建筑外墙节能技术的应用及特点

2022-09-11

建筑节能是指在建筑物的规划、设计、建设和使用过程中, 依照建筑节能标准, 采取技术上可行、经济上合理以及环境和社会可以接受的措施, 采用新型建筑材料和建筑节能新技术、新工艺等提高建筑围护结构的保温隔热性能和建筑物用能系统效率, 在保证建筑物室内热环境质量的前提下, 减少供热采暖、照明、热水供应等各个环节中的损失和浪费, 并与可再生能源利用、保护生态平衡和改善人居环境紧密结合, 更加有效合理地利用资源。我国北方地区冬季寒冷, 集中供热面积大, 采暖能耗是建筑能耗的最大组成部分, 建筑物的防寒保温问题是关系能源消耗的关键。如何提高建筑外墙的保温性能将对建筑节约能源消耗的一个重要问题。

1 常用建筑外墙的节能技术

我国传统建筑外墙一般为实心砖粘土砖墙, 严寒地区厚度为1.5~2砖, 寒冷地区厚度为1~1.5砖, 不仅占用大量田地, 围护结构保温隔热性也较差。因此墙体保温节能可采用外墙夹芯保温、外墙内保温、外墙外保温等措施。

2 建筑外墙保温技术的特点

(1) 外墙夹芯保温:多年以来, 我国建筑墙体一般采用单一材料, 如空心砌块墙体、加气混凝土墙体等。单一材料导热系数大, 一般为高效保温材料的20倍以上, 由于建筑节能的需要, 将保温材料置于同一外墙的内、外侧墙片之间, 内、外侧墙片均可采用传统的粘土砖、混凝土空心砌块等。外墙夹芯保温对内侧墙片和保温材料形成有效的保护, 对保温材料的选材要求不高, 聚苯乙烯、玻璃棉、岩棉等各种材料均可使用;同时对施工季节和施工条件的要求不十分高, 不影响冬期施工。但此类墙体与传统墙体相比尚偏厚, 且内、外侧墙片之间需有连接件连接, 构造较传统墙体复杂且抗震不利。虽然近年来有一定应用, 但范围不大。

(2) 外墙内保温:外墙内保温是外墙的内侧使用苯板、保温砂浆、挤塑聚苯乙烯板、硅酸铝保温涂层等保温材料, 从而使建筑达到保温节能作用的施工方法。它的优点在于: (1) 保温材料不受室外气候因素的影响, 无须特殊的防护, 取材方便; (2) 内保温材料被楼板所分隔, 仅在一个层高范围内施工, 不需搭设脚手架; (3) 外墙内保温具有施工方便, 对建筑外墙垂直度要求不高, 施工进度快等优点。工程上也经常的被采用。但是, 外墙内保温也逐渐显露出一些缺陷, 如: (1) 围护结构内部温差过大导致产生结露现象。在寒冷的冬天, 热桥不仅会造成额外的热损失, 还可能使外墙内表面潮湿、结露, 甚至发霉和淌水; (2) 许多种类的内保温做法, 由于材料、构造、施工等原因, 饰面层出现开裂; (3) 不便于用户二次装修和吊挂装饰物; (4) 占用室内使用空间; (5) 由于圈梁、楼板、构造柱得不到保温材料的保护, 引起热桥反应, 热损失较大; (6) 对旧有建筑进行节能改造时, 对居民的日常生活干扰较大。而结露水的浸渍或冻融极易造成保温隔热墙面变形、断裂, 这种选择并不理想。

(3) 外墙外保温:外墙外保温, 是在主体结构的外侧贴以保温层再做饰面层, 使建筑达到保温的施工方法。随着保温材料与技术的不断改进, 外墙外保温的优越性日益被人们接受并加以应用。其具体优点如下。

