墻體自保溫技術(shù)在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

谷文琳

摘要：在當(dāng)前的建筑市場(chǎng)發(fā)展背景下，綠色建筑設(shè)計(jì)的理念逐漸深入人心，在建筑工程設(shè)計(jì)中充分體現(xiàn)低碳、節(jié)能、環(huán)保為主題的構(gòu)思理念，形成人與社會(huì)和諧相處的環(huán)境氛圍，那么在建筑設(shè)計(jì)建造中作為封閉主體的圍護(hù)結(jié)構(gòu)部分就顯得至關(guān)重要，墻體自保溫技術(shù)的應(yīng)用使建筑工程進(jìn)入了新的領(lǐng)域，設(shè)計(jì)環(huán)保節(jié)能的優(yōu)良建筑也是當(dāng)今建筑行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)所在。

關(guān)鍵詞：墻體自保溫；節(jié)能設(shè)計(jì)

引言

目前，我國(guó)在建筑施工領(lǐng)域中有著大量的能源消耗，使用能降低能源消耗的新型材料已經(jīng)迫在眉睫，綠色建筑的設(shè)計(jì)也越來(lái)越受到人們的重視。本人參與了鄭州市航空港河?xùn)|五號(hào)安置區(qū)學(xué)校建設(shè)項(xiàng)目的建筑設(shè)計(jì)工作，以墻體自保溫技術(shù)以及新型材料的實(shí)施應(yīng)用作為案例分析，介紹本人在項(xiàng)目設(shè)計(jì)工作中遇到的問(wèn)題以及解決的方法，推動(dòng)墻體自保溫技術(shù)在實(shí)際建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)能源的極大節(jié)約。

1、工程實(shí)例概況

鄭州航空港經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)驗(yàn)區(qū)（鄭州新鄭綜合保稅區(qū)）河?xùn)|五號(hào)安置區(qū)學(xué)校建設(shè)項(xiàng)目，坐落于河南省鄭州市，南側(cè)為鄰里東路，北接幸安西路，冬臨和睦路東側(cè)，西至規(guī)劃六路。本項(xiàng)目建筑物使用性質(zhì)為公共建筑，2#行政綜合樓為高層建筑，其它均為多層建筑，本工程規(guī)劃總用地面積64304.49㎡，總建筑面積55349.86㎡，建筑基地面積12525.06㎡，容積率0.75，綠化率35.58%。

2、工程實(shí)例項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案論述

2018年初始，項(xiàng)目組接到了該設(shè)計(jì)任務(wù)，實(shí)地考察該項(xiàng)目位置的地質(zhì)地貌。鄭州地處中原，屬于溫帶季風(fēng)氣候，四季氣溫變化明顯，冬季天氣比較寒冷最低溫度能達(dá)到零下十幾攝氏度，春秋風(fēng)沙嚴(yán)重，夏季多雨悶熱是該地氣候的主要表征。依據(jù)規(guī)范要求，建筑面積單棟建筑大于300㎡的，或建筑面積單棟小于或等于300㎡但建筑群總建筑面積大于1000㎡的列為甲類建筑[1]。該節(jié)能類型為甲類建筑，建筑用途為學(xué)校，氣候分區(qū)為寒冷地區(qū)，建筑朝向?yàn)槟舷?，建筑結(jié)構(gòu)類型為框架結(jié)構(gòu)。在對(duì)墻體的節(jié)能體系進(jìn)行選擇時(shí)，首先想到的就是傳統(tǒng)的外墻外保溫技術(shù)，采用該技術(shù)可以達(dá)到很好的外立面效果，有效的消除熱橋帶來(lái)的負(fù)面影響，但是同樣也存在如施工工藝復(fù)雜、檢測(cè)費(fèi)用較高等問(wèn)題，提高了建筑物的整體成本。為了增加學(xué)校教學(xué)用房使用時(shí)的舒適度，提高學(xué)校的整體使用年限，針對(duì)該項(xiàng)目的相關(guān)數(shù)據(jù)以及地理位置的特殊性，本人翻閱了的大量建筑節(jié)能資料，提出采用新型墻體自保溫技術(shù)設(shè)想，這樣既能提高整個(gè)體系的防火性、安全性和耐用性，又能縮減保溫層的施工流程，加快施工進(jìn)度，使建筑物在外觀美感度上有所提升，在環(huán)保節(jié)能領(lǐng)域上有所創(chuàng)新。甲方與單位領(lǐng)導(dǎo)對(duì)該提議表示贊同，下面著重對(duì)2#行政綜合樓的墻體節(jié)能設(shè)計(jì)做全方位的介紹。

3、墻體自保溫技術(shù)在節(jié)能設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1 基層墻體材料

