关于建筑墙体的保温节能技术分析

2020-04-20

技术与市场 2020年4期

(榆林市城市投资经营集团有限公司，陕西榆林 719000)

1 建筑墙体的节能保温性能分析

建筑节能的含义是指在建筑中综合利用和使用能源，有效提高能源的利用效率。研究发现，墙体的保温性能的高低取决于建筑外部的围护结构以及建筑节能措施。其原因，是因为在建筑结构中热量传递的路线是从温度高的一侧向温度较低的一层传递，而建筑墙体的作用是将这个温度传递的过程进行放缓，从而实现了建筑物内部温度的保存。此外，在建筑室内温度低于某一温度值时，室外的温度会向室内传递，从而保持室内温度的基本稳定。

建筑墙体分为内墙面和外墙面两种。外墙面与室外直接接触，室外的温度、湿度等环境变化都会对室内的温度造成一定程度的变化，从而间接影响室内居住的舒适度。因此，在建筑结构设计阶段，需要对建筑的外墙面的保温体系进行重点设计，提高外墙面的保温性能，并加强对外墙面的定期维护保养，对出现的裂缝进行修补。保温材料一般都使用传递热量相对较差的材料，例如泡沫玻璃、膨胀泡沫板、木棉等。因此，在进行建筑物保温性能设计时，需要对建筑物的热量散失速率进行计算，选择适宜的保温材料。此外，保温材料的热存储量的大小除了与材料保温性能有关以外，还与材料的重量有一定的关系，如混凝土材料、砖等材料的热存储量就相对较大。

2 建筑墙体节能材料存在的问题

2.1 防火安全问题

尽管有机类保温材料具有较高的节能保温作用，但是该类型的保温材料的防火性能相对较弱，且大多有机类保温材料为可燃类型，尤其是聚氨酯喷涂保温系统和聚苯板薄抹灰系统，该种类型的保温材料，燃烧速度相对较快，且燃烧产生的烟火中含有较高的有害气体。在使用该类型的保温材料时，存在较大的火灾隐患，且对人体健康具有较大的威胁或伤害。例如近几年，在全国发生几起建筑火灾事故，多数是采用了不满足规范、标准要求的聚氨酯喷涂材料或者聚苯板薄抹灰材料，加上保温板施工工艺不合理，在其遇到明火时会被迅速点燃，从而引起不可估量的经济损失和人员伤亡。

2.2 使用寿命问题

对于有机保温材料，其对于抗老化的能力比无机材料相对较弱，根据工程应用情况可知，其寿命一般仅20年。若保温材料施工工艺或者施工质量不达标，还会影响材料的使用寿命，其寿命可能会更短。而对于建筑结构，其寿命一般约50年。因此，有机类墙体节能材料无法实现与建筑结构保持相同的使用寿命。

2.3 贴瓷质面砖的安全隐患问题

根据工程施工经验可知，有机类保温材料大多是由几种柔性材料组合而成，该种类型的保温材料与墙体结合大多采用粘接的方式，即时采用粘钉固结的方式，其受限于与墙体的抗拉强度。而在保温材料表面粘贴瓷砖，两者硬度存在较大的差异，很难实现二者的结合，加之处理不当，或者遇到恶劣天气时，很可能会造成瓷质面砖发生脱落，严重的可能发生瓷质面砖和保温板整体脱落的现象，该问题需要引起设计人员的注意。

2.4 保温材料的维修保养

根据工程施工经验可知，由于有机类保温材料的使用寿命只有约20年，在有机保温材料达到使用寿命以后，会面临对保温层进行维修的问题。但是会带来一些问题，如现有的维修基金无法满足保温层的维修费用，从而导致无人承担保温层的维修费用，这就导致建筑房屋保温层的维护保养成为搁置的问题，不仅影响居住用户的正常生活，并且脱落的保温材料还会产生建筑垃圾，造成白色污染。

