新型建筑材料及建筑節能保溫技術分析

楊憒緒，楊文靜，許冠雄，劉 陽

（中建七局第一建筑有限公司，北京100000）

隨著城市生態文明建設進程的不斷推進以及現代化建設的快速發展，如何將綠色發展與新型節能環保材料、綠色建筑設計等有機地結合起來是推動宜居性城市建設的基礎，也是逐步實現“人類命運共同體”建設的前提?！熬G色建筑設計”理念倡導新型綠色環保材料、節能減排材料的應用，而新型建筑墻體材料以及建筑節能保溫技術是發展的主要方向，也是有效改善建筑室內溫度環境的基礎?；诖?，文章以嚴寒地區裝配式鋼結構建筑為基礎，從結構系統要求、材料選擇、技術應用等方面入手，在外墻、地面、屋面、門窗等幾個方面分析節能保溫技術，為提高綠色建筑保溫效果提供參考。

1 嚴寒地區裝配式鋼結構系統要求及新型建筑材料選擇

1.1 外墻要求及新型建筑材料選擇

嚴寒地區的外墻維護結構可選用預制混凝土外掛墻板、預制夾心保溫墻體等多種類型，其墻體與主體結構的連接方式也是多樣的。文章重點對比混凝土外掛墻板和預制夾心保溫墻體的安全、耐久及防火性能，進而選取更為適合嚴寒地區房屋建筑的保溫材料?；炷镣鈷靿Π迮c預制夾心保溫外墻體均為工廠化生產，生產精度高、質量穩定，且施工操作簡單、快捷，有利于建筑物的修建?；炷镣鈷靿Π迮c預制夾心保溫外墻體性能對比如表1所示。

表1 混凝土外掛墻板與預制夾心保溫外墻體性能對比表

由表1可知，選用預制夾心保溫外墻體，可以很好地滿足嚴寒地區建筑物的總體要求，且該材料的防火性能和使用壽命等均優于預制外保溫外墻體。

1.2 地面要求及新型建筑材料選擇

嚴寒地區的地面保溫材料不僅需要考慮材料的抗壓、抗彎特性，還需考慮吸水特性和保溫性能。通常情況下，可將保溫材料布置于房屋周邊至少2m范圍，且其熱阻應該大于1.1m2k/W。為此，文章根據不同的保溫材料特性，分別做了保溫實驗，最終確定了不同保溫材料的最小厚度。嚴寒鄉村地區不同保溫材料的最小構造要求匯總表如表2所示。從表2中可以看出，EPS保溫板、XPS板、硬泡聚氨酯等均適合于嚴寒地區的房屋建設。

表2 嚴寒鄉村地區不同保溫材料的最小構造要求匯總表

1.3 屋面板要求及新型建筑材料選擇

一般來說，嚴寒地區的建筑物體形系數≤0.3，因此，在選取保溫材料時可從材料的導熱系數、抗拉強度、抗壓強度和吸水特性、耐火性能等方面綜合考慮。不同保溫材料特性匯總如表3所示。根據表3中不同保溫材料的特性，結合嚴寒地區建筑物保溫要求，屋面板采用厚度為12cm的EPS板（金屬夾心）材料時可滿足要求。玻璃棉氈保溫材料厚度應大于16cm，XPS板厚度應大于9cm，選用厚度約為8cm的硬泡聚氨酯材料時可滿足要求。綜上，結合材料性能，綜合考慮地域保溫要求及節能要求，采用玻璃棉氈夾心金屬屋面板。

表3 不同保溫材料特性匯總表

1.4 門窗要求及新型建筑材料選擇

為滿足嚴寒鄉村地區建筑物的保溫效果，門窗在選材上以保溫隔熱的中空玻璃為宜，一般使用Low-E玻璃，該型號的玻璃不僅能夠滿足保溫隔熱的效果，還具有透光性能強的特征；在中空玻璃之間的空氣間層多使用惰性氣體或者干燥處理即可，厚度一般為0.9cm或1.2cm。玻璃與門窗框架連接處則使用耐候膠密封即可滿足要求。

