建筑节能外围保温隔热施工处理的关键技术

郝文涛（山东鲁王建工有限责任公司，山东淄博 255300）

建筑大部分的耗能均是在使用阶段中用于维持室内环境所耗费的能量。为了提高建筑品质，满足人体健康需求，建筑内的温度、湿度、空气流动程度等均有一定要求，对高品质生活的追求，营造舒适的室内热环境，也是当今建筑在设计及施工过程中需要考虑的重点。值得明确的一点是，建筑节能并不是限制建筑能量的使用，而是在保障建筑正常使用功能的前提下，降低不必要的能源投入，提高能源整体利用率。在该角度的节能主要有两个方向，一方面是提高热环境源头的节能效果，如使用新型暖通空调，提高整体热传递效率等；另一方面就是提高建筑维持热环境的能力，本文中所探讨的外围保温隔热施工，就是通过种种措施提高建筑室内热环境的维持能力，以此来实现建筑节能的目的。

1 节能外围保温隔热措施

1.1 外墙内保温

外墙内保温顾名思义就是在建筑外墙内侧开展的保温施工工程，一般用聚苯板、岩棉板等具有保温功能的板材，通过砂浆或铆钉固定的形式，将其施工在外墙的内侧，如图1所示。在保温层施工之后，外墙整体的传热系数下降，传热能力降低，能够有助于维持更加稳定的室内热环境。外墙内保温的节能效果会根据材料选择的不同及厚度不同呈现出不同的效果，以聚苯乙烯板和岩棉板为主的外墙内保温施工材料在行业内应用广泛，一般50mm左右的保温板即可将外墙的节能效果提升50%以上。

这种保温隔热措施原理简单，效果明显，且具有施工便捷的显著特点。在建筑主体施工完成后，各家各户的内侧即可开展保温作业，在施工过程中将保温材料在外墙内侧全面包裹，能够直接提高建筑的气密性。对早期建筑进行改造的过程中，也可通过室内加装保温层的形式来提高整个建筑的节能效果。但外墙内保温技术也有着应用性的缺点，最直观的缺点就是保温层在内侧施工之后，会使房间的可利用面积减小；其次，由于保温层直接作为内墙使用面，其承载力可能出现下滑的情况，对挂式空调等常用家用设备并不友好；且由于外墙内保温，并不能完全将室内封闭，对于整个建筑系统而言，仍会在楼板的位置传热，而这种不均衡的传热将会使内墙边角位置出现结露发霉的情况。

图1 外墙内保温结构示意图

1.2 外墙外保温

外墙外保温与外墙内保温的原理类似，同样使用具有保温功能的板材，通过砂浆粘贴或铆钉铆固的方式将其施工在外墙上，但不同的是其施工位置在外墙的外侧。当前外墙保温施工有多种技术，如薄抹灰体系、夹芯板体系等，其主要原理就是在建筑的外墙四周全部使用保温材料包裹，整个建筑系统的气密性上升，导热效果下降，以此来起到保温隔热的作用。外墙外保温技术相对于内保温而言，其节能效果更加显著，一方面是对于保温板材没有明显的厚度限制，即使增加厚度也不会影响室内的使用面积和室内装修；另一方面其能够在窗侧口、楼板位置、楼梯间位置所对应的外墙施工，使建筑整体保温性能提升。

外墙外保温技术的出现，解决了外墙内保温的诸多应用性缺点，因其施工在外墙的外侧，将不会再占用室内面积，也不会对室内装修产生影响；在进行老旧小区改造的过程中，其在外部施工的形式并不会影响各家各户的正常居住与使用；由于采取全方位施工的形式，冷桥现象也能够大大避免，不会产生不均匀的传热，致使边角结露发霉的问题产生。此外，外墙保温系统还能够作为整个建筑的保护层，减少外墙主体结构受到的环境影响，以提高使用寿命。但毋庸置疑的是，外墙外保温施工在建筑外侧，在施工过程中需要通过部分措施来实现高空作业，同时，在施工之后也需考虑保温板是否会从高空坠落的问题。

1.3 屋面节能

屋面作为建筑围护结构的一部分，由于直接与环境接触，同样会因热传递和热辐射造成室内热环境不稳定的问题，并不利于建筑整体的保温隔热效果。通过多种施工工艺，能够使屋面的节能效果提升。较为直观的体现就是建筑的顶楼，在夏季时温度更高，而冬季时温度更低，所使用的暖通空调设备效果也不及其他楼层。相比于建筑外墙而言，屋面的面积较大，同时直接与环境接触，这就导致顶楼楼层的热辐射与热传递面积更大。建筑外墙开展了相关节能措施之后，也需考虑屋面节能。

