建筑節(jié)能外圍保溫隔熱施工處理的關(guān)鍵技術(shù)

郝文濤（山東魯王建工有限責(zé)任公司，山東淄博 255300）

建筑大部分的耗能均是在使用階段中用于維持室內(nèi)環(huán)境所耗費(fèi)的能量。為了提高建筑品質(zhì)，滿足人體健康需求，建筑內(nèi)的溫度、濕度、空氣流動程度等均有一定要求，對高品質(zhì)生活的追求，營造舒適的室內(nèi)熱環(huán)境，也是當(dāng)今建筑在設(shè)計(jì)及施工過程中需要考慮的重點(diǎn)。值得明確的一點(diǎn)是，建筑節(jié)能并不是限制建筑能量的使用，而是在保障建筑正常使用功能的前提下，降低不必要的能源投入，提高能源整體利用率。在該角度的節(jié)能主要有兩個方向，一方面是提高熱環(huán)境源頭的節(jié)能效果，如使用新型暖通空調(diào)，提高整體熱傳遞效率等；另一方面就是提高建筑維持熱環(huán)境的能力，本文中所探討的外圍保溫隔熱施工，就是通過種種措施提高建筑室內(nèi)熱環(huán)境的維持能力，以此來實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能的目的。

1 節(jié)能外圍保溫隔熱措施

1.1 外墻內(nèi)保溫

外墻內(nèi)保溫顧名思義就是在建筑外墻內(nèi)側(cè)開展的保溫施工工程，一般用聚苯板、巖棉板等具有保溫功能的板材，通過砂漿或鉚釘固定的形式，將其施工在外墻的內(nèi)側(cè)，如圖1所示。在保溫層施工之后，外墻整體的傳熱系數(shù)下降，傳熱能力降低，能夠有助于維持更加穩(wěn)定的室內(nèi)熱環(huán)境。外墻內(nèi)保溫的節(jié)能效果會根據(jù)材料選擇的不同及厚度不同呈現(xiàn)出不同的效果，以聚苯乙烯板和巖棉板為主的外墻內(nèi)保溫施工材料在行業(yè)內(nèi)應(yīng)用廣泛，一般50mm左右的保溫板即可將外墻的節(jié)能效果提升50%以上。

這種保溫隔熱措施原理簡單，效果明顯，且具有施工便捷的顯著特點(diǎn)。在建筑主體施工完成后，各家各戶的內(nèi)側(cè)即可開展保溫作業(yè)，在施工過程中將保溫材料在外墻內(nèi)側(cè)全面包裹，能夠直接提高建筑的氣密性。對早期建筑進(jìn)行改造的過程中，也可通過室內(nèi)加裝保溫層的形式來提高整個建筑的節(jié)能效果。但外墻內(nèi)保溫技術(shù)也有著應(yīng)用性的缺點(diǎn)，最直觀的缺點(diǎn)就是保溫層在內(nèi)側(cè)施工之后，會使房間的可利用面積減小；其次，由于保溫層直接作為內(nèi)墻使用面，其承載力可能出現(xiàn)下滑的情況，對掛式空調(diào)等常用家用設(shè)備并不友好；且由于外墻內(nèi)保溫，并不能完全將室內(nèi)封閉，對于整個建筑系統(tǒng)而言，仍會在樓板的位置傳熱，而這種不均衡的傳熱將會使內(nèi)墻邊角位置出現(xiàn)結(jié)露發(fā)霉的情況。

圖1 外墻內(nèi)保溫結(jié)構(gòu)示意圖

1.2 外墻外保溫

外墻外保溫與外墻內(nèi)保溫的原理類似，同樣使用具有保溫功能的板材，通過砂漿粘貼或鉚釘鉚固的方式將其施工在外墻上，但不同的是其施工位置在外墻的外側(cè)。當(dāng)前外墻保溫施工有多種技術(shù)，如薄抹灰體系、夾芯板體系等，其主要原理就是在建筑的外墻四周全部使用保溫材料包裹，整個建筑系統(tǒng)的氣密性上升，導(dǎo)熱效果下降，以此來起到保溫隔熱的作用。外墻外保溫技術(shù)相對于內(nèi)保溫而言，其節(jié)能效果更加顯著，一方面是對于保溫板材沒有明顯的厚度限制，即使增加厚度也不會影響室內(nèi)的使用面積和室內(nèi)裝修；另一方面其能夠在窗側(cè)口、樓板位置、樓梯間位置所對應(yīng)的外墻施工，使建筑整體保溫性能提升。

