建筑外墙保温形式选择与优化——以国家电网输电线路防灾技术实验室建设和完善工程为例

文/张保超 长沙市建筑设计院有限责任公司 湖南长沙 410007

1、项目概况

国家电网输电线路防灾技术实验室建设和完善工程（以下简称：防灾技术实验室）由湖南省电力公司投资建设，总用地面积为63549m2，净用地面积为45094.0m2，总建筑面积24667.65m2，于2011年完成设计，2013年建成投入使用，项目位于湖南省长沙市榔梨镇梨阳路以北，东、南面与当地的民居毗邻，并与位于其西北向的长沙县委党校、东北向的梨江中学隔路相望。本项目共包括防灾研究与监测中心、防灾措施研究实验楼与融冰车库、人工气候模拟实验楼（专业公司设计）、传达室、餐厅、宿舍楼等项目。作为一个较大规模的园区，它的建设必然会带来良好的社会及经济效益，投入使用至今，建筑保温及其它综合效益良好。

2、设计原则及目标

按以人为本、节能减排的原则，创造高品质的办公、科研环境，在规划、建筑、景观等方面通过精心设计，努力营造和谐科研区，即人与自然关系和谐、人与社会关系和谐，在人活动范围内采用亲切的尺度及完善的设施，充分体现对人的关怀，实现科研、办公的可持续发展，项目效果见图1、图2。

图2 鸟瞰图

图1 总平面图

3、外墙保温形式

湖南长沙地区建筑外墙保温形式主要有内保温、外保温、自保温、混合保温。下面分别对建筑外墙保温几种形式进行简单介绍，比较各种形式的优缺点，根据实际情况选择、优化适合的保温形式。

3.1 内保温形式

外墙内保温是在外墙内侧直接做砂浆保温层或使用预制保温板材粘贴、拼接、抹面，以达到节能保温的目的。

优点：内保温技术简单、方便施工，对建筑物外墙平整度要求低，具有造价相对较低、施工进度快等优点,也是湖南地区居住及一般公共建筑外墙普遍采用的形式。

缺点：内保温存在结构热桥容易导致局部结露，造成墙面受潮发霉、开裂。由于外墙没做外保温，受到室外温差昼夜变化幅度较大的影响，具有明的显热胀冷缩，在这种应力反复变化作用下，内保温系统处于不很稳定的状态，容易发生空鼓、开裂。

3.2 外保温形式

外保温是在外墙外侧做保温的技术，由保护层、保温层、固定材料组成，它可以减弱热桥的影响，保护外墙体不受较大温度变形应力，是目前广泛应用的保温形式，是国家大力提倡的保温做法。鉴于此防灾技术实验室最初施工图设计也是采用外墙外保温形式。

优点：与内保温比较，外保温具有的优势如下：

（1）范围适用广。外保温不但用于新建工程，而且用于旧房改造。在几乎不影响室内正常生活和活动的情况下，就能进行施工。

（2）主体结构被保护，建筑物寿命延长。采用外保温形式时，由于建筑物围护结构外侧设置了保温层，缓冲了结构因温度变化而变形产生的应力，避免了外界气候条件恶劣对结构的破坏，使墙体产生变形、裂缝和破损的可能性减少，建筑物寿命延长。

（3）可以有效减弱热桥的影响。外保温既可以避免热桥部位结露的产生，又可以避免热桥形成的热损失。

（4）有效防止墙体潮湿，进一步增强保温性能。由于渗透性较高的墙体材料处于保温层的内侧，一般不会出现冷凝现象。通过提高结构层整个墙身的温度以及干燥程度，进一步改善墙体的保温性能。

（5）有利于保持室温稳定。墙体外保温由于蓄热能力较大的结构层在保温层内侧，当室内受到不稳定热作用时，结构墙体层能够释放或吸收热量，有利于室温保持稳定。

缺点：

（1）对保温体系要求较严。外保温隔热体系置于外侧，受到各种外界因素的影响，对外保温体系提出的要求非常高。

（2）较大的施工难度。繁多的施工流程工序，要求严格，五级风以上、温差5℃以下及雨天都不能施工，要求较高的施工技术。

（3）造价高。外保温体系材料要求具有匹配性相容性的配套专用产品如界面剂、保温材料、玻纤网、抗裂砂浆、耐水腻子等性能较高的合格产品。

3.3 内外混合保温形式

内外混合保温是指在外保温施工不便的部位采用内保温，内保温施工方便的部位采用外保温，。

优点：从施工操作上看内外混合保温，速度能够有效提高，对外墙内保温形式不能保护到的热桥进行了保护，使建筑外墙处于保护之中。

缺点：内保温作法使墙体主要受室外温度影响，外保温作法使墙体主要受室温影响，产生的温差变形较大；因而产生较大的温差变形，容易使不同部位的外墙产生不同速度和尺寸的变形，结构处于不稳定状态，长期温差应力容易引起结构变形、产生裂缝，减少建筑物的寿命。

3.4 自保温形式

自保温是指，使用具有节能保温的功能的墙体材料，通过选择合适的墙体厚度和保温材料即可达到保温节能的目的，自保温常见的材料有：页岩烧结空心砌块、蒸汽加压混凝土、泡沫混凝土砌块、陶粒自保温砌块等。

优点：自保温体系的优点是将保温隔热功能与围护结构相结合，无需使用其他保温材料，就能满足建筑的保温节能，同时自保温体系构造简单、技术成熟、省工省料，与其他保温形式相比，无论从技术复杂程度上还是价格上都有明显的优势，建筑全寿命周期内成本较低。

缺点：虽然自保温形式具有很多优势，但就像其它的新技术一样，在其广泛应用阶段之前都会有一些细节问题，如自保温形式的设计标准、施工规范以及新型材料的研发和改进。

4、外墙保温形式选择与优化

防灾技术实验室开始施工图设计时，建设单位指定选择外保温形式，外墙材料为200mm烧结多孔砖，保温材料根据2011年长沙地区节能材料备案种类选择了无机轻集料保温砂浆；经过计算，保温层厚度为50mm，外墙装饰层为真石漆，在项目进行外墙保温层施工时，建设单位考虑到现阶段施工水平以及本项目的影响，要求保温层减薄，于是建议建设单位外墙材料改为加气混凝土砌块，经计算，外墙外保温厚度为20mm,是一个非常容易实现及合适的厚度，但考虑到长沙地区的气候条件、加气混凝土砌块防渗性不理想的情况下，建设单位坚持外墙材料使用烧结多孔砖，根据这种情况综合考虑，在外墙内外混合保温技术的基础上进行了优化升级，综合考虑，采取了“外墙内外保温”形式，即同时按外墙内保温技术做内保温和外墙外保温技术做外墙外保温，具体做法详见图3 外墙内外保温构造图，经过计算调整，达到了良好的综合效果，得到审图单位及节能备案单位的认可与支持。

总结：

“外墙内外保温”是外墙保温形式选择与优化的一次有益尝试，并取得良好的效果，建筑节能已成为建筑发展的必然趋势，对于各类外墙保温形式中的一些问题仍需不断优化与完善，要根据项目实际情况、气候条件以及当地保温材料备案情况综合考虑，选择合适的外墙保温形式，并在现有形式的基础上根据实际需要优化创新，以取得优良的综合效益，才能不断为外墙保温提供更多选择形式，为应用提供新的技术支持，才能促进建筑外墙保温朝更优的方向持续发展。