建筑節能
——建筑墻體的保溫設計

韓強疇

（廣東省建筑設計研究院　廣東　廣州　510010）

建筑節能
——建筑墻體的保溫設計

韓強疇

（廣東省建筑設計研究院廣東廣州510010）

本文簡要介紹當前我國建筑節能現狀，分析建筑外墻保溫節能的重要性；根據我國建筑保溫節能的政策要求，得出了外墻節能在建筑節能中占重要地位的結論，并重點探討了常用的外墻保溫技術及節能材料選用和案例分析。

建筑節能；外墻內外保溫；外墻保溫措施及對比；案例分析

隨著社會的不斷進步與科學技術的不斷發展，現在人們越來越關心我們賴以生存的地球，世界上大多數國家也已經意識到了環境對我們人類發展的重要性。要改善我們的環境問題最為重要的就是能源問題，要從根本上解決能源問題，除尋找新的能源外，節能是目前最直接有效的重要措施。

建筑能耗是指建筑物在使用過程中所消耗的能量，包括用于空調、采暖、照明、熱水供應、電氣、炊事等方面的能耗。我國建筑能耗目前已經超過一次能源消費總量的1/4，達到27%左右，是世界同緯度國家的3倍。建筑節能是在確保室內熱舒適環境的前提下，提高采暖、通風、空調、照明、炊事、家用電器和熱水供應等的能源利用效率。以氣象為主的外部環境、建筑本體及設備和室內條件是建筑節能的三大影響因素。其中建筑的外圍護結構的保溫隔熱設計可以在很大程度上減少建筑的能耗。

1　建筑外圍護結構組成部件

建筑外圍護結構組成部件（屋頂、墻、地基、隔熱材料、密封材料、門和窗、遮陽設施）的設計對建筑能耗、環境性能、室內空氣質量與用戶所處的視覺和熱舒適環境有根本的影響。一般增大圍護結構的費用僅為總投資的3～6%，而節能卻可達20～40%。通過改善建筑物圍護結構的熱工性能，在夏季可減少室外熱量傳入室內，在冬季可減少室內熱量的流失，使建筑熱環境得以改善，從而減少建筑冷、熱消耗。①提高圍護結構各組成部件的熱工性能，一般通過改變其組成材料的熱工性能實行；②根據當地的氣候、建筑的地理位置和朝向，以建筑能耗軟件DOE-2.0的計算結果為指導，選擇圍護結構組合優化設計方法；④評估圍護結構各部件與組合的技術經濟可行性，以確定技術可行、經濟合理的圍護結構。

2　外墻外保溫的構造做法（如圖1～2）

外墻外保溫的構造做法為：基層、保溫層固定、保溫層、面層。對于保溫層我們多用EPS板作為保溫材料。EPS板集節能、保溫、防水、和裝飾功能為一體，采用阻燃、自熄型聚苯乙烯泡沫塑料板材，外用專用抹面膠漿與基層墻體粘貼，輔以錨栓固定。當建筑物高度不超過20m時，也可以采用單一粘接固定方式。聚苯板防護層嵌埋有耐堿玻璃纖維網格增強的聚合物抗裂砂漿，屬薄抹灰面層，防護層厚度普通型為3～5mm，加強型為5～7mm，飾面為涂料。薄抹灰外保溫墻體從內到外的構造順序為：基層墻體、粘結層、保溫層、薄抹灰增強防護層、飾面層。薄抹灰外保溫墻體的粘結劑有液體膠黏劑和干粉料兩種產品形式，干粉料在施工現場需要按使用說明加入一定比例的水泥。聚苯板的密度在18～22kg/m3，常用厚度有30mm、35mm、40mm三種；擠塑聚苯板的密度在25～32kg/m3，在出廠前必須在自然條件下陳化42d。一般情況下錨栓包括塑料釘或具有防腐性能的金屬螺釘和帶圓盤的塑料膨脹套管兩部分。有效的錨固深度應大于25mm，塑料圓盤的直徑應大于50mm。抗裂砂漿由聚合物乳液和外加劑制成的抗裂劑，水泥和砂按一定比例制成的能滿足一定變形而保持不開裂的砂漿。耐堿網格布是在玻璃纖維網格布上，表面涂覆耐堿防水涂料，埋入抹灰膠漿中，形成薄抹灰增強防護層，提高了防護層強度。