屋面节能最直观最简单的方式就是增加顶层楼板的厚度，以实现导热能力下降的效果。这种方式在实际施工的过程中，需要经过专项设计，且会提高建筑整体的综合成本和自身荷载，而这种头重脚轻的结构形式也并不利于结构稳定。此外，还有通过在屋面种植绿植的方式来实现节能的效果，这种方式能够美化城市空间，同时实现建筑节能，但也需考虑后期维护的问题，且植物根系可能会对混凝土结构的稳定性造成影响。在外墙外保温普及之后，在屋面以外保温的工艺施工保温层已经成为主流的节能方式，将保温板材料作为保温层施工至屋面之上，原理简单效果直接，但必须考虑保温材料自身性能较弱，而上人屋面需要考虑荷载问题，在施工保温后极容易产生破坏。当前较为流行的屋面节能措施各有利弊，在施工过程中也需仔细考量实际需求，当前也有着更多新型技术被应用到屋面节能领域。

1.4 窗体节能

外围护结构除了外墙、屋面之外，窗体也是不容忽视的一部分。相比于外墙材料，窗户自身的导热系数更高，而随着建筑品质的不断提升与新需求的提出，当前建筑的窗户面积也在逐渐增大，而这并不利于建筑节能，且窗户位置不能够使用保温材料进行辅助保温作业，窗户的主体材料也需考虑其采光和景观功能。在一般建筑中通过缩小窗户面积的形式来提高外围护结构整体的节能效果，但对于高品质建筑和公共建筑而言，此种方式并不可取。对于窗体节能而言，可从窗体自身的传热原理与方式出发。

当前已经有较多新型窗体被应用到建筑节能当中，如断桥铝门窗、中空玻璃、Low-E玻璃等，其核心原理就是减少热量从窗的散失，或减少太阳辐射对室内热环境的影响。断桥铝门窗和中空玻璃门窗都是通过新型技术使窗的整体导热能力下降，其原理与外墙保温是类似的，均是通过降低系统的传热系数，使整体节能效果提高。Low-E玻璃、高反玻璃采用特殊材质制成，其具有反射太阳热能量的能力，在不影响采光需求和景观需求的前提下，降低太阳热量对室内热环境的影响。此外，还可通过外窗遮阳的方式来实现建筑节能，这种方法更为简单，就是在窗上方增设一遮阳棚，按需开启或关闭，通过减少直射进室内的阳光量来控制室内热环境稳定，以实现节能的目的。实际过程中一般采取多种技术结合的形式来实现窗体节能，在外窗面积逐渐增大、建筑品质不断提升的行业背景之下，应用新材料和新技术对窗体进行有效节能也是值得考量的。

2 保温隔热施工处理的关键技术

2.1 防脱落

脱落问题主要针对外墙保温工程。保温板通过砂浆或铆钉或两者结合的形式将其固定在外墙上，在使用过程中会面临材料失效或环境影响，进而使其固定能力不足造成保温板脱落。脱落最直接的危害就是使外墙的节能效果出现问题，若为内保温产生脱落问题之后，会大大影响室内的家居环境，造成内墙装修和外挂电器的直接脱落；而外墙保温的脱落在安全方面有着更大影响，尤其对于高层建筑高处的保温板脱落之后形成的动能极大，会对其垂直下方的车辆、设施、人员等造成严重威胁。此外，在脱落之后，会使外墙局部位置的节能效果大大降低，成为热量的集中传递位置，就会随着温差的作用在外墙内表面或外表面形成结露的问题，可能会影响建筑主体的质量。

当前保温板的固定措施以砂浆和锚固件为主，这也是防止外墙保温层脱落的关键技术。对于外墙外保温，我国已经有着严格的标准，规范其固定方式，以砂浆粘结为主要固定方式，在薄弱位置和高层位置，辅以锚固件进行固定。在施工处理过程中需明确该工程的承载力要求，根据保温板的类型，自身重量及设计年限等确定有效粘接面积和锚固件的数量。而砂浆自身的粘贴性能与化学指标，锚固件自身的强度与长度，这些因素也都是在进行保温隔热施工技术实施过程中应控制的关键技术。

