建筑外墻外保溫技術(shù)

1、建筑外墻外保溫技術(shù)鄭州鐵路局職工集資建房管理辦公室 李金芹摘要：隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，環(huán)境保護(hù)、節(jié)能減排、居住條件改善等問題已引起各級(jí)政府的高度重視，相應(yīng)的法律法規(guī)也得到進(jìn)一步健全。在民用建筑建設(shè)中，外墻墻體保溫即是降低采暖能耗、實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能的主要方式之一 。關(guān)鍵字：節(jié)能 降耗 外墻 保溫 2008年7月23日，民用建筑節(jié)能條例經(jīng)國務(wù)院第18次常委會(huì)議通過，自2008年10月1日起施行。在條例中明確規(guī)定，不符合民用建筑節(jié)能強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的，不得頒發(fā)建設(shè)工程規(guī)劃許可證；施工圖設(shè)計(jì)文件經(jīng)審查機(jī)構(gòu)審查不符合民用建筑節(jié)能強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的，縣級(jí)以上地方人民政府建設(shè)主管部門不得頒發(fā)施工許可證。在總結(jié)我國許多

2、單位進(jìn)行建筑物采暖熱負(fù)荷的理論計(jì)算和實(shí)踐數(shù)據(jù)工作的基礎(chǔ)上，我國城市熱力網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范（CJJ34-2002）也給出了新的采暖面積熱指標(biāo)的推薦值。如住宅，采取節(jié)能措施前采暖面積熱指標(biāo)qh為58-64W/,采取節(jié)能措施后采暖面積熱指標(biāo)qh為40-45W/，采暖指標(biāo)下降了30%。在民用建筑中，節(jié)能降耗的主要途徑就是減少冬季采暖熱負(fù)荷及夏季空調(diào)的冷負(fù)荷。冬季采暖熱負(fù)荷及夏季空調(diào)冷負(fù)荷的大小除了與地域及氣候有密切關(guān)系外，主要取決于圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能即換熱熱阻。以冬季采暖為例，除了朝向、門窗、風(fēng)力等因素造成的附加耗熱量外，影響建筑物熱負(fù)荷的主要因素就是圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基本耗熱量。即：基本耗熱量：Q=FK（tn-tw

3、n）傳熱系數(shù)： K=1/R0=1/(Rn+Rj+Rw)其中：Q-圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基本耗熱量（W）-圍護(hù)結(jié)構(gòu)的溫差修訂系數(shù) F-圍護(hù)結(jié)構(gòu)的面積() tn、twn-冬季室內(nèi)計(jì)算溫度、采暖室外計(jì)算溫度() K-圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)W/R0-圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱阻/ WRw、 Rn-圍護(hù)結(jié)構(gòu)的外表面和內(nèi)表面換熱熱阻/ WRj-圍護(hù)結(jié)構(gòu)本體的導(dǎo)熱熱阻/ W從式中可以看出，在室內(nèi)外溫度、氣象條件及圍護(hù)結(jié)構(gòu)面積一定的條件下，基本耗熱量的大小取決于傳熱系數(shù)K的大小。傳熱系數(shù)的大小只取決于圍護(hù)結(jié)構(gòu)本體的導(dǎo)熱性能，導(dǎo)熱熱阻Rj越大，即建筑物的保溫效果越好，傳熱系數(shù)K越小，耗熱量就越小，所需熱負(fù)荷就越少。反之，圍護(hù)結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱性能越

4、好，熱阻越小，傳熱系數(shù)越大，建筑物的保溫效果越差，耗熱量就越大，所需熱負(fù)荷就越多。在工程實(shí)踐中，人們已經(jīng)采取了很多措施來減少建筑物的耗熱量，如改變屋面保溫層的材料，窗戶由單玻改為雙玻，在外墻涂上反射率高的涂料以減小輻射吸熱，或在兩層玻璃之間增加空氣間層等措施來增大外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱阻以減少散熱損失。在民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) （JGJ26-95）中，規(guī)定了建筑物不同朝向的窗墻面積比，例如朝向最好的南向外墻面，窗墻面積比為0.35，墻體在圍護(hù)結(jié)構(gòu)中墻體占了很大比例。所以建筑墻體改革與墻體節(jié)能技術(shù)的發(fā)展是建筑節(jié)能技術(shù)的一個(gè)最重要的環(huán)節(jié)，發(fā)展外墻保溫技術(shù)及節(jié)能材料則是建筑節(jié)能的主要實(shí)現(xiàn)方式。對(duì)于墻體，增大其