2 嚴寒地區裝配式鋼結構節能保溫技術應用

2.1 外墻保溫技術

建筑物外墻使用金屬預制夾心保溫墻體，其夾心保溫墻體材料為巖棉，設計外墻厚度為18cm，材料容重為125kg/m3，外墻墻板設計高度為2.5m、5m兩種規格，寬為90cm，表面為鍍鋅板。外墻墻板接縫采用企口型，拼接處凹進2cm作為立面的裝飾分隔縫，使用硬質聚氨酯保溫材料對夾心保溫板四周進行封邊處理。在施工安裝時，只需利用螺栓固定在支撐的鋼架上，相對于其他材料而言，安裝操作更為簡單便捷。巖棉的導熱系數為0.038W/（m·k），該墻板具有較好的保溫性能。由于巖棉具有較好的吸聲效果，因此該墻板的隔音效果較好。巖棉材料具有優越的防火性能，可以滿足建筑房屋防火的要求。金屬預制夾心保溫墻體如圖1所示。

圖1 金屬預制夾芯保溫墻體

建筑物外墻的墻板之間通過自攻螺栓將墻體與鋼架梁固定在一起，墻板兩側的連接處設計成企口型，可以很好地實現兩兩之間的扣接，并使用耐火硅酮膠材料對接縫處密封處理，可以有效隔絕空氣、聲音等，也可以有效阻隔溫度、濕度等通過縫隙傳播。此外，巖棉材料的比重較小，因此組成的巖棉夾心板自重輕，可以有效消除或減弱地震等強大外力對墻體的破壞作用。

2.2 地面保溫技術

嚴寒地區冬季溫度過低，泥土中的水分以及雨水、雪水等下滲導致該區域的地面被凍結。因此，如果嚴寒地區建筑物的地面不做保溫處理，不僅使建筑物整體保溫效果不佳，甚至還會因內外溫差較大，導致地面出現結露現象，給居民帶來不便，這一現象在嚴寒地區居民較分散的區域更為常見?；诖?，文章以保溫節能為目的，非周邊地面使用保溫板（B1級EPS）厚8cm；周邊地面采用水泥砂漿找平層厚2cm、保護層（鋼筋混凝土）厚6cm、保溫板（B1級EPS）厚5cm、細石混凝土墊層厚8cm、夯實黏土層大于1m。上述組合，經過試驗結果顯示具有良好的保溫隔熱效果，因此，可以大規模使用。EPS保溫板材如圖2所示。

2.3 屋頂保溫技術

圖2 EPS保溫板材

嚴寒地區一般位于我國北方區域，鄉村建筑物一般以平房、四合院落、二層或三層小洋樓為主，文章主要針對新階段小康村建設住房，屋頂多采用平屋面。屋頂采用玻璃棉夾心金屬屋面板，厚20cm，使用強建筑膠黏接。因此，屋面板具有較好的保溫性能、防水性能和耐火性能。天窗則使用斷橋鋁玻璃，并用膠條封邊。

2.4 門窗保溫技術

建筑物的門窗不僅要滿足保溫、節能的要求，還要符合水密性、氣密性等的基本要求，可采用斷橋鋁合節能窗，配合使用Low-E型中空玻璃，用膠條封邊處理即可滿足要求。此外，門窗等與鋼檁條之間的接觸縫使用高性能密封膠處理。

3 結論

（1）嚴寒地區的外墻保溫材料使用預制夾心保溫外墻體為宜，其夾心材料使用巖棉效果更好，表面為鍍鋅板。

（2）嚴寒地區的周邊地面使用保溫板B1級EPS厚8cm，周邊地面采用水泥砂漿找平層厚2cm、保護層（鋼筋混凝土）厚6cm、保溫板（B1級EPS）厚5cm、細石混凝土墊層厚8cm、夯實黏土層大于1m，可達到良好的保溫效果。

（3）嚴寒地區的屋頂保溫處理，可使用玻璃棉加芯金屬屋面板，使用強建筑膠粘接即可滿足要求；建筑物的門窗可采用斷橋鋁合節能窗，用膠條封邊處理即可。