建筑外墻自保溫體系應(yīng)用分析

陳敏

泰安市公共資源交易中心

建筑外墻自保溫體系應(yīng)用分析

陳敏

泰安市公共資源交易中心

當前，我國對于建筑的節(jié)能性提出了新的要求，建筑物的圍護結(jié)構(gòu)技術(shù)也進入了一個新的發(fā)展階段。外墻自保溫體系在目前建筑過程中應(yīng)用較為廣泛，以其節(jié)能、經(jīng)濟等特點受到歡迎。

建筑外墻；自保溫；應(yīng)用

1 引言

建筑能耗在當前世界上的能源消耗量中所占的比重越來越大，而我國在建筑過程所使用的能耗也同樣存在這樣的發(fā)展趨勢。建筑外墻在圍護結(jié)構(gòu)中的占用范圍較大，所以從當前的趨勢來看，建筑外墻的自保溫和節(jié)能技術(shù)顯得越來越重要。

2 圍護結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能

隨著國家對高效節(jié)能的大力提倡，人們對建筑外墻提出了新的要求，不僅僅是建筑物外墻的美觀度，人們也更加重視建筑物所帶來的舒適度及保溫性能。以此為出發(fā)點，建筑商在進行施工與選擇施工材料時更加重視節(jié)能性、經(jīng)濟性、保溫性。建筑圍護結(jié)構(gòu)對于建筑物來說具有良好的保溫性能，可以科學(xué)合理地控制建筑物外部與內(nèi)部之間的熱量進行交換[1]，一方面可以使人們所希望的溫度達到要求，另一方面也可以實現(xiàn)節(jié)能的目標。在建筑物消耗的能量中，外圍結(jié)構(gòu)占了較大的比重，所以若想有效削減建筑能耗并提高保溫效果，就要加大對建筑外墻的控制，提高技術(shù)水平。

3 外墻保溫體系的分類

據(jù)了解，目前的外墻保溫體系有4種，分別為：外墻外保溫、外墻內(nèi)保溫、外墻混合保溫和外墻自保溫，外墻自保溫體系的廣泛使得人們對其研究越來越深入。外墻自保溫指的是建筑物不使用夾芯保溫層，而是通過對建筑材料的改變，加入適量的陶料等保溫材料，或者通過提高技術(shù)水平改變墻體的空隙，從而實現(xiàn)外墻結(jié)構(gòu)的保溫體系。首先，墻體自身有一定的保溫隔熱效果，加上一些保溫材料的使用能夠達到更好的保溫效果。在市場上，經(jīng)常見到的自保溫材料多種多樣，都能夠很好地實現(xiàn)保溫性能。自保溫體系以其自身方便易行、使用年限久等優(yōu)點廣受歡迎，但其也存在著一些缺點：熱橋問題較嚴重并且需及時進行處理；設(shè)計標準較高等。

4 外墻自保溫技術(shù)

4.1 結(jié)構(gòu)形式及經(jīng)濟分析

在自保溫體系中，墻體的厚度大都在180mm與240mm之間。當前，外墻自保溫體系有兩種結(jié)構(gòu)（以220mm框架結(jié)構(gòu)為例進行說明）：一種是220mm自保溫材料搭配建筑物墻體專用砂漿；另一種是用超過220mm的材料搭配專用砂漿[2]。無論兩者中的哪一種結(jié)構(gòu)，都需要進行進一步的處理，考慮所使用的混凝土的處理，建設(shè)保溫層，做好保溫體系。同時，要選用合適的保溫材料，提高技術(shù)水平，防止建筑墻體出現(xiàn)問題。

從生命周期理論對建筑的方案進行分析，評價一個建筑項目的經(jīng)濟效益。將使用外墻自保溫體系的建筑與普通的建筑外墻進行對比可以發(fā)現(xiàn)：盡管自保溫外墻的生產(chǎn)成本比普通外墻要高大約45%，但是卻可以達到減少大約125元/㎡的空調(diào)使用費的效果；一年中，尤其以夏季和冬季的節(jié)能效應(yīng)最為明顯，下面就詳細闡述夏季和冬季節(jié)能效果。

