墻體保溫綜述

1、不同類型的墻體保溫分析比較0引言隨著我國建筑節(jié)能研究的不斷深入，建筑外墻節(jié)能保溫事業(yè)也越來越受到關注。在我國的建筑能耗已占全國總能耗的27.8%，而且這個比例正在迅速上升，必將同發(fā)達國家一樣達到35%左右。另一方面，我國建筑節(jié)能現(xiàn)況與發(fā)達國家又相差甚遠，我國單位建筑面積的能耗是發(fā)達國家的 2 倍 3 倍，其中外墻熱損失占據(jù)了很大份額，所以建筑節(jié)能的重點應是外墻節(jié)能技術1。建筑熱環(huán)境的優(yōu)劣，與圍護結構的保溫隔熱性能的高低密切相關。而對于多層建筑，外墻面積一般約占圍護結構總面積的66%以上，在高層和超高層建筑中，此比例更將大幅提高，可見墻體是圍護結構的重要組成部分，是室內(nèi)外傳熱的重要橋梁。因此，墻

2、體節(jié)能設計是降低建筑使用能耗的重要途徑。在我國建筑節(jié)能法規(guī)、標準的推動下，我國墻體保溫技術發(fā)展勢頭迅猛。然而目前國內(nèi)墻體保溫技術尚處基礎研發(fā)階段，如何將保溫材料置于主體圍護結構上(包括內(nèi)保溫、夾心保溫、外保溫和自保溫)，解決冬夏兩季室內(nèi)外溫差大而造成的能源損失問題，以達到保溫隔熱和適應不同地區(qū)氣候環(huán)境的目的，而且還能保護建筑物的主體結構，延長建筑物的使用壽命，這代表了節(jié)能保溫技術的發(fā)展方向。為此，本文收集借鑒大量國內(nèi)外的案例和論文，深入分析目前各種墻體保溫的構造特點、優(yōu)缺點和適用地區(qū)范圍。1外墻外保溫技術外墻外保溫技術由上個世紀 80 年代的德國傳入我國，經(jīng)過近 30 年的發(fā)展以及技術革新，形

3、成了較為成熟的技術體系以及技術標準。大量的理論研究以及數(shù)據(jù)表明，外墻外保溫技術是我國建筑用于節(jié)能墻體保溫技術中最好的一種技術2。1.1外墻外保溫構造特點圖1 外墻外保溫技術基本元素圖外墻外保溫是指在建筑物外墻的外表面上設置保溫層,是一種較先進的外墻節(jié)能技術,具有很多優(yōu)點,但對其組成材料和系統(tǒng)的技術性能以及施工技術的要求較高。（見圖 1）該外墻用磚石或混凝土建造,此種外保溫,可用于新建墻體,也可以用于既有建筑外墻的改造。3。外保溫施工技術常見的有三種，即外掛式外保溫、聚苯板與墻體一次澆注成型和聚苯顆粒保溫料漿外墻保溫41.2外墻外保溫的優(yōu)勢外墻外保溫技術具有以下五點優(yōu)勢。4，5第一，外墻外保溫技

4、術減小了熱橋的影響。對于整個建筑物而言，在內(nèi)外墻的交界處以及構造柱，門窗等位置容易產(chǎn)生熱橋效應，采用外墻外保溫技術可以防止由于熱橋部位產(chǎn)生的結露因子，同時減小損失。第二，外墻外保溫技術可以保持室內(nèi)的室溫處于恒定值。外保溫墻體在進行構造時，當室內(nèi)的溫度發(fā)展變動，則墻體的保溫材料可以自動地進行能量的吸收以及釋放，保持內(nèi)部室溫的穩(wěn)定。第三，外墻外保溫技術改善了建筑物內(nèi)部的潮濕環(huán)境。由于建筑物的主體結構置于保溫材料的內(nèi)側，使得具有良好透氣性能的保溫材料可以進行蒸汽的蒸發(fā)工作，提高了整個墻體的保溫性能。第四，外墻外保溫技術可以提高建筑物的使用年限。由于這種技術采取建筑物外覆蓋一層節(jié)能保溫材料的形式，可以

