夏熱冬冷地區(qū)外墻保溫裝飾

魏海濤

摘 要：我國(guó)建筑行業(yè)中的能耗消耗比率較高，而且能耗使用結(jié)構(gòu)不合理，在建筑能耗中通過(guò)外墻保溫散失的熱量比例較大，因此利用外墻保溫來(lái)實(shí)現(xiàn)建筑能耗節(jié)約是關(guān)鍵目標(biāo)。對(duì)夏熱冬冷地區(qū)來(lái)說(shuō)，使用外墻保溫裝飾一體化具有較大的保溫隔熱優(yōu)勢(shì)。

關(guān)鍵詞：建筑能耗；外墻保溫裝飾；一體化系統(tǒng)；熱工性能；熱橋

我國(guó)是一個(gè)建筑大國(guó)，對(duì)建筑節(jié)能的要求越來(lái)越高，政府相關(guān)部門(mén)不斷加大對(duì)建筑能耗的審查力度，保證建筑能耗中的質(zhì)量和節(jié)約。我國(guó)建筑能耗中通過(guò)外墻傳遞冷熱量的比例較大，因此對(duì)于加強(qiáng)外墻保溫技術(shù)的研究有利于實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能。而外墻保溫裝飾一體化系統(tǒng)中的熱工性能和熱橋是外墻保溫技術(shù)中的重點(diǎn)研究方向。

1 外墻保溫裝飾一體化系統(tǒng)概述

外墻保溫裝飾一體化系統(tǒng)組成部分主要包括墻體保溫和立面裝飾兩個(gè)部分，保溫材料主要有擠塑聚苯乙烯、模塑聚苯乙烯和聚氨酯等；立面裝飾材料主要有彩色鋁板飾面、彩色鋼板外飾面等。外墻保溫裝飾一體化系統(tǒng)采用的主要施工方法有濕貼加錨固法、無(wú)龍骨干掛法、龍骨干掛法。

外墻保溫裝飾一體化系統(tǒng)有效地解決了保溫和裝飾隔離的問(wèn)題，保證了系統(tǒng)施工質(zhì)量、節(jié)約了施工周期以及降低了系統(tǒng)的綜合成本。首先，外墻保溫裝飾一體化系統(tǒng)中一體化板材外飾面品種豐富，在工廠內(nèi)采用現(xiàn)代機(jī)械化技術(shù)生產(chǎn)，進(jìn)行施工時(shí)避免了再次加工，保證了產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定；其次，一體化板材是由同一家生產(chǎn)商生產(chǎn)，在生產(chǎn)過(guò)程中有效的節(jié)約了時(shí)間，安裝工序簡(jiǎn)單，因此大大縮短了施工工期；最后，外墻保溫裝飾一體化中的保溫層加瓷磚比傳統(tǒng)方式安全、施工簡(jiǎn)單，保溫層加涂料的后期維修成本低，保溫加干掛石材的初始投資成本比傳統(tǒng)保溫要小，所以一體化系統(tǒng)的綜合成本具有較大優(yōu)勢(shì)。

2 外墻保溫裝飾一體化系統(tǒng)熱工性能分析

我國(guó)目前夏熱冬冷地區(qū)所采用的外墻保溫裝飾一體化系統(tǒng)主要有鋁合金聚氨酯保溫裝飾一體化系統(tǒng)、石材干掛外墻保溫系統(tǒng)和彩鋼板預(yù)制干掛外墻外保溫系統(tǒng)這三大系統(tǒng)，共同構(gòu)成了外墻保溫裝飾一體化系統(tǒng)中的熱功能性系統(tǒng)。