5、導(dǎo)熱熱阻減少散熱損失的最主要也是最直接的方法就是在墻體上增加保溫層以增大傳熱熱阻。增加保溫層的方法目前主要有外墻內(nèi)保溫、外墻夾心保溫、外墻外保溫等。下面將這幾種保溫方法做一下簡單介紹。一、外墻內(nèi)保溫 外墻內(nèi)保溫是將保溫材料置于外墻體的內(nèi)側(cè)。其優(yōu)點(diǎn)在于：1)對(duì)飾面和保溫材料的防水、耐候性等技術(shù)指標(biāo)的要求不高。紙面石膏板、石膏抹面砂漿等均可滿足使用要求，取材方便；2)在同一層高范圍內(nèi)施工，施工安全方便。 但是，實(shí)踐證明，外墻內(nèi)保溫存在著明顯的缺陷，如：1)由于對(duì)保溫材料要求不高，飾面層易出現(xiàn)開裂；2)不便于用戶二次裝修和吊掛飾物；3)占用室內(nèi)使用空間；4)易引起熱橋現(xiàn)象，增大熱損失；5)尤其對(duì)既有

6、建筑進(jìn)行節(jié)能改造時(shí)，影響居民的正常生活。 二、外墻夾心保溫 外墻夾心保溫是將保溫材料置于同一外墻的內(nèi)、外側(cè)墻片之間。其優(yōu)點(diǎn)在于：1)防水、耐候等性能比較好，對(duì)保溫材料的選材要求不高，選材廣泛；2)對(duì)施工季節(jié)和施工條件的要求不高。 但是，在非嚴(yán)寒地區(qū)，此類墻體與傳統(tǒng)墻體相比偏厚，且內(nèi)、外側(cè)墻片之間需有連接件連接，施工工藝比較復(fù)雜，施工不當(dāng)易引起熱橋現(xiàn)象。從而保溫材料的效率得不到充分的發(fā)揮。 三、外墻外保溫 外保溫是目前大力推廣及廣泛使用的一種建筑保溫節(jié)能技術(shù)。外墻保溫與內(nèi)墻保溫相比，技術(shù)合理，有其明顯的優(yōu)越性。它有以下優(yōu)點(diǎn)： 1適用范圍廣 外墻外保溫不僅適用于嚴(yán)寒及寒冷等地區(qū)的建筑物的保溫，也適

7、用于夏熱冬冷及夏熱冬暖地區(qū)建筑物的隔熱；既適用于新建工程的保溫隔熱，也適用于既有建筑的節(jié)能改造。 2. 由于保溫層敷設(shè)于建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)外側(cè)，緩沖了因溫度變化、雨、雪、凍、融、干、濕等對(duì)結(jié)構(gòu)的破壞，減少了空氣中有害氣體和紫外線對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的侵蝕。能夠有效保護(hù)外墻體，提高主體結(jié)構(gòu)的使用壽命，并且不占用室內(nèi)使用面積。 3.基本消除“熱橋”的影響外保溫既可防止“熱橋”部位產(chǎn)生結(jié)露，又可消除“熱橋”造成的熱損失。 4.改善墻體熱工性能由于墻體結(jié)構(gòu)層蓄熱能力較大且處于內(nèi)側(cè)，當(dāng)室內(nèi)受到不穩(wěn)定熱作用時(shí)，墻體結(jié)構(gòu)層能夠通過本身的蓄熱能力吸引或釋放熱量調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，從而保持室溫的穩(wěn)定。5.利于舊房改造，便于豐富外立

