建筑墻體保溫節能設計論文

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摘要：我國是個能源消耗大國。與國外相比我國的單位建筑能耗是同等氣候條件下發達國家的3倍，建筑節能是我國建筑業發展的必然趨勢。目前我國大多數建筑無保溫節能措施，建筑的高耗能已經給社會帶來了沉重的負擔。筆者結合我國節能技術的現狀分析了幾種建筑墻體保溫節能的方法和優劣。

關鍵詞：能源；節能；保溫

節能建筑由于圍護結構保溫隔熱性能提高，可以使室內冬暖夏涼。與此同時，節能建筑還能提高冬天室內壁面溫度，降低夏天室內壁面溫度。室內墻壁、門窗、天棚與地面的表面與人體之間在不斷進行輻射熱交換，更適宜的室內壁面溫度使人體舒適健康。而使用空調其實是不得已的辦法。夏季空調是用能源使室內熱量排往室外，從而增加熱島效應，加大環境污染。建筑節能則使夏天熱島效應減小，室外溫度也不會因空調散熱而受到影響。

建筑物的保溫節能分為圍護結構的節能(外墻、外窗、屋頂、戶門等建材的節能)和用能設施的節能(空調、通風等設備的節能)兩大類。對于這些用能設備，一般在購買時，人們會考慮它們的能耗量，而圍護結構卻往往很少會去關注，在圍護結構的節能中，外墻體的保溫節能是建筑節能的重點。隨著對能源與保護環境的要求不斷提高，建筑圍護結構的保溫技術也在日益加強，在實際的外墻保溫工程中，面層開裂問題較為嚴重，成為住戶投訴較多的建筑通病之一，防裂是墻體保溫體系要解決的關鍵技術。因為一旦墻體保溫層保護層開裂，墻體保溫性能發生很大改變，非但滿足不了設計的節能要求，甚至危及墻體安全。建筑物的外墻保溫就像建筑物的外衣，既要能防止外部陽光的輻射、冷空氣的入侵，又要能保持室內熱能的散發。外墻保溫分為外保溫、內保溫、自保溫3種。

1、外墻內保溫

外墻內保溫(保溫砂漿)曾因施工工藝簡單，價格優廉，在工程中廣泛應用，但其弊病在經過一兩年的檢驗后，不斷暴露出來，墻體裂縫、墻體發霉、結露等。分析原因主要有三方面。

其一，是因為保溫材料用于外墻內側，從而使外墻體處于兩個溫度場，當室外溫度低于室內溫度時，外墻收縮的幅度比內保溫隔熱墻體的速度快；當室外氣溫高于室內氣溫時，外墻膨脹的速度高于內保溫體系，這種反復變形使內保溫體系處于一種不穩定的墻體基礎中，這種形變應力的反復作用不僅使外墻易遭受溫差應力的破壞，也易造成內保溫體系的空鼓開裂，使結構壽命縮短。

其二，是因為結構梁、柱為冷熱橋部位，局部溫差過大，導致產生結露現象，而露水的浸漬易造成保溫墻體發霉開裂。

其三，是因為目前大多數建筑在入住時會進行裝修。裝修及安裝家具時，房屋內保溫隔熱層往往遭到破壞，破壞后自己不易修復。

這些裂縫時時刻刻處于住戶視野中，對房屋的觀感及住戶的心理也會產生長期和強烈的影響，成為投訴的焦點。可喜的是有關部門已經意識到這些，于2004年下發技術公告，外墻內保溫材料被限制使用。

2、外墻外保溫

2．1外保溫材料常用做法

外保溫是將保溫隔熱材料置于外墻外側，使內部結構墻體受到保護。目前市場上外保溫材料主要有外貼聚苯板保溫、鋼絲網架夾芯聚苯板、巖棉、玻璃棉板、保溫砂漿等，最常用的為鋼絲網架夾芯聚苯板。鋼絲網架夾芯聚苯板傳統做法就是以腹絲穿透型鋼絲網架夾芯聚苯板作為保溫隔熱層，置于現澆鋼筋混凝土澆筑前外模內側，并以錨筋鉤緊鋼絲網片作為輔助固定措施與鋼筋混凝土外墻澆筑為一體。

2．2外保溫面層裂縫的原因及危害

傳統保護層做法是在鋼絲網架夾芯聚苯板外側采用20~30mm厚的普通水泥砂漿找平，兩者的收縮變形不同，引起保護層開裂、脫落等現象。保護層破壞后，保溫材料處于自然界各種外力的作用下，加速了保溫材料的老化，使得保溫材料無法與建筑本身壽命同等，而且脫落、開裂的保護層還會影響建筑的美觀。

