淺談新型建筑節(jié)能墻體材料及其施工技術(shù)

張艷成等

摘要：本文通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，總結(jié)了目前在建筑中正在推廣使用的新型節(jié)能墻體材料，并對(duì)材料進(jìn)行歸類。總結(jié)幾類節(jié)能墻體材料的施工工藝，并對(duì)其在使用過程中出現(xiàn)的顯著優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析和總結(jié)，以供參考。

關(guān)鍵詞：節(jié)能墻體 外保溫 內(nèi)保溫

1 概述

據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，全世界有近30%的能源消耗在建筑上，在我國(guó)建筑能耗已經(jīng)超過全國(guó)能量消費(fèi)總量的1/3，并且仍呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。因此，降低用于建筑物之上的耗能，降低單位建筑面積的耗能率，對(duì)我國(guó)實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)起著至關(guān)重要的作用。

我國(guó)的建筑節(jié)能目標(biāo)為：“到2010年，城鎮(zhèn)建筑節(jié)能達(dá)到50%，其中各特大城市和部分大城市率先實(shí)施節(jié)能65%的標(biāo)準(zhǔn)，到2020年實(shí)現(xiàn)大部分既有建筑的節(jié)能改造，新建建筑東部地區(qū)要實(shí)現(xiàn)節(jié)能率75%，中部和西部也要爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)節(jié)能率65%。”要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，我們分析一組資料。建筑節(jié)能的內(nèi)涵包括圍護(hù)結(jié)構(gòu)（墻體、門窗、屋面）節(jié)能；設(shè)備節(jié)能；照明節(jié)能；運(yùn)行管理節(jié)能；制造過程節(jié)能；建造過程節(jié)能；可再生能源利用。其中，建筑節(jié)能的難點(diǎn)在于圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能。墻體作為維護(hù)結(jié)構(gòu)的一種，墻體材料在房屋建材中約占70%，是建材的重要組成，建筑物能量的損耗約50%來自墻體。建筑能耗細(xì)分后各自所占比例約為：外墻25.6%，窗戶23.7%，換氣23.1%，樓梯間隔

墻10.8%，屋頂8.6%，陽臺(tái)門3.1%，地面2.3%，戶門2.8%。

從以上資料可知，對(duì)于建筑物來說，墻體節(jié)能性能的強(qiáng)弱，直接影響建筑物的耗能量。要實(shí)現(xiàn)國(guó)家建筑業(yè)降低能耗的目標(biāo)，必須加大對(duì)新型建筑節(jié)能墻體材料的研發(fā)、使用和推廣。

2 建筑節(jié)能墻體材料的分類

建筑保溫節(jié)能墻體材料按品種分，主要包括磚、塊、板等。其中磚、塊類材料由原來的實(shí)心磚、塊材料轉(zhuǎn)化為現(xiàn)在的保溫節(jié)能空心材料。例如：空心黏土磚、普通混凝土小型空心砌塊、砼多孔磚、砼空心磚、輕集料砼小型空心砌塊、煤矸石燒結(jié)空心磚、粉煤灰多孔磚等。板材主要包括輕質(zhì)內(nèi)墻隔條板和復(fù)合板材。其中輕質(zhì)內(nèi)墻隔板條包括：石膏條板、輕質(zhì)混凝土條板、植物維條板、植物維條板、硅鎂加氣水泥隔墻板；復(fù)合墻板主要包括：聚苯乙烯夾芯復(fù)合板、聚氨酯夾芯復(fù)合板、混凝土巖棉復(fù)合外墻板。

按材質(zhì)，節(jié)能墻體材料可分為無機(jī)保溫材料、有機(jī)保溫材料兩大類。無機(jī)絕熱保溫材料又包括泡沫混凝土、加氣混凝土、巖棉纖維、硅藻土、膨脹蛭石、膨脹珍珠巖及其制品等。有機(jī)保溫絕熱材料包括：泡沫塑料、植物纖維類絕熱板等。

目前，節(jié)能墻體材料多種多樣，涵蓋從內(nèi)墻的磚體砌塊，到外墻的保溫層、裝飾層，都均存在各種保溫材料，但由于在材料使用過程中，受到成本、強(qiáng)度、耐蝕性、耐久性的影響，在建筑的保溫材料選擇的考慮過程中需要合理搭配各類型節(jié)能墻體材料。做到既能達(dá)到所需保溫效果，又可以減少施工步驟節(jié)約成本，又滿足建筑本身強(qiáng)度、耐久性的考驗(yàn)。