該學(xué)校建設(shè)項(xiàng)目外墻采用的是蒸壓加氣混凝土砌塊作為自保溫的基層墻體，外墻使用蒸壓加氣混凝土砌塊材料是常用的做法之一，就是用主成分含有鈣和硅物質(zhì)材料為原材料，添加發(fā)氣劑后利用水進(jìn)行攪拌，經(jīng)過(guò)化學(xué)反應(yīng)后使得物質(zhì)間間隙加大，再經(jīng)過(guò)澆筑成型、預(yù)養(yǎng)切割和蒸壓養(yǎng)護(hù)等處理，最后形成多孔硅酸鹽砌塊，它通常在一些單位體積較大、建筑結(jié)構(gòu)施工技術(shù)簡(jiǎn)單的建筑中應(yīng)用。業(yè)界對(duì)蒸壓加氣混凝土砌塊的制品有著較為成熟的經(jīng)驗(yàn)，不管是制品技術(shù)或者是質(zhì)量控制都較為成熟，可以使用此類材料實(shí)現(xiàn)對(duì)墻體的自保溫節(jié)能，通過(guò)目前的報(bào)道，已經(jīng)能夠達(dá)到超過(guò)一半的節(jié)能保溫標(biāo)準(zhǔn)[2]。

3.2 墻體熱工設(shè)計(jì)

采取合理的墻體布置結(jié)構(gòu)，也有利于節(jié)能計(jì)算，經(jīng)計(jì)算2#樓節(jié)能計(jì)算總建筑面積為5395.03m2，建筑外表面積為5814.11m2，建筑體積部分為23342.39 m3，總高28.50m，建成共7層的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)主體，體型系數(shù)為0.25，建筑功能主要有師生閱覽室、閱覽休息室、教師辦公室、行政辦公室、社團(tuán)協(xié)會(huì)活動(dòng)中心等。因本項(xiàng)目處于寒冷地區(qū)，需要對(duì)墻體中的鋼筋混凝土柱、梁、過(guò)梁、構(gòu)造柱等熱橋部位外側(cè)做外保溫方式處理，使熱橋部位不結(jié)露，同時(shí)又滿足抗裂、防水、防火等功能，進(jìn)而滿足熱工性能的相關(guān)建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。

如下圖所示為本項(xiàng)目2#行政綜合樓的節(jié)能模型，表格為本項(xiàng)目2#行政綜合樓的外墻主體部分構(gòu)造、熱橋梁的具體參數(shù)：

表中砌塊墻體的導(dǎo)熱系數(shù)以及蓄熱系數(shù)采用1.05的修正系數(shù)主要原因是考慮專用砂漿對(duì)其的影響，因此對(duì)整個(gè)自保溫體系性能來(lái)說(shuō)抹灰砂漿的選擇至關(guān)重要，普通水泥砂漿的容重一般為 1800kg/m3，導(dǎo)熱系數(shù)為0.93W/（m·K），大大高于墻體材料的導(dǎo)熱系數(shù)，而專用的抹面砂漿的導(dǎo)熱系數(shù)能達(dá)到 0.20W/（m·K）[3]。因此降低抹灰砂漿的導(dǎo)熱系數(shù)，使其導(dǎo)熱系數(shù)無(wú)限接近墻體材料，充分發(fā)揮其保溫隔熱的作用，又同時(shí)具有抗裂性能，是對(duì)抹灰砂漿最主要的要求[4]。

3.3 墻體自保溫構(gòu)造

砌塊墻體自保溫體系的設(shè)計(jì)包括砌塊墻體主體部位和熱橋部位的設(shè)計(jì)。為了達(dá)到建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)對(duì)墻體保溫體系的要求，在應(yīng)用砌塊墻體的同時(shí)對(duì)熱橋?qū)嵤┍卮胧?。砌塊墻體自保溫體系中的熱橋部位外保溫可采用砌體挑出方式處理，挑出尺寸不宜大于墻體厚度的1/4，且不大于60mm，挑出形成的凹槽經(jīng)保溫處理后宜與砌塊墻體表面齊平[3]。砌塊墻體與結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接處結(jié)構(gòu)構(gòu)件外表面保溫隔熱如圖所示。砌塊墻體挑出數(shù)值應(yīng)建立在對(duì)砌體局部受壓承載力計(jì)算的基礎(chǔ)上，結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施也要保證是適宜的。

4、墻體自保溫技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)應(yīng)用中存在的問(wèn)題分析

