浅谈预制保温墙体的发展与应用

2022-09-21

随着各国工业化进程的不断加快, 能源消耗越来越高, 世界能源需求以每年2%的比率增长, 而这些能源大约有30%能耗在建筑物上。我国既有的400多亿米城乡建筑中, 99%为高耗能建筑, 新建的房屋建筑中, 95%仍是高耗能建筑。我国资源占有量不到世界平均水平的1/5, 而单位建筑面积耗能是气候接近的发达国家的3~5倍。我国现有的建筑总面积以每年15%~20%的速度递增, 而建筑在建造和使用过程中直接消耗的能源占全社会总能耗的30%以上, 并呈继续上升趋势。切实落实我国建筑节能工作, 降低建筑能耗, 有效缓解我国能源紧张状况, 促进我国能源、经济、环境的可持续发展, 其意义和影响十分重大。建筑节能 (Energy efficiency in building) 将成为提高社会能源使用效率的首要方面。

墙体是围护结构的主体, 其所用材料的保温性能和保温形式直接影响建筑的耗能量。我国建筑用墙发展到今天, 仍是以单一墙体为主, 包括实心粘土砖墙体、空心砖和空心砌块墙体、加气混凝土墙体等。其中实心粘土砖仍占我国墙体总量的80%, 不仅大量破坏土地、消耗能源, 而且破坏生态、污染环境;其它单一材料墙体也往往难以同时满足承重与保温、隔热的要求。因此, 在满足建筑保温节能要求的前提下, 由两种及以上材料组成的复合墙体已经成为建筑墙体的主流。

1 预制保温墙体的发展现状

1.1 基本分类

目前, 在国内外使用的保温墙体大都为复合墙体。复合墙体一般采用钢筋混凝土作为承重墙, 并与节能材料复合。常见的复合墙体形式有内保温复合墙体、外保温复合墙体以及预制保温墙体三种。

(1) 内保温复合墙体。

内保温复合墙体就是在外墙内表面设置保温层, 起到保温作用。虽然内保温复合墙体一般为干作业施工, 具有施工进度快的优点, 但也存在许多缺点: (1) 在建筑体中存在热桥现象, 会造成保温效果下降, 易产生结露现象。 (2) 易使内部保温层出现裂纹, 造成保温系统的使用寿命减少。 (3) 占用室内空间, 也形不成对外侧墙体的保护。

(2) 外保温复合墙体。

外保温复合墙体的做法是将绝热材料复合在承重墙外侧。相比内保温复合墙体, 虽然外保温复合墙体具有保护主体结构, 基本消除热桥影响的优点, 但也存在一些缺点: (1) 防火问题:尽管采用了阻燃材料, 但在房屋内部发生火灾时, 大火仍然会从窗户洞口往外燃烧, 波及窗口四周的聚苯保温层。 (2) 高层建筑保温层抗风压、特别是抵抗负风压的问题。 (3) 外层面砖不宜粘贴。

(3) 预制保温墙体。

预制保温墙体 (预制夹芯保温墙体) 是集承重、保温、维护或装饰为一体的新型保温墙体。这种墙体是在预制构件厂制作加工, 然后运输至施工现场进行拼装。它一般是由混凝土内外预制墙、保温材料及连接内外墙的连接件组成的夹芯墙体。目前, 常用的预制混凝土剪力墙构件是预制混凝土夹心墙板。该墙体是将预制混凝土墙体做成夹层, 把珍珠岩、木屑、矿棉、玻璃棉、聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料等填入夹层中, 形成保温层。与普通保温墙体相比, 预制保温墙体具有很多优点: (1) 系统有效地保护了保温材料。由于保温材料被夹在两部分墙体之间, 所以能有效的防止外界因素对保温材料的破坏。 (2) 在预制厂进行预制, 适用于大规模生产。

1.2 工程应用

墙体保温材料是影响节能型墙体发展的重要因素。我国新型墙体材料发展较快, 1996年新型墙体材料产量为1849.88亿块标准砖, 到2006年增长到18459.5亿标准砖, 增长了10倍, 新型墙体材料在墙体材料重量中的比例由25.2%上升到42.1%。

目前, 从我国的墙体保温系统应用来看, 建筑保温系统约有70%的外保温系统、约25%的内保温系统。1999年以前, 我国墙体保温主要是通过外墙内保温实现的。2001年外墙保温施工中约有90%。但由于保温材料现场搅拌的操作方式使得实际厚度难以控制。加之部分材料生产企业为追求高利润, 偷工减料, 使保温墙体厚度经常有偏差, 容易开裂。

近些年外墙外保温多了起来, 外墙内保温则有减少的趋势。2002年, 建设部根据国内墙体保温的几种做法, 制订了EPS板外墙外保温体系、EPS颗粒保温浆料外墙外保温体系、EPS板现浇混凝土外墙外保温体系等相关的标准和图集, 为规范和引导市场起到了相当大的推动作用。

1.3 技术经济分析

预制保温墙体造价费用较传统墙体高, 但综合经济效益将大大地提高。随着材料生产的规模化及其材料、人工费用的降低, 其造价也一定会大幅下降。预制保温墙体虽然还存在一些问题, 但从长远看它可以节省采暖用煤、电等能源。在使用面积不变的情况下, 同墙体厚度减少, 使其建筑面积减少, 可减少工程前期费用、城市配套费用、设计费用等各项与之相关费用, 可以减轻墙体自重, 降低建筑物基础费用。

2 工业化发展中的应用前景

在我国国家科技支撑计划“十一五”发展纲要中规定:“要实现新建建筑总能耗降低50%以上, 新建建筑采暖能耗降低60%~65%。”

从世界建筑业发展过程来看, 工厂化预制和装配程度的提高, 预应力技术的应用, 是住宅产业现代化和工业化的必然趋势, 发达国家预制构件不仅占有绝对大的比例, 而且在技术上不断得到发展。预制保温墙体的预制墙体的开发与应用是推进建筑节能和加快住宅产业化发展的重要途径之一。大力发展节能型建筑已成为我国的一项基本政策。建设节能型建筑, 对节能型建筑材料尤其是预制保温墙体需求量巨大。预制保温墙体在我国具有非常广阔的应用前景。

尽管目前预制保温墙体对设计、施工、安装要求都较高, 要在各大城市发展还需要不断完善;但是随着预制保温墙体试验研究的不断深入、设计水平的提高以及施工技术的发展, 通过一系列的改进措施必将使预制保温墙体在工业化发展中存在问题得到有效的解决。

摘要：分析了建筑保温节能的重要性, 系统的介绍了国内外保温墙体的形式及各自特点, 论述了预制保温墙体的这一新型保温墙体的发展现状及应用前景。

关键词：保温节能,夹芯保温,预制墙体,工业化发展