3 建筑墙体节能技术探索

3.1 外墙自保温体系

建筑结构的外墙自保温主要是依靠单一的墙体材料既可以实现建筑保温的需求，而单一的保温材料主要是建筑墙体。根据工程施工经验可知，现阶段，我国主要应用的自保温墙体材料主要涉及下面几种类型：复合墙板、蒸压砖、混凝土多孔砖、烧结多孔砖、混凝土砌块等。自保温材料密度较其他材料小，其密度约为普通实心黏土砖的0.2～0.3，并且其具有较好的耐火性能，保温隔热性能较好。但是外墙自保温系统与65%的节能目标还存在一定的差距，需要与其他的保温材料配合使用。

3.2 外墙内保温体系

在建筑结构的保温类型中，外墙内保温方式主要开始于20世纪80年代初期。该种类型的保温体系主要是将保温材料设置在墙体的内部，一般可以用到的材料主要有岩棉板、聚苯乙烯板、水泥喷张珍珠岩板、保温砂浆和充气石膏板等。而应用相对较多的施工方法是在墙体中内抹保温砂浆和粘贴保温板。该种类型的保温墙体系，其施工便捷，施工成本较低。但是对于结构柱、楼板以及隔墙等结构部位无法采取保温措施，比较容易发生热桥现象，甚至会发生内部水滴现象，从而导致墙体变得潮湿，影响墙体结构的美观性能。同时，采用外墙内保温方式，不仅减小用户的实际使用面积，且在用户进行二次装修的过程中还会造成保温层的破坏，降低保温层的实际使用年限。

图1 外墙内保温结构简图

3.3 夹芯复合保温体系

夹芯保温复合外墙主要是由保温层、内页墙、外页墙等3层组成。根据夹芯复合保温墙的结构形式，可以分为发泡式夹芯保温和填充式外墙夹芯保温两种类型。而填充式外墙夹芯保温墙主要是在外墙结构内部与外页墙两者中间部位填充保温材料。而发泡式夹芯保温墙主要是在内页墙与外页墙中间进行现场发泡，从而在夹芯墙中间形成泡沫塑料。根据工程施工经验可知，夹芯复合保温墙选用的保温材料主要包括水泥珍珠岩保温板、膨胀珍珠岩保温板、加气混凝土保温板、岩棉板、聚苯乙烯泡沫板等。而用于夹持保温板的不承重页墙主要可以采用混凝土空心砌块或者砖砌块等。

图2 夹芯保温墙构造简图

3.4 外墙外保温体系

外墙外保温体系主要是在墙体基层的外侧粘贴或钉上聚苯板或者聚氨酯板等，具有良好的保温隔热性能。根据工程施工经验可知，外墙外保温墙采用多层保温材料，可以充分避免空气中的冷空气进入墙体内部，从而提高建筑内外之间温度传递的速度，保持室内的温度。外墙外保温系统与其他的保温方式相比，隔热效果好，减少能源利用率，且具有隔音、节能、保温以及装饰的作用。

图3 外墙外保温结构简图

4 外墙节能保温施工质量控制措施

4.1 原材料的进场验收

在工程施工之前，需要确保原材料的性能满足设计要求，需要对原材料的质量进行检测。在原材料进入施工现场时，需要再次对其检测，确保其性能与样品保持一致；并需要对原材料的包装完整性、生产日期以及是否有生产合格证等进行检测，从而确保保温材料符合要求。

4.2 基层处理

在保温材料施工之前，需要对安装的墙体基层表面进行处理，避免因基层表面存在松散杂质而导致保温材料粘贴不牢固；同时，需要采用水泥砂浆对墙体基层进行抹平，保障了保温材料与墙体基层表面粘贴的紧密性，并可以起到有效保护墙面的作用。

4.3 施工过程的质量控制

在保温层施工过程中，环境温度不应低于5 ℃。如果环境温度过低，可能会对保温层粘接剂的粘接效果产生影响。在保温层基层处理中，砂浆需要随用随拌合，不可提前拌合或者施工拌合时间较长的砂浆。根据施工经验可知，在砂浆拌合以后4 h之内使用，不可使用时间较长的砂浆，避免因砂浆拌合时间较长引起的保温层粘接效果差，无法满足设计要求。