外墻外保溫技術(shù)的出現(xiàn)，解決了外墻內(nèi)保溫的諸多應(yīng)用性缺點(diǎn)，因其施工在外墻的外側(cè)，將不會再占用室內(nèi)面積，也不會對室內(nèi)裝修產(chǎn)生影響；在進(jìn)行老舊小區(qū)改造的過程中，其在外部施工的形式并不會影響各家各戶的正常居住與使用；由于采取全方位施工的形式，冷橋現(xiàn)象也能夠大大避免，不會產(chǎn)生不均勻的傳熱，致使邊角結(jié)露發(fā)霉的問題產(chǎn)生。此外，外墻保溫系統(tǒng)還能夠作為整個建筑的保護(hù)層，減少外墻主體結(jié)構(gòu)受到的環(huán)境影響，以提高使用壽命。但毋庸置疑的是，外墻外保溫施工在建筑外側(cè)，在施工過程中需要通過部分措施來實(shí)現(xiàn)高空作業(yè)，同時，在施工之后也需考慮保溫板是否會從高空墜落的問題。

1.3 屋面節(jié)能

屋面作為建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的一部分，由于直接與環(huán)境接觸，同樣會因熱傳遞和熱輻射造成室內(nèi)熱環(huán)境不穩(wěn)定的問題，并不利于建筑整體的保溫隔熱效果。通過多種施工工藝，能夠使屋面的節(jié)能效果提升。較為直觀的體現(xiàn)就是建筑的頂樓，在夏季時溫度更高，而冬季時溫度更低，所使用的暖通空調(diào)設(shè)備效果也不及其他樓層。相比于建筑外墻而言，屋面的面積較大，同時直接與環(huán)境接觸，這就導(dǎo)致頂樓樓層的熱輻射與熱傳遞面積更大。建筑外墻開展了相關(guān)節(jié)能措施之后，也需考慮屋面節(jié)能。

屋面節(jié)能最直觀最簡單的方式就是增加頂層樓板的厚度，以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)熱能力下降的效果。這種方式在實(shí)際施工的過程中，需要經(jīng)過專項(xiàng)設(shè)計(jì)，且會提高建筑整體的綜合成本和自身荷載，而這種頭重腳輕的結(jié)構(gòu)形式也并不利于結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。此外，還有通過在屋面種植綠植的方式來實(shí)現(xiàn)節(jié)能的效果，這種方式能夠美化城市空間，同時實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能，但也需考慮后期維護(hù)的問題，且植物根系可能會對混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性造成影響。在外墻外保溫普及之后，在屋面以外保溫的工藝施工保溫層已經(jīng)成為主流的節(jié)能方式，將保溫板材料作為保溫層施工至屋面之上，原理簡單效果直接，但必須考慮保溫材料自身性能較弱，而上人屋面需要考慮荷載問題，在施工保溫后極容易產(chǎn)生破壞。當(dāng)前較為流行的屋面節(jié)能措施各有利弊，在施工過程中也需仔細(xì)考量實(shí)際需求，當(dāng)前也有著更多新型技術(shù)被應(yīng)用到屋面節(jié)能領(lǐng)域。

1.4 窗體節(jié)能

外圍護(hù)結(jié)構(gòu)除了外墻、屋面之外，窗體也是不容忽視的一部分。相比于外墻材料，窗戶自身的導(dǎo)熱系數(shù)更高，而隨著建筑品質(zhì)的不斷提升與新需求的提出，當(dāng)前建筑的窗戶面積也在逐漸增大，而這并不利于建筑節(jié)能，且窗戶位置不能夠使用保溫材料進(jìn)行輔助保溫作業(yè)，窗戶的主體材料也需考慮其采光和景觀功能。在一般建筑中通過縮小窗戶面積的形式來提高外圍護(hù)結(jié)構(gòu)整體的節(jié)能效果，但對于高品質(zhì)建筑和公共建筑而言，此種方式并不可取。對于窗體節(jié)能而言，可從窗體自身的傳熱原理與方式出發(fā)。

