四川盆地公共建筑墻體節能應用分析

李澤峰

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四川盆地公共建筑墻體節能應用分析

李澤峰

（中國成達工程有限公司 成都 610041）

以成都為代表的四川盆地推行墻體改造已有十余年歷史，但是隨著新型墻體保溫材料的出現，以及公共建筑外觀和防火要求的越來越嚴格，應根據實際情況以及現行規范的要求，采用最優的墻體的施工方案和技術保證措施，以保證在滿足建筑節能要求的前提下達到安全、美觀、方便以及經濟的要求。

四川盆地；公共建筑；墻體節能；應用

0 引言

節能減排工作是建設資源節約、環境友好型社會的必然選擇。以成都為代表的四川盆地地區于1989年被列為全國墻改南方試點城市，自2005年8月31日成都市建筑節能管理規定出臺以來，新建建筑已經基本達到國家的節能設計標準。但是隨著經濟水平的發展，業主對建筑物外觀的審美要求也不斷提高，對節能不利的大體形系數、全玻璃幕墻建筑也不斷大量涌現，給建筑節能工作帶來了新的挑戰。另外近年來由于節能保溫系統引發的大火，也導致可燃或難燃的傳統墻體保溫材料逐漸退出歷史舞臺。

因此采用與建筑相配套的合理的墻體保溫材料及其施工方案，對公共建筑節能改造工作迫在眉睫。

1 現有新建建筑墻體保溫材料體系

1.1 墻體保溫形式介紹

建筑墻體保溫有外墻外保溫、外墻內保溫和夾心保溫三種形式。外墻內保溫將保溫材料復合在承重墻內側，因此技術及施工簡便，造價相對較低。但難以避免“熱橋”的產生；外墻外保溫將保溫材料復合在建筑物外側，因此可不破壞主體結構適用性廣，且可有效消除“熱橋”。但保溫材料直接面對室外惡劣環境；夾心保溫將絕熱材料設置在外墻中間，因此對保溫材料的強度要求不嚴格。但易產生“熱橋”，抗震性差。

1.2 目前常用墻體保溫材料介紹

根據相關文獻描述，成都市場“幾種典型保溫墻體節能性能由高到低的排序為：聚苯板外保溫系統外墻或采用聚苯板自保溫系統墻＞膠粉聚苯顆粒漿料系統外保溫墻＞硅酸鹽板外保溫系統的節能墻＞膠粉聚苯顆粒漿料內保溫墻”[1]。

但是近年來，在國家節能技術政策和節能標準的推動下，墻體節能技術迅速發展，涌現了多種采用不同材料、不同做法的墻體節能技術，同時國外的先進節能技術也進入國內市場，為公共建筑節能改造提供了良好的基礎。根據筆者調查，在公共建筑中參考文獻[1]中的幾種典型保溫墻體均已淘汰，目前四川盆地乃至全國常用的保溫材料體系如下圖（隨著防火要求的提高B1級難燃材料也必將淘汰）。

圖1 現有新建公共建筑外墻保溫體系圖

2 某典型公共建筑外墻節能應用案例分析

2.1 典型公共建筑基本參數

某典型公共建筑建筑外表面2888m2，建筑體積7989m3，體形系數0.36（滿足參考文獻[2]中0.40的要求）。根據結構設計要求，成都地區典型建筑為框架結構，墻體材料以混凝土砌塊為主，混凝土空心砌塊厚度約300mm，基本外墻構造圖如下。

圖2 框架結構外墻及屋面構造

本建筑未采取保溫措施的情況下，其外墻構造的熱工計算參數如下表所示。

表1 建筑外墻構造熱工參數計算表

不采取保溫的前提下，本建筑的外墻傳熱系數遠大于參考文獻[2]中的夏熱冬冷地區1W/(m2·K)的限制要求。

2.2 典型公共建筑節能設計

根據建筑外觀設計，外墻透明部分采用玻璃幕墻。屋面的保溫采用30mm厚聚氨酯現場發泡，門采用節能外保溫門。建筑窗墻面積比計算如表2。

根據計算可知本建筑的玻璃幕墻未達到參考文獻[3]的限值要求。

表2 建筑窗墻面積比計算表

由于2015年5月1日實施的參考文獻[3]，外墻保溫構造措施應滿足不燃A級的防火要求，目前成都市場公共建筑外墻節能絕大多數采用巖棉保溫一體板。經計算巖棉板厚度為80mm時，可滿足規范要求的傳熱系數限值，本工程采用此材料后熱工參數計算如表3。