3 建筑節(jié)能墻體體系

本文認(rèn)為，在建筑墻體施工過程中，采用不同的墻體材料和施工工藝，所建造形成的具有一定構(gòu)造的墻體系統(tǒng)叫做墻體體系。目前，形成的比較完善的節(jié)能墻體體系有四種，分別是外墻外保溫墻體體系、外墻內(nèi)保溫墻體體系、夾心復(fù)合保溫墻體體系、自保溫墻體體系。這四種保溫墻體體系，選擇不同的墻材進(jìn)行組合加工，其保溫隔熱性能各具特點(diǎn)，可適用于我國(guó)的嚴(yán)寒地區(qū)、寒冷地區(qū)、夏熱冬冷等地區(qū)的建筑保溫。

一般來說，在建筑物里，北方的能耗在于采暖，適合采用外墻外保溫墻體體系；南方地區(qū)，建筑耗能主要在于制冷，宜采用外墻內(nèi)保溫墻體體系、自保溫體系或復(fù)合保溫墻體體系。下面介紹4種墻體體系的施工方法以及其優(yōu)缺點(diǎn)。

3.1 外墻外保溫墻體體系

外墻外保溫技術(shù)是將保溫層設(shè)置在墻體外側(cè)，然后用耐堿玻纖網(wǎng)布和聚合物砂漿組成的纖維增強(qiáng)層或鋼絲網(wǎng)防水水泥砂漿做保護(hù)層，在保護(hù)層上進(jìn)行飾面。

3.1.1 外墻外保溫系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

①提高防水功能和氣密性，保護(hù)主體結(jié)構(gòu)，延長(zhǎng)建筑物壽命。保溫層在建筑物維護(hù)結(jié)構(gòu)外側(cè)起到隔離作用，降低了外界雨、雪、紫外線、有害腐蝕物質(zhì)等對(duì)主體結(jié)構(gòu)的侵蝕作用而提高主體結(jié)構(gòu)的耐久性緩沖了，溫度導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)內(nèi)應(yīng)力。②基本消除了鋼筋混凝土樓板處或框架梁、柱處的“熱橋”，降低熱量損失，同時(shí)也防止熱橋部位產(chǎn)生結(jié)露。③適用范圍廣。既適用于新建建筑、也適用于舊建筑物節(jié)能改造。④有利于室內(nèi)熱舒適度。墻體由傳熱體轉(zhuǎn)變?yōu)樾顭狍w，可在一定程度上穩(wěn)定氣溫。⑤不減少使用面積，也有利于室內(nèi)裝修。⑥可使產(chǎn)品構(gòu)件化，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、工廠化生產(chǎn)，裝配化施工。產(chǎn)品可以做成帶飾面的保溫板，降低現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的質(zhì)量的控制難度。

3.1.2 外墻外保溫系統(tǒng)的缺點(diǎn)

①外墻外保溫系統(tǒng)受外墻裝飾面壽命影響，在建筑使用期間內(nèi)，有保溫層脫落現(xiàn)象。因此，外墻外保溫系統(tǒng)日常的維護(hù)及維修，在使用一段時(shí)間之后，會(huì)產(chǎn)生新的花費(fèi)。但目前為止，該費(fèi)用由開發(fā)商來承擔(dān)還是由業(yè)主來承擔(dān)尚無定論。②保溫層易燃，存在防火隱患。由于外墻外保溫系統(tǒng)在安裝和使用過程中，保溫板質(zhì)量以及施工過程管理出現(xiàn)的問題，有資料顯示，近年來，國(guó)內(nèi)已發(fā)生多起由外墻外保溫系統(tǒng)引發(fā)的火災(zāi)的案例。③目前為止，外墻外保溫系統(tǒng)施工工序復(fù)雜，要求高，施工管理水平相對(duì)較低，質(zhì)量得不到良好的保證。④地震作用后，外墻外保溫系統(tǒng)耐久性受到極大影響，導(dǎo)致質(zhì)量下降。