5、隔絕外界較大的溫差對于建筑物自身的影響。同時，也可以降低有害氣體以及酸雨等對建筑物的腐蝕作用。2外墻內(nèi)保溫技術外墻內(nèi)保溫技術在我國是從80年代初期開始的，發(fā)展較早，技術施工較為簡便，受到了施工單位的歡迎。2.1外墻內(nèi)保溫構造特點圖2 外墻內(nèi)保溫構造圖不同于外墻外保溫,外墻內(nèi)保溫體系是將保溫材料設置在墻體內(nèi)側表面的,常用的材料有水泥珍珠巖板、聚苯乙稀板、充氣石膏板、巖棉板或者保溫砂槳等,在今天最常用的做法是先內(nèi)抹一層保溫砂柴,然后貼上預制的保溫板，從而達到整個墻體的保溫的目的。（見圖2）2.2外墻內(nèi)保溫優(yōu)缺點這種體系的優(yōu)點是價格便宜,施工起來也很簡單,但是也有一些不利的地方。由于是貼在墻體內(nèi)側,

6、很多地方不能包裹得到,比如樓板、抗震柱、隔墻等,這些部位不能保溫,便會產(chǎn)生熱橋,還會出現(xiàn)結露、墻體生長霉斑等現(xiàn)象,很大程度影響美觀;而且，由于整個節(jié)能保溫材料覆蓋于墻體的外表面，當外界溫差過大時，節(jié)能材料容易溫差過大而導致結露的狀態(tài)，使整個墻體發(fā)生開裂。墻體受到外界的日夜溫差影響，導致反復的熱脹冷縮現(xiàn)象，這種現(xiàn)象的反復出現(xiàn)使得保溫材料位于動態(tài)的狀態(tài)，極易造成保溫材料的損壞。63外墻自保溫圖3 外墻自保溫構造圖所謂外墻自保溫,就是墻體的自身建筑材料具有相應的阻熱、保溫、節(jié)能的功能，以單一墻體材料就可以滿足現(xiàn)有節(jié)能要求的一種外墻保溫體系。（見圖3）常用的自保溫墻體材料主要有磚、塊、板三大類，在這些

7、材料中里面有很多的封閉小孔，保溫性能比較好，使用得非常廣泛。73.1外墻自保溫優(yōu)缺點自保溫在應用中多用于非承重墻自保溫墻體熱工性能穩(wěn)定,不受施工質量的影響;施工作業(yè)簡單,避免了二次裝修對內(nèi)保溫材料的破壞作用;能解決高層建筑的墻體保溫隔熱問題;通過材料塊體結構形式的設計,可以解決外墻滲漏問題。但是外墻自保溫系統(tǒng)在推廣過程中有一定的難度，這主要是因為自保溫材料的物理性能不好，抗裂性較差，強度不夠，墻體容易出現(xiàn)開裂的現(xiàn)象。同時，外墻自保溫系統(tǒng)使外墻的厚度加大，從而減小了房屋的使用面積，所以在實際的工程建筑中，這種方式很少被采用7。4夾心保溫圖4 外墻夾心保溫構造圖圖4 外墻夾心保溫構造圖1990 年

8、前后，我國的東北、華北地區(qū)、西北地區(qū)各省市的主要城市建成了一些節(jié)能住宅試點工程和節(jié)能住宅示范小區(qū)。 同時，我國在借用外國經(jīng)驗和大量試驗的基礎上，將夾心保溫復合墻體納入到砌體結構設計規(guī)范GB 50003-2001,并將其規(guī)定的構造原則編入到相應的國家標準圖集中。但總的說來，夾心墻作為我國的一種新型結構墻體，對其試驗和理論研究還遠遠不夠，相應的設計方法和結構構造還很不成熟。3.1外墻夾心保溫構造特點圖4 外墻夾心保溫構造圖夾心復合墻體是在圍護結構的內(nèi)外兩葉墻中夾以某種高效保溫材料(如聚苯乙烯泡沫板、礦棉、巖棉板及其它保溫制品等)，通過防銹鋼筋件使之拉成一體，達到保溫節(jié)能的效果（見圖4）8 3.2外

9、墻夾心保溫的優(yōu)缺點優(yōu)點1)國內(nèi)國外試驗已經(jīng)證明夾心墻具有良好的受力性能和抗震性能。2)夾心墻保溫層連續(xù)貫通，這種構造可做到按保溫隔熱需要改變其厚度，滿足和適應各種節(jié)能墻體指標的要求。3)夾心墻的外葉墻可按需要由各種裝飾功能的砌塊組成，尤其是采用高強高密度裝飾劈離砌塊，可滿足室外最苛刻的耐久性要求，這也是其他墻體難以達到的地方。缺點1)外葉墻承重方式造成較嚴重的冷橋，極大影響墻體保溫性能。2)墻體適用范圍小。傳統(tǒng)的夾心保溫復合墻體僅適用于砌體結構，這就很大程度上縮小了夾心保溫復合墻體的使用范圍，使其無法滿足不同地區(qū)、不同結構類型的建筑需求。5適用范圍民用建筑熱工設計規(guī)范(GB 50176-93)