表3 建筑外墻構造熱工參數計算表

2.3 典型公共建筑節能模擬計算

由于本建筑朝向外窗（幕墻）傳熱系數、遮陽系數不滿足標準限值要求，需經計算相對節能率不低于50%作為建筑節能達標的最終評判標準。建筑幾何模擬計算模型取現有建筑設計圖；房間內熱源，室內計算溫度等參數參照參考文獻[2]；建筑耗熱量以DOE2或其它能耗模擬軟件計算能耗，本建筑的能耗分析模型如下。

圖3 建筑的三維節能計算模型

能耗模擬計算結果如下。

表4 能耗計算結果表

續表4 能耗計算結果表

經計算，基準建筑圍護結構下建筑耗熱量指標為65.33kWh/m2，保溫后建筑圍護結構下建筑耗熱量指標為28.34kWh/m2，相對節能率為62.5%，滿足要求。即判定建筑圍護結構的總體熱工性能符合節能要求，允許采用該種保溫形式。

3 施工要點分析

隨著國家對于防火要求的日趨嚴格，以巖棉保溫裝飾一體板為代表的A級難燃外墻外保溫體系越來越占據市場主導地位。巖棉保溫裝飾一體板是通過粘貼＋機械固定（粘鉚接合）的方式安裝于外墻上，由于產品本身的自重較大以及巖棉防水要求較高等特點。在安裝的過程中，要根據板材的說明采用科學嚴密的施工組織，確保板材切割加工的合理、固定可靠、裝飾效果完美。

3.1 施工注意事項

保溫裝飾板施工前，為了安裝牢固美觀建筑的基層墻面必須清理干凈（墻表面沒有浮土、塵土、油污等），剔除墻表面的凸出物，凹面應事先用水泥砂漿抹平，并進行做毛處理。保溫裝飾板外保溫工程施工前，門窗洞口應通過驗收，如有輔框應安裝完畢，伸出墻面的預埋件、連接件應按保溫裝飾板系統的厚度留出相應的間距。為保障陽角順直，施工時在陽角板拼接的地方應掛豎向的通線。如條件允許外窗臺部位的保溫裝飾板宜伸到窗框底部，往室內方向約20mm。

保溫裝飾板施工中，首先巖棉保溫裝飾板使用專用膠粘劑將保溫裝飾板粘貼于基層（混凝土或各種砌體）墻體外表面，并輔以錨栓固定，確保保溫裝飾板與基層墻體的連接可靠；然后在相鄰板塊間填充發泡聚乙烯軟棒或發泡聚氨酯等具有保溫性的彈性材料，避免板間縫口部位形成熱橋；最后用硅酮耐候密封膠嵌填板縫表面，可防止外界水分滲入保溫系統。粘貼保溫裝飾板時，應采用點框粘法或條粘法（點框法適用于基層墻面平整度相對較差的墻面），有效粘貼面積不得少于50%。在女兒墻、陽角、門窗洞口等部位受風壓的影響大，應增加保溫裝飾板的有效粘貼面積到60%。保溫裝飾板系統分格縫的寬度宜為8mm～15mm，勒腳部位與散水相接處宜為20mm。分格縫可采用聚乙烯泡沫圓棒填滿塞緊，或先在分格縫中用發泡聚氨酯填實到一定程度后再塞聚乙烯泡沫圓棒，聚乙烯泡沫圓棒直徑是分格縫寬度的1.3倍左右。

保溫裝飾板施工期間及完工后24h內，基層及環境溫度不高于5℃，雨天和5級及以上時不得施工；夏季施工，施工表面應避免陽光直射，必要時可在腳手架搭設防曬布，遮擋墻面。如施工中突遇降雨，應采取有效措施，防止雨水沖刷墻面。基層墻體應堅實、干燥、干凈，找平層應與墻體粘結牢固，不得有脫層、空鼓、裂縫，平整度應達到普通抹灰準，且基層與膠粘劑的粘結強度不得低于0.3MPa。

