饰面以涂料为宜。
针对市场的现实与潜在需求,北京振利对建筑工程外墙外保温粘贴面砖技术作了一定的实践与探索,提出饰面砖外保温技术的保护层应满足的要求即一要保证现基层结构整体的连接;二要形成相对独立的整体构造,不应有空腔;三要采用镀锌四角网使结构增强;四要保持各层碱性环境,钢筋应具有一定耐腐蚀能力。尽管如此,在北方地区适用的产品对于新疆这样的夏热冬冷地区未必能完全适用,尤其是要经受梅雨和台风的考验。加之高层建筑往往外墙是钢筋混凝土墙,要达到规定的节能要求聚苯颗粒保温砂浆厚度就要达到45mm,实际施工难度大且胶粉料的老化问题是无法抗拒的。随着时间的推移附着力必然大大减弱,对使用安全构成威胁。
第二种是直接在墙体上喷聚氨酯硬泡保温材料。其保温性能非常优越,但是施工中对气候要求高,并且存在太阳光直接照射下易老化开裂等现象,另外施工技术要求高,难以大规模推广使用。
第三种是聚合物保温砂浆,其优点是施工简便,与一般抹灰相仿,同时由于其具有较高的黏结强度,无论是用作内保温还是外贴面砖都有一定的优势,笔者曾对宁波荣山公司提供的聚合物保温砂浆作过饰面砖黏结强度试验,发现其有较好黏结能力,在不浸水的状态下黏结强度平均值为0.598MPa,在水中完全浸泡12小时、24小时、48小时、72小时、96小时、120小时、144小时后黏结强度平均值分别为0.478MPa、0.460MPa、0.63MPa、0.456MPa、0.445MPa、0.444MPa、0.441MPa,与之相对应的抗压强度分别达到3.52MPa、3.19MPa、3.25MPa、3.13MPa、3.10MPa、3.12MPa、3.07MPa,因而对外墙饰面自由选择较为有利,但这类砂浆保温性能相对较弱,所需厚度相比前两种略厚。
第二类是预制板材式的保温材料。如发泡聚苯乙烯(EPs)板,挤塑聚苯乙烯(XPs)板,发泡玻璃板等等。
三、外墙保温与建筑节能
经过以上分析,我们可以看到占建筑总节能20%左右的外墙保温问题在一定程度上还存在着一些技术和施工困惑。笔者认为可打破现行单纯的外墙内保温,外墙自保温和外墙外保温三种模式,采用外墙内外保温并举的方式(内外保温材料也可不尽相同),特别是对高层建筑,外墙大都为混凝土墙,如果只在外墙一侧保温势必造成保温层过厚,不利于建筑安全和使用效果。
将原来用于一面的外墙保温材料一分为二(必须是针对内外兼顾的保温材料而言)可较好地消除冷热桥,无论对提高实际保温效果还是提高施工可靠度均有好处,综合成本也不会增加。这对于目前建筑节能中最令开发商头痛的问题应该是一个较好的解决方案,杭州市拱墅区建管中心开发建设的高层建筑就将按上述办法实施。节能型建筑必须做到节能与安全相统一,实现节能的同时延长建筑自身的寿命与维护成本,真正让用户舒心和放心。因此,结构工程师在节能型建筑的设计中也必须发挥重要作用。
四、结语
建筑节能是大势所趋,是创建节约型社会的重要组成部分,目前这项工作尚处于起步阶段,必须从实际出发,以人为本,注重实效,不断开发改进和完善现有的产品和措施,努力实现适用性、安全性、经济性和耐用性的和谐统一,从而推动建筑节能健康发展。
参考文献
[1]外墙外保温施工技术规程(JGJl44-2004,J408-2005)[S].
[2]居住建筑节能设计标准(DB33/10155-2003,J10310-2003)[S].
[3]新疆省建设厅.建筑节能知识.
作者简介:覃选军(1972-),男,新疆兵团农九师绿翔建筑安装总公司工程师。