簡談建筑圍護體系保溫技術

黃煒（大慶油田工程有限公司）

建筑圍護體系保溫技術的研究目的在于有效降低采暖與空調能耗，合理為建筑節約能源。這項研究既要考慮到當地室外氣候條件，又要考慮建筑所在區域的傳熱差異。中國地域廣闊，南北溫差極大，分為嚴寒地區、寒冷地區、夏熱冬冷地區、夏熱冬暖地區以及溫和地區。根據區域氣候情況的不同，對采暖與空調也有不同程度的需求。為此，建筑圍護體系保溫技術一直得到政府和建設方的高度重視，特別是被動式節能技術等投入產出比較高的綠色技術更是得到廣泛應用。在設計階段通過測算控制好建筑的體形系數和窗墻比兩個指標之后，選擇適宜的保溫隔熱材料和構造是決定建筑圍護體系綠色低碳能效的關鍵。具體的技術形式主要有外墻保溫、倒置式屋面、高反射率飾面（冷屋頂）、種植屋面等。

1 外墻保溫技術

外墻保溫技術是廣泛用于現澆維護結構的綠色低碳技術之一。其技術原理為通過在現澆圍護結構敷設導熱性低的保溫材料，從而提升圍護結構的熱惰性達到綠色節能的目的。從保溫材料的敷設位置可以分為外墻內保溫和外墻外保溫兩種形式。

內保溫技術的實施方式是將保溫材料敷設在建筑外圍護結構墻體內側，是早期現澆維護結構建筑中常用的技術措施。其優點主要有：由于保溫材料位于圍護結構墻體內側，對墻體外飾面材料的選取和施工沒有影響，且保溫材料本身的耐候性和防水性要求不高；維護結構施工完成后再敷設保溫材料，室內作業施工方便。其缺點在于建筑外墻樓板處無法敷設保溫材料，形成冷橋，不利于節能；保溫材料位于建筑墻體內側不利于室內裝修工程效果。近年來的工程做法中也有一些內保溫技術的革新，如在保溫層中加設隔汽層，增強了復合墻體的耐候性。

外保溫技術的實施方式是將保溫材料敷設在建筑外圍護結構墻體外側，其優點是：對維護結構起到保護作用，減少室外環境如雨雪、凍融對建筑外圍護結構的損壞；對圍護結構包裹完整，有效減少維護結構中冷橋的產生；有利于建筑室內裝修。其缺點在于施工全室外作業，需要腳手架施工，且在保溫材料的選取問題上需要與外飾面材料和構造一同考慮。但是，就維護結構復合墻體的保溫隔熱整體性能來說，外保溫要優于內保溫，所以，目前的在施項目中多采用維護結構外保溫技術。

2 倒置式屋面技術

平屋頂建筑中近年來常采用倒置式屋面，即在屋面構造中將保溫層置于防水層上部。倒置式屋面相對于傳統保溫屋面來說主要優點是：保溫層位于防水層之上，能夠對防水層起到保護作用，延長防水層的使用周期；可以保證屋面的排濕功能。傳統做法是將保溫層置于防水層之下，使得保溫層和下部的找平內的水分和蒸汽不易被排除，日久造成保溫層吸水降低保溫效果，甚至導致變形破壞。倒置式屋面做法是保溫層位于防水層之上，保護防水層的同時有利于蒸汽排除，但是需要選取吸水率低的保溫材料；同時，在保溫層上部鋪設礫石或混凝土砌塊，致使保溫層內的水蒸氣能夠蒸發，從而保證屋面的保溫隔熱性能。

3 高反射率飾面技術（冷屋頂）

節能降溫涂料中添加的高反射顏填料可將太陽光中可見光的95%和紅外線的90%進行反射，總反射率可達89%，遠高于市場同類產品，從而不讓太陽光的熱量在物體表面進行累積升溫，大幅降低物體表面溫度（圖1）。同時，涂層又能自動進行輻射熱量散熱降溫，將85%的物體表面吸收的熱量輻射到大氣中去，降低物體的溫度。

圖1 高反射涂料外墻對比示意圖

對于屋面來說，采用節能涂料，節能效果明顯。再根據相應的負荷計算可以得出，相同構造情況下，比未采用節能涂料的深色屋面要節能87.5%，比中色屋面節能85.7%，比淺色屋面節能75%。對于外墻來說，采用節能涂料，東西方向節能效果最好，南向次之，北向最不好。東西向，相同構造情況下，比未采用節能涂料的深色外墻要節能66.6%，比中色外墻節能60%，比淺色外墻節能50%；南向，比未采用節能涂料的深色外墻要節能60%，比中色外墻節能50%，比淺色外墻節能33.3%；北向，比未采用節能涂料的深色及中色外墻僅僅節能33.3%，跟淺色外墻節能效果相同。

4 種植屋面

屋面作為建筑頂部圍護結構，其接受熱輻射的時間和強度最大。屋面的熱惰性高低直接影響了建筑的室內熱環境。種植屋面可以使屋面具有更好的保溫隔熱能力，通過綠植加強屋面的保溫隔熱性能（圖2）。種植屋面通過種植介質可以分為覆土種植屋面和無土種植屋面兩種。覆土種植屋面是在屋頂上鋪100 mm 左右厚的覆土，其上種植綠化植物，但此種做法增大了屋頂結構荷載，提升造價。無土種植屋面指用硅石、營養鋸末等替代覆土，其質量一般為覆土屋面質量的三分之一，但因為其質輕、松散、透水性好的特點，無土種植屋面的保溫隔熱效果要優于覆土種植屋面的隔熱效果。

圖2 種植屋面示意圖

5 結語

目前節能建筑普及任務之艱巨，為建筑圍護體系保溫技術的研究、應用、創新提供了良好的條件和廣闊的市場。只有建筑圍護體系保溫技術的日益成熟，才能有效推進節能建筑的快速普及，降低能源消耗，提高人居環境質量。因此，要盡快實現建筑圍護體系保溫技術的跨躍式發展，為促進建筑節能的普及和發展提供技術保障。