高層建筑的圍護結構墻體節能技術探討

文/榮超，云南大學滇池學院

1 外墻內保溫技術

外墻內保溫施工工藝比較簡單，是在外墻結構的內部加做保溫層，對保溫材料的覆蓋要求相對較低，施工速度快，保溫材料價格低廉的特點。外墻內保溫保溫層做在墻體內部，減少了商品房的使用面積；其次是影響居民的二次裝修，內保溫結構會導致內外墻出現兩個溫度場，形成溫差，外墻面的熱脹冷縮現象比內墻面變化大，這會給建筑物結構產生不穩定性，保溫層易出現裂縫。

2 夾心復合墻保溫技術

夾心保溫墻體是將保溫材料夾在兩面墻體（內葉墻、外葉墻）之間形成的一種復合墻體。內葉和外葉墻一般是鋼筋混凝土結構，保溫板一般用B1或B2級有機材料，拉接件一般用復合材料或不銹鋼。夾心保溫墻板廣泛應用于預制墻體或現澆墻體中，但預制混凝土外墻更便于采用夾心保溫墻體技術。

復合夾心墻體砌筑應按外葉墻--保溫層--內葉墻--拉結鋼筋序連續施工；復合夾心墻砌筑宜雙面掛線，砌筑外葉墻在外側掛線；砌筑內葉墻應在內側掛線，砌筑高度按設計構造要求及保溫板的規格因素沿高方向分項砌筑。安裝保溫板，豎向縫應錯開，每塊保溫板四周縫應擠緊，不能有空隙；如有空隙用巖棉板或聚苯乙烯泡沫板塞嚴，苯板接縫應企口搭接。安裝保溫板，應采取臨時固定措施，施工時采取有效措施；避免雨雪及施工用水進入夾心板體內，嚴禁苯板受潮。內葉墻砌筑完后同，及時清除苯板的砂漿，消除“熱橋”。砌內葉墻應采用一順一丁的形式，灰縫砂漿飽滿，防止砂漿掉入保溫層內。砌體水平灰縫和豎立灰縫厚度應控制在8-12mm，砌體灰穎應橫平豎直，全部灰縫應鋪滿砂漿，水平灰縫砂漿飽滿度不低于90%；豎縫不低于80%。

3 外墻外保溫技術

外墻外保溫體系是將憎水性、低收縮率的保溫材料通過粘結或錨固牢固地置于建筑物墻體外側，并在其外側施工裝飾層的方法。外墻外保溫提高了墻體的保溫隔熱性能，增加了室內的熱穩定性。在住宅工程中，主要流行有聚苯顆粒漿料外墻外保溫、聚苯板薄抹灰外墻外保溫、現場模澆硬泡聚氨酯外墻外保溫等幾種外保溫技術。置于建筑物外側的保溫層，大大減少了自然界溫度、濕度、紫外線等對主體結構的影響，能夠保護主體結構，延長建筑物的壽命。由于溫度對結構的影響，建筑物外圍的熱脹冷縮可能引起建筑物部分非結構構件的開裂，外墻采用外保溫技術可以降低溫度在結構內部產生的應力。

通常保溫施工是在建筑笏主體結構穩定后再進行施工，避免主體結構應力奕形期發生奕形影響保溫施工。同時在外墻外保溫施工時還須采取必要的防雨水措施，避免保溫材料經雨水浸泡保溫性能下降。外保溫不僅適用于北方需冬季保溫地區的采暖建筑，也適用于南方需夏季隔熱地區的空調建筑;既適用于新建建筑，也適用于既有建筑的節能改造；舊房改造。現今全國有許多既有建筑由于外墻保溫效果差，耗能量大，冬季室內墻體結露、發霉，居住環境差。采用外墻外保溫進行節能改造時，不影響居民在室內的正常生活和工作。

4 墻體節能材料的選擇

4.1 外墻保溫材料的選擇

在現階段施工的建筑中，外墻外保溫材料的使用以擠塑板、聚苯板為主。擠塑板具有密度大，導熱系數小等優點，它的導熱系數為0.029W（m.K），是抗裂砂漿（導熱系數為0.93W（m.K））的32倍。聚苯板的導熱系數為0.042W（m.K）是抗裂砂漿的22倍。因此擠塑板與聚苯板相比，抗裂能力弱于聚苯板。

4.2 增強網的選擇

玻纖網格布作為抗裂保護層的關鍵增強材料在外墻外保溫技術中得到廣泛的應用。一方面它能有效的增加保護層的拉伸強度；另一方面有效分散應力，將原本可以產生的裂縫分散成許多較細裂縫，從而形成抗裂作用。再則由于保溫層的外保護開裂砂漿為堿性，而玻纖網格布的長期耐堿性能就決定了其在對抗裂縫中的廣泛應用。

4.3 外保護層材料的選擇

由于傳統水泥砂漿的強度高、收縮大、柔韌性變形不夠，如直接作用在保溫層外面.易引起開裂，而且還有可能脫落。因此必須采用專用的抗裂砂漿并輔以合理的增強網，并在砂漿中加入適量的纖維。如外飾面為面磚，在抗裂砂漿中也可以加入鋼絲網片。面磚的短邊應至少覆蓋在兩個以上網孔上，鋼絲網應采用防腐好的熱鍍鋅鋼絲網。

5 影響建筑節能的相關因素分析

5.1 墻體外圍面積對能耗影響大。高層建筑外圍護墻體耗能量較大，占整個建筑耗能的25%左右。建筑的形體變化是建筑外露面積的主要因素之一，體形系數越大耗能越多，國外的一些高層建筑造成圓塔形，比如美國洛杉磯的好運飯店、法國戴高樂機場候機樓、紐約第三大街53號辦公樓都是圓型或橢圓形，相同的面積，圓的周長最短，這樣使建筑外露面積較小。因此，基于能量損耗的考慮，高層建筑的形體變化不宜過多、復雜。

5.2 風對建筑能耗的影響。在冬季，風力對建筑的熱損失很大，增大冷空氣的滲透量，使室內熱損失加大。由于建筑某些部位處理不當，墻體內部易產生冷凝水。高層建筑的“風環境”是影響建筑耗能的又一重要因素。因此，建筑保溫材料的選用，建筑構造的合理性應建立在科學、可靠的基礎上。

6 結語

近年來，我國新能源和可再生能源的開發和應用，能源多樣化為緩解建筑能耗提供了有利條件，但這些能源的合理應用仍需深入進行研究和實踐，并不是“拿來就用”那么簡單。我國城市化進程的速度正在加快，建筑節能減排，使能耗增量減緩的目標就不能改變。因此，墻體節能依然是一個艱巨的攻關項目。