當(dāng)前已經(jīng)有較多新型窗體被應(yīng)用到建筑節(jié)能當(dāng)中，如斷橋鋁門窗、中空玻璃、Low-E玻璃等，其核心原理就是減少熱量從窗的散失，或減少太陽輻射對室內(nèi)熱環(huán)境的影響。斷橋鋁門窗和中空玻璃門窗都是通過新型技術(shù)使窗的整體導(dǎo)熱能力下降，其原理與外墻保溫是類似的，均是通過降低系統(tǒng)的傳熱系數(shù)，使整體節(jié)能效果提高。Low-E玻璃、高反玻璃采用特殊材質(zhì)制成，其具有反射太陽熱能量的能力，在不影響采光需求和景觀需求的前提下，降低太陽熱量對室內(nèi)熱環(huán)境的影響。此外，還可通過外窗遮陽的方式來實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能，這種方法更為簡單，就是在窗上方增設(shè)一遮陽棚，按需開啟或關(guān)閉，通過減少直射進(jìn)室內(nèi)的陽光量來控制室內(nèi)熱環(huán)境穩(wěn)定，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。實(shí)際過程中一般采取多種技術(shù)結(jié)合的形式來實(shí)現(xiàn)窗體節(jié)能，在外窗面積逐漸增大、建筑品質(zhì)不斷提升的行業(yè)背景之下，應(yīng)用新材料和新技術(shù)對窗體進(jìn)行有效節(jié)能也是值得考量的。

2 保溫隔熱施工處理的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 防脫落

脫落問題主要針對外墻保溫工程。保溫板通過砂漿或鉚釘或兩者結(jié)合的形式將其固定在外墻上，在使用過程中會面臨材料失效或環(huán)境影響，進(jìn)而使其固定能力不足造成保溫板脫落。脫落最直接的危害就是使外墻的節(jié)能效果出現(xiàn)問題，若為內(nèi)保溫產(chǎn)生脫落問題之后，會大大影響室內(nèi)的家居環(huán)境，造成內(nèi)墻裝修和外掛電器的直接脫落；而外墻保溫的脫落在安全方面有著更大影響，尤其對于高層建筑高處的保溫板脫落之后形成的動能極大，會對其垂直下方的車輛、設(shè)施、人員等造成嚴(yán)重威脅。此外，在脫落之后，會使外墻局部位置的節(jié)能效果大大降低，成為熱量的集中傳遞位置，就會隨著溫差的作用在外墻內(nèi)表面或外表面形成結(jié)露的問題，可能會影響建筑主體的質(zhì)量。

當(dāng)前保溫板的固定措施以砂漿和錨固件為主，這也是防止外墻保溫層脫落的關(guān)鍵技術(shù)。對于外墻外保溫，我國已經(jīng)有著嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范其固定方式，以砂漿粘結(jié)為主要固定方式，在薄弱位置和高層位置，輔以錨固件進(jìn)行固定。在施工處理過程中需明確該工程的承載力要求，根據(jù)保溫板的類型，自身重量及設(shè)計(jì)年限等確定有效粘接面積和錨固件的數(shù)量。而砂漿自身的粘貼性能與化學(xué)指標(biāo)，錨固件自身的強(qiáng)度與長度，這些因素也都是在進(jìn)行保溫隔熱施工技術(shù)實(shí)施過程中應(yīng)控制的關(guān)鍵技術(shù)。

2.2 防滲漏

滲漏問題與保溫工程和窗體施工均有關(guān)聯(lián)，主要是指在自然降水條件下，雨水滲漏進(jìn)入保溫層或滲漏進(jìn)入室內(nèi)的一種問題。窗體的滲漏問題較為明顯，建筑使用者也能直觀地感受到雨水滲漏。雨水滲漏最直接的影響就是使窗體的氣密性下降，從而影響節(jié)能效果，而嚴(yán)重的滲漏將會危害室內(nèi)安全，對室內(nèi)裝修、地板、家用電器等品質(zhì)造成威脅。窗體主體的滲漏問題一般是因窗體自身質(zhì)量差所致，在施工過程中需要選取可靠的供應(yīng)商，并在施工前做好驗(yàn)收與檢查，尤其對窗體結(jié)構(gòu)與玻璃之間的膠條連接位置，檢查其是否連接緊密。在實(shí)際過程中最為常見的情況是窗體與外墻連接的位置出現(xiàn)滲漏，這主要是因?yàn)楣ば蛑g的銜接出現(xiàn)問題所致。按照現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)及工藝要求，并未對外墻外保溫與窗體的安裝順序進(jìn)行明確規(guī)定，這也導(dǎo)致了各個工程項(xiàng)目在施工過程中由于沒有明確的方案與規(guī)劃，最終導(dǎo)致工序混亂的情況出現(xiàn)。基于可操作性和施工效果考慮，一般而言需要先進(jìn)行窗體的安裝工作，然后開展外墻保溫施工，在保溫的窗側(cè)口施工完成之后，對連接位置使用發(fā)泡填充，并用建筑密封膠嵌縫。在該工序施工完成之后，即可保障窗體與外保溫之間的連接位置具有密閉性。部分工程在嵌縫階段使用的材料為外墻外保溫的抹面砂漿或粘結(jié)砂漿，無論哪種材料均不具備防水性能和氣密性能，其耐候性能也遠(yuǎn)不如建筑密封膠。也有在實(shí)際施工過程中先施工外墻外保溫，再安裝窗體的情況，這種施工方式難以避免地會使雙側(cè)的保溫層出現(xiàn)破壞，從而導(dǎo)致未來滲漏問題的發(fā)生。