外墻外保溫比較來說的保溫性能、抗裂性能等均比外墻內保溫要好，但是，外保溫材料用于外墻外側，直接承受來自自然界的各種因素的影響。保溫層里的主體結構冬季溫度提高，濕度降低，夏季溫度穩定，有效的阻斷冷(熱)橋，墻體熱應力減少，主體墻產生裂縫、變形、破損的危險大大減少，建筑壽命得以延長。但保溫材料一旦開裂，非但起不到保溫作用，還會對墻體起到破壞作用。因為一旦雨水或水蒸氣進入已開裂的保溫層內，不會很快的蒸發掉，墻體長期在水中，加速了墻體的老化。水分的作用還會引起內墻體發霉、長毛等現象。

不同材料的升降溫速度，導致不同的熱脹冷縮的形變速度。相鄰材料的變形速度差，會導致兩種材料的界面處產生熱應力。如框架結構與輕質填充墻，鋼筋混凝土墻的導熱系數為1.74W/(m.K)，加氣混凝土砌塊的導熱系數為0.2W/(m.K)，兩者相差8倍，水泥砂漿的導熱系數為0.93W/(m.K)與加氣混凝土相差4倍，因此會引起不同的形變速度，這種不同形變速度的兩種材料的界面會因溫度的變化產生裂縫、空鼓等現象，特別是經過一兩年的凍融循環后，鋼筋混凝土框架與輕質填充墻之間、輕質填充墻與水泥砂漿面層之間會產生嚴重的裂縫。

2．3外保溫材料的裂縫控制措施

為了解決這些裂縫，在澆筑完成后的鋼絲網架夾芯聚苯板表面，采用20~30mm聚合物抗裂水泥砂漿找平，在大大減少荷載的同時，由于阻斷了熱橋起到了良好的補充保溫效果，較少了力矩，增加了安全性。此外，當采用涂料飾面時，在聚合物抗裂水泥砂漿找平層上做抗裂砂漿復合耐堿玻釬網布做為抗裂防護層；一方面能夠有效的增加防護層拉伸強度，減少材料間由于傳熱速度不同產生的裂縫；另一方面由于能有效分散應力，可以將原本可能產生的較寬裂縫，分散成許多較細裂縫，從而形成抗裂作用。當鋼絲網架夾芯聚苯板外保溫體系飾面粘貼面磚時，應采用收縮率小的輕質砂漿找平并采用雙網構造，實現柔性漸變、減輕荷載、增加抗裂性，采取上述構造措施后抗裂性及抗震安全性會大大提高。

3．外墻自保溫

外墻自保溫主要依靠具有隔熱保溫性能的墻體材料，利用這些材料自身的性能，主要有加氣混凝土砌塊等。這些材料有一定的保溫性能，但相比保溫砂漿、聚苯板等材料來說還相差較大。例如同樣為加氣混凝土砌塊外墻，要達到外墻傳熱系數0.6，如果采用聚苯板外墻外保溫，外墻總厚度為270mm(外墻內抹灰20mm，加氣混凝土砌塊200mm，空氣層10mm，聚苯板30mm，外墻飾面10mm)；如果采用加氣混凝土砌塊自保溫則需要440mm。通過對比可看出外墻自保溫加大了外墻厚度，使用面積減小。因此，在實際工程中外墻自保溫采用較少。

保溫節能建材的運用從表面上看，要比普通建材貴一些，但從長遠來看它是非常經濟合算的，按現有的節能標準，建筑物的圍護結構(包括墻體、地面、屋面、外窗等)采取節能措施后可節能25%，其成本只是每平方米增加100~150元，節能效益在5~8年左右可收回。從目前市場運行來看，為迎合市場需求，一些不成熟的建筑節能技術匆忙上市，一些開發商為片面追求眼前利益，使用不成熟建筑節能材料，造成了大量的建筑垃圾或垃圾建筑。

結語：建筑形式是外在美的體現，建筑是否節能、環保，則是建筑內在美的體現。只有做到了內在美與外在美、形式美與內容美的統一，才是一個符合科學發展觀要求、反映人類文明進步水平的優秀建筑作品，這也是當代建筑師應當追求的目標。

參考文獻：

[1]中華人民共和國建設部《夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準》（JGJ134-2001）2001

[2]王泉，《淺談建筑節能及其應用》蕪湖職業技術學院學報2007年第9卷第1期