住宅外墙的保温节能技术

2012-05-26QianFeng

住宅科技 2012年3期

■ 钱锋 Qian Feng

0 引言

我国是一个能源消费大国，长期以来实施粗放式的经济发展模式，导致能源消耗巨大，全年能源消耗仅次于美国，总量居世界第二位，而建筑能耗占到总能耗的30%～40%左右。但当前我国正处在城市化快速发展时期，城市建设日益增长，建筑用能方面缺口很大，仅靠单方面加强能源方面的投入和基础设施建设，无法满足快速增长的社会发展需求和减缓能源供给的紧缺局面，因而建筑节能就成为有效缓解能源危机的措施之一，其节能意义重大，刻不容缓。

所谓建筑节能，顾名思义是针对建筑使用过程中所采取的节能行为，建筑节能主要包括四个方面的内容，即节能与新能源开发利用技术、节能与地下空间开发利用技术、节材与材料资源合理利用技术和节水与水资源开发利用技术。在节能与新能源开发利用技术范围内，大体上又包括建筑物围护结构保温隔热技术与新型节能建筑体系、供热采暖与空调制冷节能技术、可再生能源与新能源应用技术和城市与建筑绿色照明技术等方面的内容[1]。

本文主要探讨住宅建筑墙体保温隔热技术在建筑节能中的应用。以我国北方采暖居住建筑为例，围护结构热损失占77%，其中外墙25%，外窗24%，楼梯间11%，屋面9%，阳台3%，户门3%，地面2%，门窗空气渗透23%。由此可见，住宅外墙的热损耗占到了整个围护结构热损耗的1/3，因此，通过改善住宅建筑墙体的热工性能，减少热（冷）损耗，降低采暖空调系统能耗，是达到建筑节能目的的重要途径之一。

1 住宅外墙节能保温的概况

近年来，国家相继出台了住宅墙体保温节能的技术政策及节能标准，外墙保温施工技术在我国建筑上的运用也越来越广泛，其工艺水平也得到长足的发展，涌现了多种采用不同材料、不同做法的外墙保温技术。但我国目前的建筑保温水平仍远远低于发达国家，建筑单位面积能耗是气候相似的发达国家的3～5倍。在我国，目前的外墙保温工程中，面层开裂、空鼓问题较为严重，防裂、防发泡是墙体保温体系要解决的关键技术。因为如果墙体保温层保护层开裂、空鼓问题，墙体保温性能就会发生很大改变，不仅满足不了设计的节能要求，甚至危及建筑的安全[2]。因此，在建筑工程实践中，动态、全面、系统地研究外墙保温的各种技术仍具有至关重要的现实意义。

2 外保温墙体的构造

目前国内的住宅建筑结构体系主要包括砖混结构、框架结构、框剪结构、剪力墙结构。从中可以看出，建筑的主要外维护结构体分为钢筋混凝土墙体和砌块墙体两种。在建筑外墙外保温设计中，最主要的是要考虑如何将外墙保温材料与建筑的围护结构有效地合为一体，共同抵御外界环境的干扰。

外墙保温墙体由内至外构造顺序是：内墙粉刷、建筑围护墙体、外保温材料、找平粉刷层、外墙饰面。另外，外墙体的每一构造层都将对整体外墙热导率产生影响，但影响程度最大的是外保温材料和建筑墙体。在住宅建筑节能设计中行之有效的方法就是降低外围护墙体和外保温材料的热导率，从而使建筑降低能耗，达到节能的目的。这种低热导率建筑外围护墙体是一种节能墙体，而且具有自保温的性能。因此，墙体外保温系统是自保温墙体与外保温材料的有机组合。

3 常用的外保温体系

3.1 外墙自保温体系

外墙自保温体系是指以单一墙体材料即能满足现有节能要求的外保温体系，保温材料也就是墙体材料本身，将二者合为一体，这种保温体系多应用于非承重墙体。

目前，我国应用较多的自保温墙体材料有以下几种：加气混凝土砌块、烧结多孔砖混凝土、多孔砖、复合墙板等。这几种材料都具有密度小的特点，通常只有普通实心黏土砖的1/4左右，保温隔热性能、耐火性好，且施工技术成熟简单，但这种材料也有弊端，保温节能效果不强，很难完成65%节能目标。因此建议与别的保温体系复合应用[3]。

3.1.1 外墙自保温体系优点

（1）最大优点是将围护和保温合二为一，无需另外附加保温隔热材料，在满足围护要求的同时又满足保温节能要求。

（2）施工方便，效率高，在墙体围护的同时，完成保温施工，缩减工程量，提高工程效率。

3.1.2 外墙自保温体系缺点

（1）现有的保温砌块价格较高，造价高。

（2）虽然墙体作为保温处理，但墙体的梁柱仍是热桥，热桥问题没有得到根本解决，从而降低了墙体保温性能。

3.2 外墙内保温体系

我国于20世纪80年代初期开始研究外墙保温技术，但受制于材料、技术理念等因素的影响，早期的研究方面主要集中于外墙内保温体系。这种外墙内保温体系把保温材料设在墙体的内侧。其所用材料主要有聚苯乙烯板、水泥膨胀珍珠岩板、充气石膏板、保温砂浆等，目前最常用做法是内抹保温砂浆和贴预制保温板（图1、2）。