在外墻節(jié)能工程施工的過程中，對于窗體安裝和外保溫施工要有明確的交接位置施工方案，尤其實(shí)際工程中由不同的分包單位進(jìn)行施工時，必須明確交界位置的責(zé)任歸屬。綜合考慮工程的實(shí)際需求及材料進(jìn)場周期，確定實(shí)際的施工工藝及施工順序。施工過程應(yīng)減少交接位置的縫隙，對出現(xiàn)的縫隙使用防水耐候的材料填充飽滿。

2.3 防開裂

開裂問題主要指外墻外保溫的開裂。開裂最直觀的影響就是使其裝飾效果下降，大面積的外墻涂料出現(xiàn)裂縫乃至脫落。其次，保溫層開裂之后會在環(huán)境的侵蝕影響下，進(jìn)一步加劇開裂程度，最終演變成脫落問題。在出現(xiàn)開裂之后，雨水也會從裂隙位置進(jìn)入保溫層，然后在保溫層中堆積流動，在部分具有滲漏能力的窗邊出現(xiàn)滲漏問題，水的長時間儲存也會對建筑主體和砂漿層造成影響，最終演變成保溫層脫落以及主體結(jié)構(gòu)性能的降低。

當(dāng)前外墻外保溫的防開裂措施主要由抹面砂漿、耐堿網(wǎng)格布、涂料層共同保障。一般會根據(jù)保溫材料自身的特性，施工1～3層抹面砂漿，同時，將耐堿網(wǎng)格布同步施工，施工位置應(yīng)覆蓋所有保溫層位置。涂料的施工工作同樣需注意，一般涂料工藝均有底漆和面漆至少兩部分組成，其共同形成裝飾層，同時也為保溫層提供了防護(hù)效果。大部分防開裂措施在施工過程中均為隱蔽工程，且施工速度極快，在施工過程中應(yīng)嚴(yán)格按照施工方案開展防護(hù)層的施工作業(yè)，避免出現(xiàn)開裂問題。

2.4 消防問題

消防問題在外墻、外窗及屋面節(jié)能中均需考慮，必須明確外窗材料及外保溫材料的防火需求。一旦建筑物發(fā)生消防問題，若外窗材料及外保溫材料不具備防火性能，則會直接出現(xiàn)火勢蔓延的情況，嚴(yán)重危害建筑安全。一般在設(shè)計(jì)過程中就要考慮到節(jié)能措施的消防安全問題，可通過使用A級耐火的保溫材料或防火窗的形式，直接保障節(jié)能措施的消防安全，也可通過設(shè)置防火隔離帶的形式，間隔一定距離使用難燃材料和固然材料設(shè)置隔離帶。具體工程中可根據(jù)節(jié)能效果需求和成本約束進(jìn)行應(yīng)用。

3 結(jié)語

在建筑行業(yè)中節(jié)能已經(jīng)成為重要的發(fā)展方向，節(jié)能建筑也有助于當(dāng)下國家戰(zhàn)略的執(zhí)行，促使行業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。在開展建筑節(jié)能的過程中，外圍結(jié)構(gòu)的節(jié)能措施是不容忽視的，其具有技術(shù)成熟、節(jié)能效果明顯、投產(chǎn)比穩(wěn)定的顯著特點(diǎn)。外圍結(jié)構(gòu)的節(jié)能主要由外墻節(jié)能、屋面節(jié)能和窗體節(jié)能幾個部分組成，根據(jù)技術(shù)形式的不同又可細(xì)分為多種新型技術(shù)。節(jié)能措施在施工過程中需要考慮其耐久性與安全性，防開裂、防脫落與防滲漏是其關(guān)鍵控制點(diǎn)，此外還需考慮節(jié)能措施的消防問題。建筑節(jié)能并不是單一的方向，其健康發(fā)展離不開各個指標(biāo)的綜合保障。本文旨在起到拋磚引玉的作用，隨著行業(yè)的不斷發(fā)展與新技術(shù)的不斷提出，也會有更科學(xué)有效的節(jié)能措施被應(yīng)用到建筑外圍結(jié)構(gòu)的節(jié)能當(dāng)中，為整個行業(yè)的健康發(fā)展提供重要保障。