圖1　膠粉聚苯顆粒外墻保溫體系（涂料飾面）

圖2　膠粉聚苯顆粒保溫面磚飾面系統

外墻外保溫工程必須承受風荷載不受破壞；能長期承受自重而不產生有害變；要適應基層的正常變形而不產生裂縫或空鼓；可以耐受室外氣候的長期反復作用而不產生破壞；同時使用年限不應小于25年。在罕遇地震破壞時不應從基層上脫落；高層建筑應采用防水構造措施，應具有防水滲透性能，應具有防生物侵害性能；外墻涂料必須與薄抹灰外保溫系統相兼容，其性能指標應符合外墻建筑涂料的相關要求。

3　節能建筑的外墻保溫措施

建筑中常使用的外墻保溫主要有內保溫、外保溫、內外混合保溫等方法，然而，在不同的保溫方法施工過程中，也出現了各種各樣的質量問題。

3.1外墻內保溫

圖3　外墻內保溫

外墻內保溫是在外墻的內側覆蓋苯板、保溫砂漿等保溫材料，從而使建筑達到保溫節能作用的施工方法。該施工方法具有施工方便，對建筑外墻垂直度要求不高，施工進度快等優點。外墻內保溫的缺陷是：結構冷（熱）橋的存在使局部溫差過大導致產生結露現象。由于內保溫保護的位置僅僅在建筑的內墻及梁內側，內墻及板對應的外墻部分得不到保溫材料的保護，冬天室內的墻體溫度與室內墻角（保溫墻體與不保溫板交角處）溫度差約在10℃左右，與室內的溫度差可達到15℃以上，一旦室內的濕度條件適合，在此處即可形成結露現象。而結露水的浸漬或凍融極易造成保溫隔熱墻面發霉、開裂。

3.2內外混合保溫

內外混合保溫是指在外保溫施工操作方便的部位采用外保溫，外保溫施工操作不方便的部位做內保溫，從而對建筑物進行保溫的一種施工方法。從施工操作上看，混合保溫可以提高施工速度，對外墻內保溫不能保護到的內墻、板同外墻交接處的冷（熱）橋部分進行有效的保護。然而，局部外保溫、局部內保溫混合使用的保溫方式，使整個建筑物外墻主體的不同部位產生不同的形變速度和形變尺寸，建筑結構出于不穩定的環境中，常年溫差結構形變產生裂縫，從而縮短整個建筑的壽命。

3.3外墻外保溫

外墻外保溫是將保溫隔熱體系置于外墻外側，使建筑達到保溫的施工方法，這也是目前建筑工程中最可行的外墻保溫方法。由于外保溫是將保溫隔熱體系置于外墻外側，從而使主體結構所受溫差作用大幅度下降，溫度變形減小，對結構墻體起到保護作用并可有效阻斷冷（熱）橋，有利于結構壽命的延長。從有利于結構穩定性方面來說，外保溫隔熱具有明顯的優勢，在可選擇的情況下應首選外保溫隔熱。

4　外墻內外保溫構造做法的對比

外墻內保溫的結構構造與外保溫順序相反，內保溫和外保溫不同的建筑構造造成了兩大保溫構造方式的不同，在熱穩定方面：外保溫構造的建筑室內表面溫度波動小、熱穩定性好，適用于長期使用的建筑，如居民住宅、醫院等。內保溫構造的建筑室內表面溫度波動較大，適用于短時間使用的房間，如影劇院的觀眾廳、體育館等，內保溫構造的做法可以使室內溫度較為迅速的上升，減少建筑的能耗。在熱橋問題上，外保溫構造的做法因為保溫層做在基層的墻體的外側，可以在一定程度上減少熱橋的熱損失，而內保溫做法因為保溫層做在了基層墻體的內側，無法加強內外墻連接處及外墻與樓板連接處的熱橋保溫，會導致熱橋部分的熱損失較為嚴重。