2.1 鋁合金聚氨酯保溫裝飾一體化系統(tǒng)熱功能性分析

分別對(duì)基層墻體材料選用鉆土空心磚、混凝土多孔磚、蒸壓灰磚和實(shí)心粘土磚。具體構(gòu)造法如下：

鉆土空心磚在250mm厚度的粉刷及內(nèi)飾面中的導(dǎo)熱系數(shù)為0.59w/m·k，系統(tǒng)傳熱系數(shù)為0.51w/m·k；混凝土多孔磚在250mm厚度的粉刷及內(nèi)飾面中的導(dǎo)熱系數(shù)為0.75w/m·k，系統(tǒng)傳熱系數(shù)為0.51w/m·k；蒸壓灰磚在250mm厚度的粉刷及內(nèi)飾面中的導(dǎo)熱系數(shù)為1.12w/m·k，系統(tǒng)傳熱系數(shù)為0.54w/m·k；實(shí)心粘土磚在250mm厚度的粉刷及內(nèi)飾面中的導(dǎo)熱系數(shù)為0.82w/m·k，系統(tǒng)傳熱系數(shù)為0.52w/m·k。新版《公共節(jié)能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB 50189-2005中規(guī)定的夏熱冬冷地區(qū)外墻保溫系統(tǒng)的傳熱系數(shù)K≦1.0W/m2·K，以及依據(jù)不同體形系數(shù)指標(biāo)所規(guī)定的不同外墻傳熱系數(shù)限值K≦0.8W/m2·K。根據(jù)計(jì)算結(jié)果可知，一體化系統(tǒng)采用不同的基層材料墻體的傳熱系數(shù)都小于夏熱冬冷地區(qū)節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的外墻傳熱系數(shù)的限值，因此，鋁合金聚氨酯保溫裝飾一體化系統(tǒng)在夏冷冬熱地區(qū)的應(yīng)用會(huì)實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能的目標(biāo)。

2.2 石材干掛外墻保溫系統(tǒng)熱工性能分析

石材干掛外墻保溫系統(tǒng)主要組成部分為墻體結(jié)構(gòu)層、保溫層和飾面層。對(duì)石材干掛外墻保溫系統(tǒng)的基層墻體材料進(jìn)行構(gòu)造來(lái)研究石材干掛外墻保溫系統(tǒng)的熱工性能。

厚度為25mm的內(nèi)層內(nèi)飾面中的導(dǎo)熱系數(shù)為0.89w/m·k；厚度為250mm的砼墻中的導(dǎo)熱系數(shù)為1.76w/m·k；厚度為150mm中的龍骨和空氣層系統(tǒng)，其空氣間距較大，不考慮熱阻；厚度為25mm的XPS保溫板，導(dǎo)熱系數(shù)為0.05w/m·k；厚度為35mm的石材，導(dǎo)熱系數(shù)為3.5w/m·k，通過(guò)計(jì)算得出石材干掛外墻保溫系統(tǒng)的傳熱系數(shù)K=0.8W/m2·K。但是由于150mm厚度空間內(nèi)的空氣間距較大，因此無(wú)法較好地起到保溫隔熱的作用，因此在石材系統(tǒng)中將石材與金屬構(gòu)件的傳熱計(jì)算到系統(tǒng)中的傳熱系數(shù)中，通過(guò)選取厚度為30mm、導(dǎo)熱系數(shù)為62w/m·k的不銹鋼石材掛件，計(jì)算得出系統(tǒng)平均傳熱系數(shù)為1.0W/m2·K。因此可知石材的傳熱系數(shù)大大增加，保證了系統(tǒng)中的傳熱性能。

2.3 彩鋼板預(yù)制干掛外墻外保溫系統(tǒng)熱工性能分析

彩鋼板中采用的泡沫彩鋼板、聚氨酯彩鋼板、玻璃棉彩鋼板等保溫材料具有良好的保溫隔熱效果。對(duì)彩鋼板預(yù)制干掛外墻外保溫系統(tǒng)的主墻體材料研究熱工性能的具體構(gòu)造如下：