(1) 适用范围广。外保温不仅适用于北方需冬季保温地区的采暖建筑, 也适用于南方需夏季隔热地区的空调建筑;既适用于新建建筑, 也适用于既有建筑的节能改造; (2) 保温效果明显。外墙既要承重又要起保温作用, 外墙厚度必然较厚。采用高效保温材料后, 墙厚得以减薄。由于外保温避免了“热桥”影响, 在采用同样厚度的保温材料条件下, 外保温要比内保温的热损失减少约20%, 从而节约了热能; (3) 保护主体结构。置于建筑物外侧的保温层, 大大减少了自然界温度、湿度、紫外线等对主体结构内部产生的应力的影响, 保护了主体结构防止风吹雨淋和风化以及碱骨料的反应等对主体外墙的侵蚀, 延长了整个工程的使用寿命; (4) 易控制墙面裂缝。外墙外保温的做法是将建筑物的全部结构穿上了一件棉袄, 使其完全处于室内的温度环境下, 年温差一般波动不大, 可以忽略其形变的产生的影响。受室外环境温度影响较大只是外保温的外表面, 因此外保温墙体控制裂缝要比内保温墙体控制裂缝的发生容易的多; (5) 有利于改善室内环境。外保温不仅提高了墙体的保温隔热性能, 而且增加了室内的热稳定性。它在一定程度上阻止了雨水等对墙体的浸湿, 提高了墙体的防潮性能, 可避免室内的结露、霉斑等现象, 因而创造了舒适的室内居住环境; (6) 扩大室内的使用空间。与内保温相比, 采用外墙外保温使每户使用面积约增加1.3m2~1.8m2, 使单位使用面积造价得到降低; (7) 利于旧房改造。外保温则可以避免搬动家具、施工扰民、甚至临时搬迁等诸多麻烦发生。当外墙必须进行装修或抗震加固时, 加做外保温是最经济、最有利的方法。不影响居民在室内的正常生活和工作; (8) 便于丰富外立面:在施工外保温的同时, 还可以利用聚苯板作成凹进或凸出墙面的线条, 及其它各种形状的装饰物, 不仅施工方便。而且丰富了建筑物外立面。特别对既有建筑进行节能改造时, 不仅使建筑物获得更好的保温隔热效果, 而且可以同时进行立面改造, 使既有建筑外貌焕然一新。

由于外保温是将保温隔热体系置于外墙外侧, 从而使主体结构所受温差作用影响大幅度下降, 温度变形减小, 基本消除“热桥”的影响, 有利于延长建筑结构寿命。因此从有利于结构稳定性方面来说, 外保温隔热具有明显的优势, 加上有节约能源、改善热环境等一系列好处, 综合效应十分显著。在可选择的情况下应首选外保温隔热。

3 我国普遍采用的外墙外保温技术

3.1 膨胀聚苯乙烯泡沫塑料板薄抹灰并用玻璃纤维加强的外墙外保温系统

该系统以聚合物砂浆作粘结剂, 将EPS板固定在墙体外侧 (若需要时也可用锚栓做辅助固定) , 并在外表面再做聚合物砂浆薄抹灰耐碱玻纤网格布保护层和饰面层。其中粘结剂承受了该体系全部荷载。

3.2 聚苯板与砼一次现浇外墙外保温系统

该系统是将保温板置于墙体外模板内侧, 外保温板和墙体一次成活, 拆模后保温板与墙体合而为一, 因此节省了人力、时间以及安装费用。这种体系主要用于现浇混凝土多、高层住宅, 但它的构造节点、安装工艺等还有待于进一步完善。

工程中除上述介绍以外, 还常将胶粉聚苯颗粒保温浆料抹在墙体外侧作为保温层的外墙外保温系统, 采用导热系数更小的挤塑型聚苯乙烯为外保温材料的墙体等技术。以上几种外墙外保温技术, 由于采用的材料与施工工艺有所不同, 因此各自的适用范围也不尽相同。使用中应根据所设计的建筑的造价、环境等各方面的因素优化选择。

摘要：建筑节能是我国节能工作的重点, 介绍了建筑外墙节能技术的种类以及当前我国普遍应用的外墙外保温系统。

关键词：建筑节能,外墙保温,技术特点