建筑外墻保溫形式選擇與優化
——以國家電網輸電線路防災技術實驗室建設和完善工程為例

文/張保超 長沙市建筑設計院有限責任公司 湖南長沙 410007

1、項目概況

國家電網輸電線路防災技術實驗室建設和完善工程（以下簡稱：防災技術實驗室）由湖南省電力公司投資建設，總用地面積為63549m2，凈用地面積為45094.0m2，總建筑面積24667.65m2，于2011年完成設計，2013年建成投入使用，項目位于湖南省長沙市榔梨鎮梨陽路以北，東、南面與當地的民居毗鄰，并與位于其西北向的長沙縣委黨校、東北向的梨江中學隔路相望。本項目共包括防災研究與監測中心、防災措施研究實驗樓與融冰車庫、人工氣候模擬實驗樓（專業公司設計）、傳達室、餐廳、宿舍樓等項目。作為一個較大規模的園區，它的建設必然會帶來良好的社會及經濟效益，投入使用至今，建筑保溫及其它綜合效益良好。

2、設計原則及目標

按以人為本、節能減排的原則，創造高品質的辦公、科研環境，在規劃、建筑、景觀等方面通過精心設計，努力營造和諧科研區，即人與自然關系和諧、人與社會關系和諧，在人活動范圍內采用親切的尺度及完善的設施，充分體現對人的關懷，實現科研、辦公的可持續發展，項目效果見圖1、圖2。

圖2 鳥瞰圖

圖1 總平面圖

3、外墻保溫形式

湖南長沙地區建筑外墻保溫形式主要有內保溫、外保溫、自保溫、混合保溫。下面分別對建筑外墻保溫幾種形式進行簡單介紹，比較各種形式的優缺點，根據實際情況選擇、優化適合的保溫形式。

3.1 內保溫形式

外墻內保溫是在外墻內側直接做砂漿保溫層或使用預制保溫板材粘貼、拼接、抹面，以達到節能保溫的目的。

優點：內保溫技術簡單、方便施工，對建筑物外墻平整度要求低，具有造價相對較低、施工進度快等優點,也是湖南地區居住及一般公共建筑外墻普遍采用的形式。

缺點：內保溫存在結構熱橋容易導致局部結露，造成墻面受潮發霉、開裂。由于外墻沒做外保溫，受到室外溫差晝夜變化幅度較大的影響，具有明的顯熱脹冷縮，在這種應力反復變化作用下，內保溫系統處于不很穩定的狀態，容易發生空鼓、開裂。

3.2 外保溫形式

外保溫是在外墻外側做保溫的技術，由保護層、保溫層、固定材料組成，它可以減弱熱橋的影響，保護外墻體不受較大溫度變形應力，是目前廣泛應用的保溫形式，是國家大力提倡的保溫做法。鑒于此防災技術實驗室最初施工圖設計也是采用外墻外保溫形式。

優點：與內保溫比較，外保溫具有的優勢如下：

（1）范圍適用廣。外保溫不但用于新建工程，而且用于舊房改造。在幾乎不影響室內正常生活和活動的情況下，就能進行施工。

（2）主體結構被保護，建筑物壽命延長。采用外保溫形式時，由于建筑物圍護結構外側設置了保溫層，緩沖了結構因溫度變化而變形產生的應力，避免了外界氣候條件惡劣對結構的破壞，使墻體產生變形、裂縫和破損的可能性減少，建筑物壽命延長。

（3）可以有效減弱熱橋的影響。外保溫既可以避免熱橋部位結露的產生，又可以避免熱橋形成的熱損失。

（4）有效防止墻體潮濕，進一步增強保溫性能。由于滲透性較高的墻體材料處于保溫層的內側，一般不會出現冷凝現象。通過提高結構層整個墻身的溫度以及干燥程度，進一步改善墻體的保溫性能。