內(nèi)層厚度為25mm的內(nèi)飾面的導(dǎo)熱系數(shù)為0.89w/m·k；厚度為250mm的砼墻中的導(dǎo)熱系數(shù)為1.76w/m·k；厚度為150mm—300mm的龍骨和空氣層系統(tǒng)中的空氣間距較大，不考慮熱阻；最后是厚度為25mm的彩鋼板，熱阻R=0.59m2·K/w，不考慮空氣間隔的嚴(yán)肅得出傳熱系數(shù)K=0.88W/m2·K。接著考慮到空氣間距的因素，選取厚度為25mm、導(dǎo)熱系數(shù)為60w/m·k的彩鋼板，計(jì)算得出的系統(tǒng)平均傳熱系數(shù)為1.02W/m2·K.由此可知，系統(tǒng)地傳熱系數(shù)增加了16%，有效地保障了彩鋼板預(yù)制干掛外墻外保溫系統(tǒng)中的傳熱性能。

3 外墻保溫裝飾一體化系統(tǒng)熱橋分析

熱橋是指處在外墻和屋面等圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的一些部位，這些部位熱流相對(duì)密集、內(nèi)表面溫度較低、傳熱能力較強(qiáng)，稱為熱橋。建筑結(jié)構(gòu)中的熱橋主要是由于該部位的傳熱系數(shù)相對(duì)于其部位周?chē)膫鳠嵯禂?shù)要大，保溫性能較差所致使形成。外墻保溫裝飾一體化系統(tǒng)熱橋的影響主要表現(xiàn)為復(fù)合龍骨和金屬龍骨對(duì)一體化系統(tǒng)傳熱性能的影響。

3.1 外墻保溫裝飾一體化系統(tǒng)復(fù)合龍骨熱橋傳熱性能分析

不同規(guī)格的復(fù)合龍骨對(duì)系統(tǒng)傳熱性能的影響不同，分別選取寬度為0.05m、0.1m、0.15m、0.2m的龍骨進(jìn)行研究分析比較其熱橋的傳熱性能。0.05m寬度的龍骨傳熱系數(shù)為0.558W/m2·K，0.1m寬度的龍骨傳熱系數(shù)為0.560W/m2·K，0.15m寬度的龍骨傳熱系數(shù)為0.562W/m2·K，0.2m寬度的龍骨傳熱系數(shù)為0.564W/m2·K，傳熱系數(shù)增長(zhǎng)率分別為1.50%、1.90%、2.25%和2.57%。由此得出隨著復(fù)合龍骨的寬度增加，系統(tǒng)傳熱性呈現(xiàn)增大趨勢(shì)。

3.2 外墻保溫裝飾一體化系統(tǒng)金屬龍骨熱橋傳熱性能分析

與符合龍骨一樣金屬龍骨的規(guī)格不同，其對(duì)系統(tǒng)傳熱性能也不同，分別選取寬度為0.05m、0.1m、0.15m、0.2m的龍骨進(jìn)行研究分析比較其熱橋的傳熱性能。龍骨傳熱系數(shù)分別為0.592W/m2·K、0.593W/m2·K0.594W/m2·K、0.594W/m2·K，傳熱系數(shù)增長(zhǎng)率分別為7.66%、7.96%、8.07%和8.12%。由此得出隨著金屬龍骨的寬度增加，系統(tǒng)傳熱性能也增大。

綜上可知，外墻保溫裝飾一體化系統(tǒng)的熱工性能和熱橋在夏熱冬冷地區(qū)中的應(yīng)用，有效保障了該地區(qū)的建筑能耗，從而對(duì)我國(guó)實(shí)現(xiàn)建筑能耗節(jié)約具有重大意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 成書(shū)珊，陳曉明，何韶瑤.夏熱冬冷地區(qū)建筑外墻保溫節(jié)能策略研究[J].建筑技術(shù)，2014（08）：722-725.

[2] 程海峰，高瑞凱，張虎，陳鵬剛.薄封閉空氣間層對(duì)外墻保溫系統(tǒng)熱工性能的影響[J].建筑科學(xué)，2014（12）：43-48.