3.2.1 外墙内保温体系优点

（1）保温材料取材方便，费用较低。内保温对饰面和保温材料的防水、耐久性等技术指标的要求不高，取材方便。

（2）内保温施工方便，效率高。墙体内保温的保温结构一般为干作业施工，又在一个层高范围内进行，施工进度快，生产效率较高。

（3）保温材料置于墙体内侧，受外部环境影响小，避免了保温材料受外部环境影响容易老化变形的问题，保温材料耐久性得到保障。

（4）内保温外墙装饰自由度大，对装饰工程影响较小。

3.2.2 外墙内保温体系缺点

（1）内保温层增加了墙体厚度，减少了室内使用空间。

（2）热桥问题未能解决，圈梁、构造柱、楼板会形成热桥，热损失较大。

（3）内保温层容易被用户室内活动（二次装修）破坏。

（4）对内保温体系墙体进行节能改造时，居民的日常生活影响较大。

这种保温墙体体系施工难度不大，价格也便宜，但由于容易产生热桥问题，对构造柱、楼板、隔墙等周边部位不能保温，并且内保温占用建筑使用面积，居民进行二次装修容易破坏保温层，影响保温层的使用寿命，所以这种保温体系现在已经很少采用。

3.3 夹芯复合保温体系

夹芯保温复合体系是由内页墙、保温层、外页墙三层构成。外墙夹芯保温又可以分为填充式夹芯保温和发泡式夹芯保温两种。两种方式都是在外墙体内、外页墙之间设置保温层。区别在于发泡式与填充式使用材料不同。

夹芯保温复合外墙选用的保温材料是塑料布密封包装的膨胀珍珠岩保温板、加气混凝土保温扳、聚苯乙烯泡沫塑料板、玻璃棉板等，保温板两侧的内页墙和外页墙，在不承重的前提下可采用砖砌体或混凝土空心砌块砌体。但是这种体系的缺点是在墙体隔热上容易造成保温面积的不足，容易产生热桥现象，施工相对来说较为复杂。

3.3.1 夹芯复合保温体系优点

（1）夹芯保温其保温性能优于内保温技术，保温层设于墙体内部，其保温性能得到最大的利用。

（2）防火性能强。保温材料设置在墙体内部，防火性能优于其它墙体保温做法。

（3）保温材料取材方便，且选择余地大，材料费用较低。

3.3.2 夹芯复合保温体系缺点

（1）热桥问题没有得到解决，墙体的梁柱会形成热桥，削弱墙体保温性能。

（2）保温材料设置在墙体内部，墙体结构的抗震性能容易受到影响。

（3）墙体较厚，减少建筑有效使用面积。

（4）由于保温材料设置在墙体内部施工较为复杂。

3.4 外墙外保温体系

外墙外保温体系就是在基层墙体外面附加保温性能良好的绝热保温材料作保温层或外涂保温砂浆。外墙外保温体系的特点是，它是一种多层复合的外墙保温体系，主要是能够防止潮气侵入内墙。这种系统与其他的覆层产品相比，优点在于可以提供优异的能源利用效率和高得多的设计灵活性和创意性，是集节能、保温、隔音、装饰效果为一体的轻质、环保型非承重性外围护建筑墙体系统[6]。

3.4.1 外墙外保温体系优点

（1）是目前有效的保温形式和降低能源消耗方式。

（2）适用范围广，适用于各种工业与民用建筑，既可用于新建建筑，又可用于旧房改造。

（3）外保温材料可以实行全覆盖，基本消除了热桥效应。

（4）不会影响室内居住面积，同时方便内部装修。

（5）能够改善结构层的工作环境，对结构形成保护，从而延长建筑物的寿命和降低维护费用。

3.4.2 外墙外保温体系缺点

（1）外保温施工难度较大，居住建筑多层和高层建筑较多，高空作业施工难度高。

（2）外保温材料由于裸露在外面，受外部环境影响较大，普遍存在易老化、变形、开裂、发泡现象。

（3）保温层与墙体由于材料的差别伸缩性能不同，受温差影响引起墙体结构发生温度应力变化，保温材料与墙体的变形不一致，容易导致墙体裂开剥落。

3.4.3 发展前景

对于墙体保温结构，外墙外保温技术逐渐成为建筑保温节能形式的主流。目前主要流行的有聚苯板薄抹灰外墙保温、聚苯板现浇混凝土外墙保温、聚氨酯硬泡喷涂外墙外保温系统等几种外保温操作方法。外墙外保温有效地解决了热桥和结露等问题。综上所述，墙体保温体系逐步发展到今天，经过市场检验，最为合理和成熟的是外墙外保温技术，其占有市场的份额最大，市场前景也最宽广，不仅国内，不少国外厂家也在积极开发外墙外保温体系的新产品（图3、4）。

5 结语

住宅墙体保温体系能够改善人们的居住环境，提高居住的舒适度，有效地减少能源消耗，并对人们的生活空间提供良好的保护，是住宅建筑节能开始的第一步。国内经历了近30 年的建筑节能的实践工作，不断总结经验，虽然取得了一些成绩，但现行的各种外墙保温技术都不完善，且我国幅员辽阔，各地气候差异性很大，墙体保温技术应用与发展也有着明显的地域差距，单一技术难以广泛推广，这就需要我们做进一步的技术改善。建立更完善、更经济的墙体节能保温技术体系必将有利于建筑节能工作的开展，有效降低建筑能耗，缓解国家能源紧缺状况，实现低碳节能、国民经济可持续发展的战略。