4.4 保温层的厚度和平整度的控制

为了保障建筑墙体保温效果，需要严格把控墙体保温施工质量。而保温层的厚度和平整度是保温设计的关键控制参数，需要在保温施工时进行严格的控制。保温层不可以出现鼓起、裂缝、脱落等问题，并对阴阳角进行检查其是否标准。

在保温层施工完成以后，需要对保温层的表面进行抹灰，以增加保温层的使用年限。同时，在保温层表面抹灰时，需要确保抹灰的厚度控制在合理的范围以内，并采用刮尺进行整平，抹灰的垂直度偏差需要控制在10 mm以内。

4.5 抗裂砂浆厚度及网格布搭接

抗裂砂浆的配合比设计需要按照设计需求进行配制，且在砂浆沙粒大小选择时，需要根据砂浆厚度要求选择适宜的沙粒，而砂浆厚度需要控制在3～5 mm。在网格布铺贴时，需要对存在大角的区域安装护角。同时，抗裂砂浆与网格布的搭接之间不应出现相对较明显的接缝，且不可以出现锚贴或者露网现象，从而提高建筑墙体的保温效果，实现节能减排目标。

4.6 提高工程施工质量，减少能源消耗

在实际建筑工程墙体保温层施工过程中，一些工作人员自身的职业素质相对较低，对于保温层施工过程中的技术要求理解不透彻，对于施工工法、施工技术应用不合理，从而导致建筑墙体保温层施工质量不达标，工程质量无法满足要求，从而导致工程出现返工，不仅影响工程整体进度，且还会造成原材料浪费，产生施工垃圾等。因此，在建筑工程墙体保温层施工过程中，管理人员的管理责任意识对管理工作的顺利、有效开展具有重要的意义。

为了保障墙体保温层施工的顺利开展实施，需要加强、提高施工现场管理人员的责任意识，具体可以从以下几方面入手：①加强对保温原材料质量的检测，确保原材料质量符合设计要求，并加强对关键材料施工环节过程中的质量监管，对一些重要隐蔽环节需要进行隐蔽前的复核，确保准确无误。②定期对现场管理人员进行管理责任意识的培训，使其树立正确的管理意识。③针对质量管理意识较薄弱，责任意识较差的人员，在进行培训教育无法可行的基础上，调整更换其工作岗位。

5 建筑墙体节能技术的发展趋势

5.1 研制新型保温材料

由于有机类保温材料易引起火灾，给建筑结构造成严重的经济损失，因此，需要研制燃点高、保温性能优良的保温材料。同时，保温材料需要在实现保温隔热的基础上，兼顾防水、防潮性能，并具有较高的防火性能，如采用蒸压加气混凝土砌块墙体自保温系统。此外，保温材料生产厂家需要结合市场发展方向，及时调整产业结构，研制新型低碳、环保、节能的保温材料，符合国家可持续发展的新形势。

5.2 坚持绿色建筑建设理念

在建筑工程施工建设过程中，需要引入高效节能、绿色环保、新技术、新材料的绿色施工理念，促进企业不断转变传统的发展观念。绿色施工管理不仅需要保障工程结构的施工质量，保护用户的使用安全，且还需要在工程建设中减少能源消耗、减少环境污染，并可以使用户在后期使用过程中感到温馨舒适。

5.3 加强建筑墙体节能工程监督力度

首先，对于建筑墙体保温节能相对较优的技术，需要逐渐完善标准，从而在全国推广实施，规范节能市场。其次，结合建筑墙体保温节能规范的要求，提高节能技术和保温产品市场的进入门槛，对于保温性能较差，产品质量不达标的产品，杜绝进入施工现场。此外，应该加强对建筑墙体保温节能市场的持续性监管，对保温节能性产品检查巡查、抽检措施，确保保温产品性能符合要求。