建筑相變保溫墻結構材料分析

（內蒙古建筑職業技術學院裝飾與藝術設計學院, 內蒙古 呼和浩特 010070）

0 引言

隨著世界經濟的快速發展，能源環境問題日益凸顯，我國作為世界的能源消耗大國對能源問題尤感迫切。由于建筑圍護結構的傳熱能耗占到了建筑總能耗的80%，因此建筑圍護結構的熱工性能對建筑的能耗影響巨大，良好的保溫隔熱性能，可以使建筑內部達到一個穩定的熱環境，增加室內舒適度。在中國北方地區，晝夜溫差較大且夜間溫度低；晝夜溫差最高可達20℃以上，因此建筑墻體的保溫性能尤為重要，墻體保溫性能的優劣直接影響建筑物室內溫度的高低和舒適度。同時墻體的保溫在考慮節能的同時還應該抵御大風等惡劣氣候，保證其具有足夠的強度。

1 相變保溫墻體保溫原理

目前我國建常見的建筑外墻保溫體系主要分以下幾大類：外墻外保溫、外墻內保溫，外墻混合保溫、外墻自保溫以及外墻保溫裝飾一體化結構。外墻外保溫和外墻內保溫是將保溫材料直接固定在建筑墻體的外表面或者內表面起到保溫節能的作用。建筑墻體自保溫系統是指墻體自身即具有節能保溫的功能，可通過改變保溫材料和厚度達到墻體保溫的目的。

外墻自保溫體系的特點是將圍護結構和保溫隔熱功能復合在一起，無需附加其他保溫隔熱材料，既能滿足建筑保溫要求，又降低了使用和維護成本。

本文講述的是一種新型自保溫砌塊中填充發泡陶瓷塊以及相變材料，利用相變材料來存儲、釋放熱量，進而提高保溫效果；利用發泡陶瓷塊傳熱較慢的特性提高保溫效果；同時，利用發泡陶瓷塊整體的強度，配合加強柱來提高相變保溫墻結構的強度。

本相變保溫墻體采取的詳細技術方案為：一種相變保溫墻結構，其包括上下堆砌的多層的保溫砌塊、加強柱；每層保溫砌塊順次拼接；保溫砌塊整體呈工字形，保溫砌塊上設置有兩個貫穿的大容納腔以及貫穿的小容納腔，其特征在于：每塊保溫砌塊的兩個大容納腔以及小容納腔內均設置有相匹配的發泡陶瓷塊；發泡陶瓷塊的中心設置有貫穿孔，加強柱插入發泡陶瓷塊的貫穿孔中；發泡陶瓷塊內設置有相變材料，相變材料主要為石蠟或者其他無機相變材料，將相變材料滲入在發泡陶瓷塊內。

保溫砌塊的兩個端面還分別設置有凸起、凹槽，凸起與凹槽相匹配。建筑施工時，將凸起插入凹槽，可以方便地定位，還可以提高相變保溫墻的強度。相鄰的兩塊保溫砌塊之間還填充有保溫漿料，保溫漿料為硅酸鋁保溫漿料。可以進一步提高相變保溫墻結構的強度以及保溫效果。加強柱為常規的建筑鋼筋，這樣加強柱的取材比較方便，并且成本較低。裝飾層（一般為瓷磚層）固定設置在相變保溫墻結構的里表面或/與外表面，達到美觀、保護墻體的作用。

2 相變保溫墻體保溫構造

本相變保溫墻體結構，其包括上下堆砌的多層的保溫砌塊1、加強柱4；每層保溫砌塊1順次拼接。保溫砌塊1整體呈工字形，保溫砌塊1上設置有兩個貫穿的大容納腔11以及貫穿的小容納腔12。每塊保溫砌塊1的兩個大容納腔11以及小容納腔12內均設置有相匹配的（即分別與大容納腔11相匹配、與小容納腔12相匹配）發泡陶瓷塊2；發泡陶瓷塊2的中心設置有貫穿孔，加強柱4插入發泡陶瓷塊2的貫穿孔中。發泡陶瓷塊2內設置有相變材料3，相變材料3滲入在發泡陶瓷塊2內。相變材料3可以為相變石蠟，也可以為無機相變材料。

本相變保溫墻體結構的工作原理為：建筑施工前，保溫砌塊1放置在平面上，將相匹配的發泡陶瓷塊2放入保溫砌塊1的兩個大容納腔11以及小容納腔12，使用柱塞（比如事先準備好的木塞等）堵塞發泡陶瓷塊 2的貫穿孔，然后將融化的相變材料3倒入兩個大容納腔11以及小容納腔12中，待相變材料3冷卻固定在發泡陶瓷塊2后，將保溫砌塊1以及發泡陶瓷塊2低溫存放。建筑施工時，順次拼接每層的保溫砌塊1，然后由下往上堆砌保溫砌塊1，形成上下堆砌的多層的保溫砌塊1；然后將加強柱4插入發泡陶瓷塊2的貫穿孔中即可。

白天氣溫高于相變材料3的相變溫度時，相變材料3吸收熱量而融化，將熱量儲存；夜晚氣溫較低時相變材料 3凝固放出熱量，從而具備較好的保溫效果。由于發泡陶瓷塊2為多孔結構，發泡陶瓷塊2的傳熱較慢；若白天氣溫低于相變材料3的相變溫度，相變材料3無法融化，室內的熱量也難以傳遞到室外，從而具備較好的保溫效果。由于發泡陶瓷塊2整體具備一定的強度，加強柱4插入發泡陶瓷塊2的貫穿孔后，可以使不同層的發泡陶瓷塊2難以相對移動，從而可以提高整個相變保溫墻的強度。

保溫砌塊1的兩個端面還可以分別設置有凸起13、凹槽14，凸起13與凹槽14相匹配。建筑施工時，將凸起13插入凹槽14，可以方便地定位，還可以提高相變保溫墻的強度（即附圖2中，抵抗相變保溫墻上下錯位的強度）。相鄰的兩塊保溫砌塊1之間還可以填充有保溫漿料6，保溫漿料6為硅酸鋁保溫漿料。可以進一步提高相變保溫墻結構的強度以及保溫效果。加強柱4可以為常規的建筑鋼筋。這樣加強柱4的取材比較方便，并且成本較低。

圖1 保溫砌塊的立體示意圖

圖2 相變保溫墻結構的立體分解示意圖

圖3 剖視圖（保溫砌塊1；大容納腔11；小容納腔12；凸起13；凹槽14；發泡陶瓷塊2；相變材料3；加強柱4；裝飾層5；保溫漿料6）

4 結語

隨著新型保溫技術和材料的推廣，外墻自保溫體系的應用越來越廣泛，它符合我國的建筑節能的國情，也更適應不同區域氣候特點以及節能要求，必然會被人們越來越接受和使用。

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