3.2 施工工藝流程

巖棉保溫裝飾一體板，施工工藝流程如下。

圖4 施工工藝流程圖

竣工驗收時：應使保溫裝飾板的規格和各項技術指標以及膠粘劑、機械固定件的質量均應符合行業標準要求；保溫裝飾板與結構墻面必須粘接牢固無松動現象；保溫裝飾板保溫層厚度應符合設計要求；保溫裝飾板粘貼面積應符合要求。

圖5 安裝截面圖

4 結論

根據公共建筑外墻保溫材料的防火要求，采用巖棉保溫一體板為代表的A級不燃材料已是大勢所趨。針對此種材料的熱工性能及安裝特點，本文在理論計算的基礎上進行了建筑能耗模擬分析，得出了成都盆地最優的墻體的施工方案和技術保證措施：

（1）針對成都地區新建建筑絕大多數為框架結構，墻體材料為混凝土砌塊的特點。此情況下巖棉板厚度為80mm時，可滿足規范要求的傳熱系數限值。

我最近總是覺得你很心急。你正忙著追趕成功者的腳步，你正趕著為人生的下一個岔路口拼命準備，你正焦慮地思考怎樣才能更進一步地達成自己的人生目標。

（2）典型的坐北朝南玻璃幕墻建筑，在窗墻比0.5左右時，基準建筑圍護結構下建筑耗熱量指標為65.33kWh/m2，保溫后建筑圍護結構下建筑耗熱量指標為28.34kWh/m2，相對節能率為62.5%，可滿足滿足節能50%以上的規范要求。

（3）以巖棉為代表的復合一體板自重較大、防水要求較高，因此安裝要求相對于傳統的薄抹灰體系更加嚴格，粘鉚接合方式安裝時應注意基面的處理、板材的切割固定以及接縫、特殊天氣的應對等問題，以充分提高板材的保溫性能以及施工的可靠性。同時，復合一體板施工中應嚴格按照工藝流程進行。

實踐證明，公建外墻中以巖棉為代表的A級不燃材料外墻外保溫體系，具有美觀，室內環境好，節能效果顯著、施工方便和綜合造價低的特點。隨著新版《建筑設計防火規范》的深入落實，A級不燃復合一體板材料在公共建筑外墻保溫體系必將發揮重大的作用。

[1] 成都市墻材革新建筑節能辦公室,四川省建筑科學研究院.成都建筑節能中心新型墻材應用研究[J].建設科技,2007,(20):64-65.

[2] GB50189-2005,公共建筑節能設計標準[S].北京:中國建筑工業出版社,2005.

[4] 陸耀慶.實用供熱空調設計手冊（第2版）[M].北京:中國建筑工業出版社,2008.

[5] 公安部、住房和城鄉建設部.關于印發《民用建筑外保溫系統及外墻裝飾防火暫行規定》的通知[Z].公通字[2009]46號.

[6] 10J121-1,國家建筑標準設計圖集《外墻外保溫建筑構造》[S].北京:中國計劃出版社,2010.

[7] 付祥釗,候余波.中國夏熱冬暖地區建筑節能技術[J].建筑科技,2002,(4):43-45

[8] 鄧元媛,周吉日.西藏地區主動式太陽能采暖系統應用研究[J].制冷與空調,2015,(2):202-205..

[9] 周吉日.分析實驗樓變風量通風系統設計探討[J].制冷與空調,2015(04):407-410.

Research & Application about Wall Energy in Sichuan Public Building

Li Zefeng

( China Chengda Engineering Co., Ltd, Chengdu, 610041 )

Chengdu, Sichuan Basin, represented by the implementation of the transformation of the wall more than ten years, but with the advent of new wall insulation materials, as well as the appearance and increasingly stringent fire safety requirements for public buildings should be based on the actual situation and the existing specifications, using the best construction program and technical assurance measures of the wall, in order to ensure safe, beautiful, easy and economical to meet the requirements under the premise of building energy requirements.

Sichuan Basin; public buildings; energy-saving wall; application

1671-6612（2017）02-154-05

TU834

A

2016-01-28

作者（通訊作者）簡介：李澤峰（1973.11-），男，本科，高級工程師，E-mail：Lizefeng@chengda.com