在夏季和冬季，室內(nèi)外溫度懸殊，要保證樓層內(nèi)人們居住的舒適性，須使墻體有很好的隔熱、保溫效果。鑒于節(jié)能和保溫性能方面考慮，外墻節(jié)能技術(shù)應(yīng)該具有良好的節(jié)能效果并且所用材料可以經(jīng)久耐用；由于各地區(qū)氣候、環(huán)境等因素各不相同，室內(nèi)外溫差也不盡統(tǒng)一，因此外墻節(jié)能技術(shù)要因地制宜，對氣候有差異的地區(qū)、環(huán)境各異的地區(qū)的建筑，甚至包括建筑風(fēng)格不同，樓層高度相異、占地面積不同等建筑以及不同建筑標準的建筑，應(yīng)該根據(jù)各個地區(qū)建筑的環(huán)境、建筑標準、使用需求等情況選用適用不同環(huán)境下的墻體節(jié)能技術(shù)。目前我國自主研發(fā)的多款節(jié)能砌塊的導(dǎo)熱系數(shù)已接近（0.12～0.3）W/m.K的高水平，在寒冷的北方室內(nèi)外溫差較高，采暖地區(qū)砌體厚300mm～370mm，墻體的傳熱系數(shù)可以＜0.5W/（m2.k），在南方由于天氣炎熱，砌體厚240mm，傳熱系數(shù)可以＜1W/（m2.k），均能滿足不同地區(qū)55%或者70%的節(jié)能標準。無論是在炎熱的南方，還是在寒冷的北方，自保溫材料墻體均能縮短施工時間、減少工程費用和維修費用，并且在很大程度上增加了墻體結(jié)構(gòu)和主體建筑結(jié)構(gòu)的使用壽命等非常顯著的綜合效果和經(jīng)濟效益。全國多個大中城市逐步認識到自保溫墻體節(jié)能技術(shù)的重要性和必要性，并加以推廣使用；比如江蘇省已經(jīng)在各個城市內(nèi)進行推廣實施，而成都、合肥、武漢等城市也相繼在2009年、2010年組織會議，研討相關(guān)推廣事宜，四川省已經(jīng)編寫出“建筑自保溫墻體熱工性能技術(shù)導(dǎo)則”來指導(dǎo)和督促四川各地區(qū)建筑自保溫墻體材料的推廣應(yīng)用。

經(jīng)研究分析和實際建筑工程反映,節(jié)能建筑外墻保溫材料,選擇墻體自保溫材料,如保溫磚、砂加氣砌塊等,其熱阻指標均能滿足節(jié)能標準的要求,并且具有節(jié)能、經(jīng)濟、環(huán)保、耐用等特點,應(yīng)用前景非常好。相關(guān)部門應(yīng)盡快制定其施工驗收技術(shù)規(guī)程,以便更好地推廣應(yīng)用于各地區(qū)的建筑中。

4.2 技術(shù)問題及措施

我國地域廣闊，針對不同地區(qū)的外墻自保溫結(jié)構(gòu)，所采用的墻體厚度也有一定的區(qū)別，厚度的確定需要根據(jù)當?shù)氐臍夂?、溫度等因素的變化情況進行分析，厚度的不同又會影響其他的施工方面，需要進行具體問題具體分析，從而設(shè)計出符合當?shù)氐淖员伢w系。例如我國北方和南方的建筑外墻就有較大的差別。同時，要對建筑物是否適合使用自保溫體系進行分析，其問題的關(guān)鍵在于建筑物的構(gòu)造。在設(shè)計的過程可能會出現(xiàn)以下幾個值得注意的地方：

(1)熱橋問題

建筑外墻圍護中經(jīng)常會出現(xiàn)熱橋，無論是外保溫體系還是自保溫體系，不僅會影響能耗，還會有結(jié)露，因此需要進行及時處理。相對于外保溫體系，自保溫體系的問題相對難以處理。根據(jù)保溫層厚度不同可以分為三種情況進行分析：一種是熱橋不大于50mm時，通過外漏柱結(jié)構(gòu)進行處理；第二種是熱橋介于50mm和100mm之間時，采用半包柱結(jié)構(gòu)的形式；第三種是熱橋大于100mm時，采用全包柱結(jié)構(gòu)。因此，當發(fā)生熱橋問題時，根據(jù)熱橋厚度的不同而采取相應(yīng)的應(yīng)對措施。