8、面在對(duì)既有建筑進(jìn)行節(jié)能改造時(shí)，采用外保溫方式基本不影響居民的正常生活。在外墻保溫施工的同時(shí)，還可以利用各種形狀的聚苯板豐富建筑物的外立面效果。特別對(duì)既有建筑進(jìn)行節(jié)能改造時(shí)，不僅使建筑物獲得更好的保溫隔熱效果，而且可以同時(shí)進(jìn)行立面改造，使既有建筑物煥然一新。 經(jīng)過長期的實(shí)踐，外掛式外保溫成為目前應(yīng)用較為普遍、也較為成熟的外墻保溫技術(shù)。外掛的保溫材料有巖（礦）棉、玻璃棉氈、聚苯乙烯泡沫板（簡稱聚苯板，EPS、XPS）、陶?；炷翉?fù)合聚苯仿石裝飾保溫板、鋼絲網(wǎng)架夾芯墻板等。在鄭州地區(qū)，通常采用50mm厚的聚苯乙烯泡沫塑料板。該外掛技術(shù)是采用粘接砂漿或者是專用的固定件將保溫材料貼、掛在外墻上，然后抹抗

9、裂砂漿，壓入玻璃纖維網(wǎng)格布形成保護(hù)層，最后加做裝飾面。 四、采用外保溫技術(shù)后外墻的節(jié)能效果以單位面積的鄭州地區(qū)冬季的外墻傳熱量為例：鄭州地區(qū)冬季采暖室外計(jì)算溫度tw=-5，室內(nèi)溫度tn=18,內(nèi)表面換熱熱阻Rn=0.115（/W），外表面換熱熱阻Rw=0.04（/W）,墻體（硅酸鹽磚砌體）的厚度1=240mm,導(dǎo)熱系數(shù)1=0.87(W/m),外墻保溫層（聚苯乙烯板）厚度2=50mm, 導(dǎo)熱系數(shù)2=0.047(W/m)，如下圖。由于室內(nèi)外溫差的存在，熱流會(huì)由室內(nèi)通過墻體傳向室外。在加保溫層前，墻體的總傳熱熱阻R1=Rn+Rj+Rw,其中Rj(墻體本身導(dǎo)熱熱阻)= 1/1=0.24/0.87=0.

10、276（/W），則R1=0.115+0.276+0.04=0.431（/W），于是單位面積的墻體的熱流通量1=（tn-twn）/ R1=（18+5）/0.431=53.36W/。在室內(nèi)外條件不變的情況下，加保溫層后，墻體的總傳熱熱阻R1=Rn+Rj+Rw,其中Rj(墻體本身導(dǎo)熱熱阻)=（1/1+2/2）=（0.24/0.87+0.05/0.047）=1.34（/W），則R1=0.115+1.34+0.04=1.495（/W），于是單位面積的墻體的熱流通量1=（tn-twn）/ R1=（18+5）/1.495=15.38W/。通過比較可以看出，增加保溫層后，墻體的總傳熱阻增大，通過墻體散發(fā)到室外

11、的熱量減少了37.98 W/，占總散熱量的71.2%。按照鄭州市民用建筑節(jié)能管理規(guī)定的規(guī)定，鄭州鐵路局在建的安業(yè)小區(qū)、隴海家園、鳳凰家園、南鐵嘉園等70多萬平方米的職工集資建房項(xiàng)目均采用了聚苯乙烯泡沫塑料板外墻保溫措施。墻體進(jìn)行外保溫后，具備供暖條件的項(xiàng)目可以大幅度地節(jié)約供熱負(fù)荷，從而節(jié)約大量電能及煤炭資源等；沒有達(dá)到供暖條件的項(xiàng)目墻體保溫效果將明顯改善，室溫波動(dòng)受外界溫度的影響將大大減小，同時(shí)也可節(jié)約大量的電能及其他能源。五、外墻外保溫技術(shù)的前景由于外墻外保溫具備的多種優(yōu)點(diǎn)、節(jié)能減排國策的要求和各級(jí)政府對(duì)于建筑節(jié)能的強(qiáng)制性規(guī)定，如果外墻外保溫技術(shù)能克服保溫材料在使用過程中出現(xiàn)的龜裂和受潮等缺陷，施工技術(shù)和工藝進(jìn)一步完善，墻體外保溫的前景會(huì)更加美好。參考文獻(xiàn)：【1】 GB50019-