2.2 防渗漏

渗漏问题与保温工程和窗体施工均有关联，主要是指在自然降水条件下，雨水渗漏进入保温层或渗漏进入室内的一种问题。窗体的渗漏问题较为明显，建筑使用者也能直观地感受到雨水渗漏。雨水渗漏最直接的影响就是使窗体的气密性下降，从而影响节能效果，而严重的渗漏将会危害室内安全，对室内装修、地板、家用电器等品质造成威胁。窗体主体的渗漏问题一般是因窗体自身质量差所致，在施工过程中需要选取可靠的供应商，并在施工前做好验收与检查，尤其对窗体结构与玻璃之间的胶条连接位置，检查其是否连接紧密。在实际过程中最为常见的情况是窗体与外墙连接的位置出现渗漏，这主要是因为工序之间的衔接出现问题所致。按照现行标准及工艺要求，并未对外墙外保温与窗体的安装顺序进行明确规定，这也导致了各个工程项目在施工过程中由于没有明确的方案与规划，最终导致工序混乱的情况出现。基于可操作性和施工效果考虑，一般而言需要先进行窗体的安装工作，然后开展外墙保温施工，在保温的窗侧口施工完成之后，对连接位置使用发泡填充，并用建筑密封胶嵌缝。在该工序施工完成之后，即可保障窗体与外保温之间的连接位置具有密闭性。部分工程在嵌缝阶段使用的材料为外墙外保温的抹面砂浆或粘结砂浆，无论哪种材料均不具备防水性能和气密性能，其耐候性能也远不如建筑密封胶。也有在实际施工过程中先施工外墙外保温，再安装窗体的情况，这种施工方式难以避免地会使双侧的保温层出现破坏，从而导致未来渗漏问题的发生。

在外墙节能工程施工的过程中，对于窗体安装和外保温施工要有明确的交接位置施工方案，尤其实际工程中由不同的分包单位进行施工时，必须明确交界位置的责任归属。综合考虑工程的实际需求及材料进场周期，确定实际的施工工艺及施工顺序。施工过程应减少交接位置的缝隙，对出现的缝隙使用防水耐候的材料填充饱满。

2.3 防开裂

开裂问题主要指外墙外保温的开裂。开裂最直观的影响就是使其装饰效果下降，大面积的外墙涂料出现裂缝乃至脱落。其次，保温层开裂之后会在环境的侵蚀影响下，进一步加剧开裂程度，最终演变成脱落问题。在出现开裂之后，雨水也会从裂隙位置进入保温层，然后在保温层中堆积流动，在部分具有渗漏能力的窗边出现渗漏问题，水的长时间储存也会对建筑主体和砂浆层造成影响，最终演变成保温层脱落以及主体结构性能的降低。

当前外墙外保温的防开裂措施主要由抹面砂浆、耐碱网格布、涂料层共同保障。一般会根据保温材料自身的特性，施工1～3层抹面砂浆，同时，将耐碱网格布同步施工，施工位置应覆盖所有保温层位置。涂料的施工工作同样需注意，一般涂料工艺均有底漆和面漆至少两部分组成，其共同形成装饰层，同时也为保温层提供了防护效果。大部分防开裂措施在施工过程中均为隐蔽工程，且施工速度极快，在施工过程中应严格按照施工方案开展防护层的施工作业，避免出现开裂问题。

2.4 消防问题

消防问题在外墙、外窗及屋面节能中均需考虑，必须明确外窗材料及外保温材料的防火需求。一旦建筑物发生消防问题，若外窗材料及外保温材料不具备防火性能，则会直接出现火势蔓延的情况，严重危害建筑安全。一般在设计过程中就要考虑到节能措施的消防安全问题，可通过使用A级耐火的保温材料或防火窗的形式，直接保障节能措施的消防安全，也可通过设置防火隔离带的形式，间隔一定距离使用难燃材料和固然材料设置隔离带。具体工程中可根据节能效果需求和成本约束进行应用。

3 结语

在建筑行业中节能已经成为重要的发展方向，节能建筑也有助于当下国家战略的执行，促使行业实现可持续发展。在开展建筑节能的过程中，外围结构的节能措施是不容忽视的，其具有技术成熟、节能效果明显、投产比稳定的显著特点。外围结构的节能主要由外墙节能、屋面节能和窗体节能几个部分组成，根据技术形式的不同又可细分为多种新型技术。节能措施在施工过程中需要考虑其耐久性与安全性，防开裂、防脱落与防渗漏是其关键控制点，此外还需考虑节能措施的消防问题。建筑节能并不是单一的方向，其健康发展离不开各个指标的综合保障。本文旨在起到抛砖引玉的作用，随着行业的不断发展与新技术的不断提出，也会有更科学有效的节能措施被应用到建筑外围结构的节能当中，为整个行业的健康发展提供重要保障。