(2)材料選擇及阻燃性能考慮

在外墻自保溫體系中需要較多的專用材料，例如砂漿，砂漿的熱度要與外墻自保溫體系中的保溫性能相適應(yīng)，如果過高或過低都會影響保溫效果。泡沫混凝土、混凝土砌塊等都是較為常用的自保溫材料。泡沫混凝土是一種常見的輕質(zhì)保溫材料；而混凝土砌塊則是一種效果較佳的節(jié)能材料，通過使用可以使導(dǎo)熱指標降低以及加快工程建設(shè)速度。就我國研發(fā)出的節(jié)能砌塊來看，它已經(jīng)能夠達到（0.12～0.3）W/m.K的導(dǎo)熱水平。在南方地區(qū)，若使用砌塊使砌體厚度達到240mm時，就可以降低1W/（m2.k）的傳熱指標，這可以實現(xiàn)地區(qū)65%左右的節(jié)能指標。同時，無論在北方還是南方，這種自保溫體系都可以達到減少工程周期、降低成本等效果，也會增加墻體的穩(wěn)固性和延長使用時間?，F(xiàn)在，這種建造技術(shù)已在我國多個地方使用和推廣，技術(shù)水平也在不斷更新。

建筑節(jié)能與防火性能同樣重要，不能顧此失彼，這兩項要求是我國建筑標準的根本要求。我國建筑節(jié)能工作的逐步推廣，也使越來越多的人關(guān)注墻體保溫系統(tǒng)的防火安全性能，尤其是近年來國內(nèi)發(fā)生多起嚴重火災(zāi)都與墻體材料的選用有很大的關(guān)系，因此要從根本上提高建筑節(jié)能標準，選用既節(jié)能又阻燃的材料，以滿足建筑標準要求。因此在自保溫材料的選用方面要慎之又慎，既要能保證節(jié)能保溫的效果，又要兼顧材料的防火性能。相關(guān)部門要認識到外墻保溫系統(tǒng)的防火安全性的重要性，并嚴格按建筑標準執(zhí)行和監(jiān)督。

此外，應(yīng)當前國家高效節(jié)能的號召，節(jié)能材料目前已應(yīng)用到建筑過程中。相比較居民一直以來所使用的暖氣供熱系統(tǒng)，通過使用市場上出現(xiàn)的節(jié)能材料不僅可以達到同樣的保溫效果，而且可以大大降低能耗，大致可以降低50%左右[3]。據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，使用1噸節(jié)能材料可以減少3噸煤的使用，這可以在很大程度上減少當前我國對煤資源的過度使用，緩解資源短缺現(xiàn)狀。此外，通過使用節(jié)能材料而結(jié)余的效益相當于生產(chǎn)成本的10倍，實現(xiàn)生態(tài)效益與經(jīng)濟效益的統(tǒng)一。當前我國的節(jié)能保溫材料尚處在一個初步發(fā)展階段，因此，需要不斷加大技術(shù)投入，充分利用各種材料能源，從而使這種實用性較強的技術(shù)進行推廣。

5 結(jié)語

建筑外墻自保溫體系與當前我國的建筑業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀相適應(yīng)，所以使用范圍越來越廣，不僅能夠促進節(jié)能材料的發(fā)展，不斷開發(fā)新材料，建筑技術(shù)也會得到進一步的改進和發(fā)展，并且能夠在以后的建筑物中顯現(xiàn)出其重要性。

[1]劉琳,邸芃.建筑外墻自保溫體系應(yīng)用分析[J].消防科學(xué)與技術(shù),2015(11):1451～1454.

[2]王海軍,劉琳,巴特爾.建筑外墻自保溫體系應(yīng)用分析[J].硅酸鹽通報,2016(1):179～184+191.

[3]王偉超,李壯文.建筑外墻保溫節(jié)能技術(shù)研究進展[J].科技導(dǎo)報,2013(13):76～79.