3.2 外墻內(nèi)保溫墻體體系

外墻內(nèi)保溫是將保溫材料粘貼或錨固在墻體內(nèi)側(cè)，在保溫層表面設(shè)鋼絲網(wǎng)粉刷層、膠粘劑加耐堿玻纖網(wǎng)抹面層等防護(hù)層。保溫材料有聚苯板、玻璃棉板、珍珠巖板等。

3.2.1 外墻內(nèi)保溫系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

①外墻內(nèi)保溫體系的優(yōu)點(diǎn)在于造價(jià)低，施工簡(jiǎn)便，相對(duì)經(jīng)濟(jì)。其一是可以充分利用工業(yè)廢棄物；其二是在室內(nèi)施工，無需考慮天氣影響，也無需施工防護(hù)。②安全可靠。保溫材料粘貼或掛貼于墻內(nèi)，絕對(duì)高度低，因此，在施工過程中安全性較高。③由于保溫板在室內(nèi)，受外界惡劣環(huán)境的影響較小，因此，對(duì)飾面和保溫材料耐候性要求較低。

3.2.2 外墻內(nèi)保溫系統(tǒng)的缺點(diǎn)

①“熱橋”不容易解決。鋼筋混凝土樓板處或框架梁、柱處，在通風(fēng)較差部位容易結(jié)露、結(jié)水，需要另做專門措施。②占用了室內(nèi)的使用空間，也不利于室內(nèi)裝修和既有建筑的節(jié)能改造。由于主體結(jié)構(gòu)跨度和尺寸一定的條件下，內(nèi)保溫將使室內(nèi)內(nèi)部空間尺寸減小，使空間利用率降低。③由于墻體的內(nèi)外溫差應(yīng)力不同，導(dǎo)致室內(nèi)飾面層容易開裂，影響美觀和使用。④由于保溫板材料屬于高分子難降解材料，因此，存在著“白色污染”問題。

3.3 夾心復(fù)合保溫墻體體系

夾芯保溫復(fù)合外墻，是由內(nèi)頁墻、保溫層、外頁墻三層構(gòu)成。根據(jù)構(gòu)造特點(diǎn)不同，外墻夾芯保溫可分為填充式外墻夾芯保溫和發(fā)泡式夾芯保溫。填充式外墻夾芯保溫即在外墻體內(nèi)、外頁墻之間放置保溫板材。發(fā)泡式夾芯保溫即在內(nèi)、外頁墻中采用現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡，使泡沫塑料充填于夾芯墻中。

3.3.1 夾心復(fù)合保溫系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

①可有效保護(hù)保溫材料。②絕熱性能優(yōu)異。③夾芯部分厚度可調(diào)，對(duì)施工季節(jié)和氣候條件要求低。④造價(jià)較低。

3.3.2 夾心復(fù)合保溫系統(tǒng)的缺點(diǎn)

①墻體厚度較大，構(gòu)造復(fù)雜。②存在熱橋。③抗震性較差。④墻體結(jié)構(gòu)易破壞。

3.4 自保溫墻體體系

外墻自保溫體系是指以單一墻體材料，通常是各種空心保溫磚塊材料，即能滿足現(xiàn)有節(jié)能要求的外墻保溫體系，保溫材料即墻體材料本身，一般多應(yīng)用于非承重墻體。

3.4.1 自保溫墻體系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

①安全性高。②可以達(dá)到與建筑物同壽命。③圍護(hù)與保溫一體化。④方便外裝修和二次內(nèi)裝修。⑤經(jīng)濟(jì)性好。⑥墻體材料體系研發(fā)與省地、廢棄物的資源化利用等政策相結(jié)合。

3.4.2 自保溫墻體系統(tǒng)的缺點(diǎn)

①強(qiáng)度較低，抗裂性不理想。②存在熱橋。③寒冷地區(qū)，要達(dá)到節(jié)能65%，厚度大。④短肢剪力墻大量應(yīng)用，使墻體比例降低。

4 結(jié)論

總之，在進(jìn)行建筑墻體節(jié)能設(shè)計(jì)的過程中，需要因地制宜，選擇最為合適的墻體材和墻體保溫體系，以期最終達(dá)到，既降低建筑成本，又達(dá)到節(jié)能目標(biāo)，并且也能使建筑具有良好的保溫效果的墻體節(jié)能設(shè)計(jì)。

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作者簡(jiǎn)介：

張艷成（1963-），男，湖北武漢人，碩士，工程師，交通部注冊(cè)檢師。