10、為適應建筑熱工設計的需要，在建筑氣候區(qū)劃標準的基礎上，將全國劃分為 5 個建筑熱工區(qū)，即嚴寒地區(qū)、寒冷地區(qū)、夏熱冬冷地區(qū)、夏熱冬暖地區(qū)和溫和地區(qū)。(見圖5)61。 建筑熱工設計應與地區(qū)氣候相適應。9 1)嚴寒地區(qū)：必須充分滿足冬季保溫要求，一般可不考慮夏季防熱。 2)寒冷地區(qū)：應滿足冬季保溫要求，部分地區(qū)兼顧夏季防熱。 3)夏熱冬冷地區(qū)：必須滿足夏季防熱要求，同時兼顧冬季保溫。圖5 全國建筑熱工設計分區(qū)圖4)夏熱冬暖地區(qū)：必須充分滿足夏 季防熱要求，適當兼 顧冬季保溫； 5)溫和地區(qū)：部分地區(qū)應考慮冬季保溫，一般可不考慮夏季防熱。 北方地區(qū)主要為嚴寒地區(qū)和寒冷地區(qū)10，室外環(huán)境比較嚴峻，采用2

11、4小時集中供熱，主要考慮保溫,夾心保溫以及外保溫更加適用。夏熱冬暖地區(qū)的用能特點是間歇式分室用能11,北方地區(qū)整棟建筑內(nèi)部溫度基本一致,因此是將建筑作為保溫隔熱單元,但是間歇分室用能的夏熱冬冷地區(qū),每個房間溫度可能都不一樣,那么傳熱可以通過每個房間的各面圍護進行,因此隔熱分析需要以一個房間為單元進行。間歇式用能時,自保溫墻體和內(nèi)保溫墻體具有明顯的節(jié)能效果。在完全相同的溫度條件下進行間歇式用能時,8h以內(nèi)外保溫基本沒有節(jié)能效果,而內(nèi)保溫節(jié)能效果好很多,這是因為內(nèi)保溫層有效的阻止了室內(nèi)空氣與墻體進行熱量交換,而外保溫未能做到。所以夏熱冬暖地區(qū)更適合內(nèi)保溫和自保溫。夏熱冬冷地區(qū)則既要考慮冬季采暖,更

12、要兼顧夏季隔熱,建筑節(jié)能難度更大，可以根據(jù)實際情況選擇外保溫、內(nèi)保溫和自保溫。3,12而溫和地區(qū)則對墻體保溫比較不敏感，可以根據(jù)實際情況結合經(jīng)濟，自行選擇。6總結綜合各種資料的對比分析，筆者認為外墻外保溫既能保護墻體，又有很好的熱穩(wěn)定性，適用性比較廣泛，更具有推廣意義。相比外保溫，另外三種保溫措施各有特色和優(yōu)劣勢，但是總體來說適用性比較受限制，自保溫只適合南方，夾心保溫容易受潮，不適合南方濕潤氣候，內(nèi)保溫保溫效果不明顯。但是墻體保溫方式的選擇不僅要考慮本身的構造特點還要結合經(jīng)濟實力，建筑外環(huán)境等多種因素，才能選出最適合的方案。參考文獻【1】楊晨;廖紹凱.保溫層對墻體保溫效果的影響.山西建筑.2013-04-01【2】顧軍政建筑節(jié)能墻體保溫技術的研究.城市建筑.2013-06-25【3】李金 夏熱冬冷地區(qū)居住建筑保溫墻體節(jié)能效果分析.浙江大學.2013-03-01【4】莊小亮.探討建筑工程外墻保溫施工工藝.門窗.2013-02-20【5】劉喜梅.新型墻體材料及外保溫施工技術.科技與企業(yè).2013-03-22【6】張君.內(nèi)外保溫墻體溫度應力對比分析.哈爾濱工程大學學報.2011-07-25【7】柏莉萍; 莊一新; 談志東; 馮長偉 .建筑節(jié)能中墻體自保溫技術的應用研究.門窗.2013-02-20【8】雒彩云; 楊莉萍; 蔡岸.淺談墻體保溫與建筑節(jié)能.居業(yè).20