（5）有利于保持室溫穩定。墻體外保溫由于蓄熱能力較大的結構層在保溫層內側，當室內受到不穩定熱作用時，結構墻體層能夠釋放或吸收熱量，有利于室溫保持穩定。

缺點：

（1）對保溫體系要求較嚴。外保溫隔熱體系置于外側，受到各種外界因素的影響，對外保溫體系提出的要求非常高。

（2）較大的施工難度。繁多的施工流程工序，要求嚴格，五級風以上、溫差5℃以下及雨天都不能施工，要求較高的施工技術。

（3）造價高。外保溫體系材料要求具有匹配性相容性的配套專用產品如界面劑、保溫材料、玻纖網、抗裂砂漿、耐水膩子等性能較高的合格產品。

3.3 內外混合保溫形式

內外混合保溫是指在外保溫施工不便的部位采用內保溫，內保溫施工方便的部位采用外保溫，。

優點：從施工操作上看內外混合保溫，速度能夠有效提高，對外墻內保溫形式不能保護到的熱橋進行了保護，使建筑外墻處于保護之中。

缺點：內保溫作法使墻體主要受室外溫度影響，外保溫作法使墻體主要受室溫影響，產生的溫差變形較大；因而產生較大的溫差變形，容易使不同部位的外墻產生不同速度和尺寸的變形，結構處于不穩定狀態，長期溫差應力容易引起結構變形、產生裂縫，減少建筑物的壽命。

3.4 自保溫形式

自保溫是指，使用具有節能保溫的功能的墻體材料，通過選擇合適的墻體厚度和保溫材料即可達到保溫節能的目的，自保溫常見的材料有：頁巖燒結空心砌塊、蒸汽加壓混凝土、泡沫混凝土砌塊、陶粒自保溫砌塊等。

優點：自保溫體系的優點是將保溫隔熱功能與圍護結構相結合，無需使用其他保溫材料，就能滿足建筑的保溫節能，同時自保溫體系構造簡單、技術成熟、省工省料，與其他保溫形式相比，無論從技術復雜程度上還是價格上都有明顯的優勢，建筑全壽命周期內成本較低。

缺點：雖然自保溫形式具有很多優勢，但就像其它的新技術一樣，在其廣泛應用階段之前都會有一些細節問題，如自保溫形式的設計標準、施工規范以及新型材料的研發和改進。

4、外墻保溫形式選擇與優化

防災技術實驗室開始施工圖設計時，建設單位指定選擇外保溫形式，外墻材料為200mm燒結多孔磚，保溫材料根據2011年長沙地區節能材料備案種類選擇了無機輕集料保溫砂漿；經過計算，保溫層厚度為50mm，外墻裝飾層為真石漆，在項目進行外墻保溫層施工時，建設單位考慮到現階段施工水平以及本項目的影響，要求保溫層減薄，于是建議建設單位外墻材料改為加氣混凝土砌塊，經計算，外墻外保溫厚度為20mm,是一個非常容易實現及合適的厚度，但考慮到長沙地區的氣候條件、加氣混凝土砌塊防滲性不理想的情況下，建設單位堅持外墻材料使用燒結多孔磚，根據這種情況綜合考慮，在外墻內外混合保溫技術的基礎上進行了優化升級，綜合考慮，采取了“外墻內外保溫”形式，即同時按外墻內保溫技術做內保溫和外墻外保溫技術做外墻外保溫，具體做法詳見圖3 外墻內外保溫構造圖，經過計算調整，達到了良好的綜合效果，得到審圖單位及節能備案單位的認可與支持。

總結：

“外墻內外保溫”是外墻保溫形式選擇與優化的一次有益嘗試，并取得良好的效果，建筑節能已成為建筑發展的必然趨勢，對于各類外墻保溫形式中的一些問題仍需不斷優化與完善，要根據項目實際情況、氣候條件以及當地保溫材料備案情況綜合考慮，選擇合適的外墻保溫形式，并在現有形式的基礎上根據實際需要優化創新，以取得優良的綜合效益，才能不斷為外墻保溫提供更多選擇形式，為應用提供新的技術支持，才能促進建筑外墻保溫朝更優的方向持續發展。