帥計紅 劉衛平
(1.太原市城市規劃設計研究院,山西太原 030002;2.太原市建筑設計研究院,山西太原 030002)
現今居住建筑有以下三種節能途徑:1)改進采暖供熱系統,例如:利用新型能源,提高供熱能源的利用率;采用自保溫管網或對輸送管網采取保溫措施;從設計階段入手在確保供熱性能及滿足國家規范的前提下嚴格控制室內外管網線路,減少不必要的熱損失;按戶計量,提高用戶的節能意識,將被動節能變為主動節能;2)改進建筑圍護結構熱工性能,即在外墻體保溫,屋面保溫,門窗熱工性能;3)引入可再生能源利用系統,從而減少常規能源的使用。本文主要研究圍護結構的保溫形式。
根據建筑結構、施工難易程度、成本控制及既有建筑改造等情況的不同,圍護結構根據上述因素采用的保溫形式也不同。根據保溫層設置部位及方式的不同,建筑采用的保溫形式主要有外墻內保溫、外墻外保溫、夾芯保溫和整體式保溫四種形式。
外墻內保溫就是在主體圍護結構內側增設保溫隔熱材料,具有造價低、施工便捷、技術成熟的特點,目前應用較廣;但是在嚴寒或寒冷地區,冬采暖,夏制冷,室內溫差較小,室內外溫差大,墻體溫度不穩定,升溫快,降溫也快,直接造成內保溫體系的不穩定性,甚至因為外墻承受反復溫差應力破壞而導致保溫層開裂等問題。此外,內保溫存在許多問題,如:“熱橋”效應、保溫層易開裂,影響二次裝修;保溫層容易因內墻懸掛和固定物件破壞。目前,內保溫保溫做法[1]有:增強水泥復合聚苯保溫板、增強石膏復合聚苯保溫板、聚合物砂漿復合聚苯保溫板、抹聚苯顆粒保溫料漿加抗裂砂漿壓入網格布等。其技術和空間上的不合理性,決定了其必然要被外保溫技術所代替。外墻內保溫優缺點總結見表1。

表1 外墻內保溫的優缺點
外墻外保溫[2]就是在主體圍護結構外側增設保溫隔熱材料,其系統構造:粘結層、保溫層、抹面層、飾面層及其配件,飾面層需采用通透性較好的材料。外保溫與內保溫相比,優勢明顯,技術更合理,保溫效果更好。該形式一定程度減弱“冷熱橋”及“冷凝”效應,減小主體結構承受的溫度應力,還能保護建筑結構,延長建筑壽命,進而提高建筑耐久性和民居舒適度。
目前,市場上主要有A級防火保溫材料和B級防火保溫材料,但考慮造價等因素,主要采用B級防火保溫材料,其導熱系數低,防火性能差,導致火災事件頻有發生,例如:北京央視新址火災、南京中環國際廣場火災、哈爾濱“經緯360度”雙子星大廈火災等,都是由外保溫材料防火性能差引起的,給國家和人民造成嚴重的生命和財產損失。其優缺點總結如表2所示。

表2 外墻外保溫的優缺點
夾芯保溫是將保溫材料置于外墻的內、外側墻片之間的一種外墻保溫技術。實際工程中弊端較多,其優缺點如表3所示。

表3 夾芯保溫的優缺點

表4 整體式保溫隔熱建筑的優點
傳統的供暖方式,無論圍護結構采用內保溫還是外保溫,都沒有考慮樓層之間的相互熱傳遞,從而整棟建筑物因為樓層樓板之間的熱傳遞而保持統一溫度,此時,若有幾家鄰居不采暖,就會導致溫差傳遞,造成采暖用戶熱量損失,減少不必要的經濟損失;同時由于圍護結構保溫形式的先天性缺失,在現今分戶熱計量,傳統采暖形式下,導致用戶室內升溫慢降溫快,出現“室內”溫差效應,用戶利益得不到根本保證。目前,大部分地區采用分戶計量采暖,采暖費與熱量消耗成正比,這樣用戶就要求在室溫舒適[3]的前提耗能越少越好,即經濟利益最大化,整體式保溫建筑就是基于這種理念,考慮用戶自身利益而提出新型保溫措施,是在主體結構完工的基礎上,對建筑物內墻及其樓面進行保溫處理。整體式保溫具有升溫快、降溫慢、耗能低、經濟利益最大化等優勢,而且能保證室內濕度要求,冬暖夏涼,能使人在繁華、快節奏、壓力大的大都市享受到農村“土窯洞”般的舒適生活。此外,輕質保溫材料代替傳統普通水泥砂漿抹灰,自重減輕,抗震性能提高;保溫層保護主體結構,減弱溫度應力,延長建筑物壽命;消除或減弱“熱橋”效應;消除墻體表面潮濕、結露、發霉、淌水等問題。整體保溫兼有內保溫與外保溫的優點,規避二者的缺陷。其自身獨特的優點總結見表4。
本文對當前居住建筑圍護結構所采用保溫形式進行了介紹,指出了各自的優缺點,特別是對整體式保溫隔熱建筑所采用的整體式保溫做了詳細的介紹,分析了它兼有外墻內、外保溫的優點及它自身獨有的優勢,對實際工程保溫形式的采用具有積極重要的指導意義。
[1]王 晶.淺談幾種建筑圍護結構節能設計[J].甘肅科技,2006,22(7):158-159.
[2]張澤平,李 珠,董彥莉.建筑保溫節能墻體的發展現狀與展望[J].工程力學學報,2007,24(sup):121-127.
[3]代學靈.玻化微珠整體式保溫隔熱建筑研究[D].太原:太原理工大學,2010.