在對承重結構的保護方面：外保溫構造的保溫層做在了基層墻體的外側，充當了墻體的保護層，可避免承重結構直接受到室外溫度的劇烈波動，從而提高了建筑外墻的耐久性。而內保溫做法的保溫層因為做在了墻體內側，建筑外墻直接裸露在空氣中，直接受到室外溫度劇烈波動的影響，較之外保溫構造外墻體耐久度較低。

防止保溫材料冷凝方面：外保溫構造的基層墻體在內，采用的是密實型材料水蒸氣難以進入，如有微量的水蒸氣進入，由于在外的保溫材料為疏松型材料，水蒸氣極易蒸發出去，不會停留在保溫層內，可以防止保溫材料由于蒸汽的滲透積累而受潮。內保溫構造與之相反，由于疏松型的保溫材料在內，水蒸氣極易蒸發跑到保溫層內，外側密實型的基層墻體材料又不易將水蒸氣及時蒸發出去，在冬季水蒸氣容易在保溫層內冷凝，使保溫層受潮，從而破壞了保溫材料的保溫性能。

在舊房改造方面：外保溫構造在改造的施工中可不影響房間的使用，同時也不會占用室內建筑面積，但是外保溫的施工技術要求相對較高。

在飾面處理上：外保溫構造對外表面的保護層要求較高，內保溫和中間保溫在飾面處理上則較為簡單，但是內保溫會對二次裝修產生一定的影響。

由此可見，外保溫的做法可以降低主要結構所受熱應力作用，有效保護主體結構，提高結構的耐久性；有利于結構房屋的熱穩定性；可以防止圍護結構內部結露現象的產生；可以減小熱橋部分的熱損失并防止內表面結露；有利于對既有建筑的節能改造；同時可以節省保溫材料，降低建筑造價。但是外保溫構造的做法對保溫材料的要求比較高，保溫材料不可以受到雨水的沖刷和大氣的污染。由于外保溫構造的保溫層在外，容易受到室外氣候的影響吸濕受潮。而且外保溫做法的構造較為復雜，對施工的要求比較高，外墻因為技術要求裝修材料受到限制，使用涂料粉飾外墻要優于使用面磚裝飾。

外墻外保溫做法實例如圖4。

圖4　

5　案例分析（如圖5）

德國的建筑水平堪稱歐洲生態建筑的領導者，他們從建筑設計規劃，到工程技術、材料應用技術等多方面關注建筑減耗。從外墻保溫、先進的門窗系統到采暖和制冷方式的不斷改進和創新，系統地做到了建筑減耗。

圖5　中鷹黑森林的建筑節能外墻外保溫方案

鷹黑森林全面引進外圍護結構保溫隔熱系統，外墻采用10cm巖棉作為保溫層，相當于傳統住宅（3cmEPS）的4倍，有效做到外墻外保溫及不可燃。同時采用先進的旭格門窗配以Low-E玻璃，阻擋能耗流失同時又有效阻隔了紫外線。同時，在窗戶外邊更加選了外卷簾系統，雙重阻擋的窗戶既防止了能耗流失同時又起到防盜、防塵等作用。

在采暖和制冷方式上，采用毛細管網平面輻射系統——引領未來建筑采暖制冷的主流方式。毛細管網平面輻射可以說是一種隱形空調，它是模擬葉脈和人體毛細血管機制，由毛細管和供回水主干管構成管網。方便地安裝在頂棚、地面或墻面上，通過水作為介質，均勻地向室內輻射以達到調節室內溫度。

除了節能環保以外，中鷹黑森林更是本著以人為本的精神，為達到室內環境的舒適度對毛細管系統配以置換式新風系統，使室內空氣不斷地有新鮮的氧氣、保持最適宜的濕度。

6　結語

房地產開發商作為人居環境的建設者，建房不僅僅建一件商品，更是建筑一份對地球、對資源的尊重。首先要本著節能減排、生態環保的規劃建設理念，采用可持續的節能技術，為消費者營造生態、綠色建筑；而購房者在購房選擇的同時，也是一種支持環保節能行為的體現。

[1]王力雄.建筑節能.天津大學出版社，2004，5.

[2]劉加平.建筑物理.中國建筑工業出版社，2009，8.

[3]馬保國.外墻外保溫技術.化學工業出版社，2008，1.

TU761.1+2

A

1673-0038（2015）19-0017-03

2015-4-23