通過(guò)本項(xiàng)目的節(jié)能設(shè)計(jì)，也發(fā)現(xiàn)了自保溫技術(shù)存在的一些問(wèn)題。（1）墻體自保溫技術(shù)僅適用于夏熱冬冷地區(qū)，寒冷地區(qū)等，如果用在北方一些地區(qū)，盡管在體系中附加保溫砂漿，經(jīng)計(jì)算也會(huì)發(fā)現(xiàn)外墻厚度過(guò)大，顯然是不合理的。（2）墻體自保溫砌塊的各項(xiàng)指標(biāo)性能對(duì)建筑物的整體絕熱效果至關(guān)重要，要有嚴(yán)格的規(guī)范和圖集加以約束，對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)從而形成標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)置專業(yè)的機(jī)構(gòu)對(duì)產(chǎn)品各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量，還要有監(jiān)督部門定期抽查，只有這樣才能保證自保溫基層墻體的質(zhì)量，從而達(dá)到保溫絕熱效果。

墻體自保溫技術(shù)的大量運(yùn)用需要長(zhǎng)時(shí)間的磨合，在實(shí)踐中總結(jié)出一套適合建筑群體自保溫技術(shù)的應(yīng)用方法，在城市的發(fā)展規(guī)劃中，設(shè)計(jì)環(huán)保節(jié)能的建筑理念已經(jīng)排在前位，這是未來(lái)城市建筑設(shè)計(jì)發(fā)展的趨勢(shì)。

對(duì)墻體自保溫技術(shù)有以下幾點(diǎn)感觸和建議：首先在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，每一階段都要認(rèn)真負(fù)責(zé)，從一開(kāi)始的設(shè)計(jì)方案選擇到設(shè)計(jì)方案的最終確定，再到采購(gòu)、施工階段，以及工程主體收尾等，這些重要環(huán)節(jié)都要環(huán)環(huán)緊扣嚴(yán)格把關(guān)，規(guī)范管理墻體自保溫技術(shù)在市場(chǎng)中的運(yùn)用，不能推廣缺乏冷、熱橋配套技術(shù)措施、和一些不具備條件的自保溫體系技術(shù)；其次對(duì)于這樣一個(gè)系統(tǒng)的工程，隨著自保溫技術(shù)的不斷發(fā)展，新型材料的開(kāi)發(fā)也是必然存在的，相關(guān)部門要做好相應(yīng)工作，避免新型技術(shù)收到低質(zhì)量材料的沖擊，確保新型材料能有廣闊的發(fā)展空間，最后建筑設(shè)計(jì)人員在日常工作中要不斷積累專業(yè)技術(shù)資料，對(duì)地方標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)規(guī)程要深入了解并逐步完善，在實(shí)踐中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)彌補(bǔ)不足，為新能源建筑的注入打好基礎(chǔ)。

5、結(jié)論

通過(guò)對(duì)河?xùn)|五號(hào)安置區(qū)學(xué)校墻體自保溫技術(shù)的節(jié)能設(shè)計(jì)分析可以看到，墻體自保溫砌塊的運(yùn)用屬于結(jié)構(gòu)保溫一體化模式，施工起來(lái)比較方便、成本較低又體現(xiàn)了保溫好絕熱性能好的優(yōu)點(diǎn)，不僅是技術(shù)性能還是在經(jīng)濟(jì)方面都有著顯著地優(yōu)勢(shì)。而傳統(tǒng)的保溫模式隨著時(shí)間的推移其保溫材料的性能會(huì)大大降低，而墻體自保溫砌塊則具有良好的耐久性能，此外自保溫砌塊還能達(dá)到A級(jí)的防火要求，目前對(duì)于人員密集場(chǎng)所供我們選擇的材料相對(duì)還是比較少。

選用此項(xiàng)技術(shù)也要綜合考慮建筑物的地理環(huán)境以及其他圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能等條件，因地制宜才能把自保溫體系技術(shù)較好的呈現(xiàn)在建筑設(shè)計(jì)實(shí)體中。好的建筑設(shè)計(jì)工作者要在實(shí)踐中不斷探索，了解建筑市場(chǎng)新的變化需求，才能將完美的建筑設(shè)計(jì)作品呈現(xiàn)在人們的視野中。綠色節(jié)能環(huán)保是百年大計(jì)，也是我們新一代建筑設(shè)計(jì)人的責(zé)任。

參考文獻(xiàn)

[1]河南省公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) DBJ41/T 075-2016

[2]李錚、萬(wàn)才濤等. 墻體自保溫技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)[J].磚瓦，2019（01）

[3]砌塊墻體自保溫體系技術(shù)規(guī)程 DBJ 41/T100-2015

[4]陳紅霞、謝厚禮等.非承重墻體自保溫體系技術(shù)性能要求與分析[J].墻材革新與建筑節(jié)能，2011（01）

（作者單位：上海華都建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司 200092 上海）