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外墻外保溫技術在住宅設計中的應用

作者：建筑鋼結構網    
時間：2009-12-22 20:26:15 [收藏]

    一、節能住宅的發展概況

    　　隨著我國每年以10億平方米的民用建筑投入使用，建筑能耗占總能耗的比例已從1978年的10％上升到目前的27.5％，大力發展節能型住宅，不僅能節約能源開支，還能給住戶帶來許多切實的好處。

    　　節能住宅采用的圍護結構能有效地改善居室的熱環境。由于節能住宅外墻穿上了一件“棉襖”（外墻保溫系統），頭上戴了“帽子”（增強屋面保溫），外窗采用了中空玻璃保溫窗，因此，冬季會明顯地感到比普通住宅溫暖舒適，即使需要開空調取暖，耗電量也明顯低于普通住宅。

    　　夏季，由于通過外墻進入室內的熱量大大減少，屋面上有了隔熱、通風的措施，窗戶使用能反射太陽熱量的玻璃或者有外遮陽，使節能住宅的隔熱性能大大提高，夏季需要空調降溫的時間相應減少，無疑會減少住戶的電費支出。

    　　節能住宅的中空玻璃窗可降低外界的噪音分貝，能給住戶提供寧靜的家居環境。而建筑所穿的節能“衣帽”，還能有效地保護住宅的圍護結構，使外界溫度變化、雨水侵蝕對建筑物的破壞大大降低，從而解決了屋面滲水、墻體開裂等住宅頑癥，延長了建筑物壽命，也降低了維修費用。

    　　發展節能住宅可以為國家節約大量能源，減少災害，有利于全球、全社會。

    　　中國建筑業協會建筑節能專業委員會會長涂逢祥教授說，發展節能住宅是關系人類命運的全球性課題，中國作為世界第一人口大國，有義不容辭的責任。他介紹，建筑節能包括節約采暖、空調、熱水供應、炊事、照明、家用電器等各方面的能耗。在國際上，它是與工業、農業、交通運輸能耗并列，屬于民生能耗，一般占全國總能耗的30％至40％，量大面廣，牽涉到國家全局。

    　　在這位中國建筑節能專家的眼里，本世紀的理想節能建筑是這樣的：你一年四季生活、工作在冬暖夏涼的房子里，溫度總是接近或保持在20至26攝氏度之間。屋里通風良限，自然通風與人工通風相結合，空氣經過凈化，新風掃過每個房間，通風持續不斷，室內空氣清新。任何時候，陽光都能通過布局合理的窗戶灑進房間，使你盡可能多的接觸自然光。在這個智能控制的場所里，采暖、通風、空調、照明、家電等均可由計算機自動控制，既可按預定程序集中管理，又可局部手工控制；既尊重人體差異，提供個性化服務，又盡可能地少用能源。

    　　二、外墻外保溫技術的發展概況及優越性

    　　根據國家熱工分區，溫州屬于冬冷夏熱地區。隨著溫州的經濟發展和生活水平的提高，依據建設部現行的《夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準》，節能住宅的建設也提高到一個新的臺階。對于我們建筑師來說，要更新舊觀念，接受新思想。對于節能設計這塊按目前現狀來說，我們建筑師急需加強的是建筑外墻保溫的設計，這對于我們目前的經濟發展也是比較切合實際的。

    　　目前我國外墻保溫分為外墻內保溫和外墻外保溫，一般的磚墻起不到很好的保溫作用，而外墻內保溫盡管比一般磚墻的保溫效果好，但是存在的問題也不少，比如一旦采用內保溫，室內墻上掛不上諸如裝飾畫之類的東西，房子住時間久了，由于受潮等原因，墻面會變形、容易斷裂，舒適度也不高，這種選擇并不理想。另外一種是外墻外保溫技術，它從新的裝飾材料上解決了內保溫帶來的問題。外墻外保溫的優越性是十分明顯的；它能避免建筑熱橋，避免墻面冬季結露；可以保護主體結構，減少溫度應力，增加結構壽命；比內保溫增多建筑使用面積；在既有房屋節能改造時不致干擾原有住戶生活；使建筑物更為美觀，等等。與此同時，由于我國居住建筑以磚混結構或鋼筋混凝土框架結構為主，結構厚重，熱容量大，在采用外墻外保溫的條件下，建筑熱穩定性良好，因而房屋冬暖夏涼，居住舒適，有利于改善人民生活。

    　　三、外墻外保溫技術的理論計算和構造示意

    　　溫州的住宅，外墻材料目前采用的比較普遍是粘土多孔磚和加氣混凝土砌塊，這兩種材料的導熱系數分別為0.58W/m.K（厚度240mm）和0.17-0.20W/m.K（厚度240mm，自然狀態）。本章以粘土多孔磚為例，保溫材料采用擠塑式聚苯乙烯保溫板，對板式建筑外墻的保溫厚度進行計算，以求得出在溫州的外墻保溫層的厚度。

    　　1、計算依據

    　　依據《民用建筑熱工設計規范》GB50176-93及《夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準》JGJ134-2001.

    　　2、墻體構造及熱工計算參數的取值

    　　內側水泥砂漿：導熱系數λ1=0.93W/m.K厚度20mm

    　　粘土多孔磚墻：導熱系數λ2=0.58W/m.K厚度240mm

    　　外側保溫材料：

    　　擠塑式聚苯乙烯保溫材料λ3=0.059×1.1=0.065W/m.K厚度25mm

    　　抗裂砂漿：導熱系數λ1=0.93W/m.K厚度5mm

    　　3、熱工計算

    　　內側水泥砂漿20mm+粘土多孔磚墻240mm+擠塑式聚苯乙烯保溫材料25mm＋抗裂砂漿5mm

    　　公式Kp=1/（Ri+∑RP+Re）=1/（0.11+0.02/0.93+0.24/0.58+0.025/0.065+0.005/0.93

    　　+0.05）=1/（0.11+0.022+0.414+0.385+0.005+0.05）=1.014

    　　4、結論

    　　在240mm粘土多孔磚墻做20mm聚氨酯保溫材料及15mm擠塑式聚苯乙烯保溫材料外墻外保溫，傳熱系數為1.014W/（m2.K），小于溫州地區體型系數〈0.4時的外墻傳熱系數限值1.5W/（m2.K），滿足建筑墻體節能的要求，如果墻體采用加氣混凝土砌塊效果將更好。

    　　四、外墻外保溫發展展望

    　　由于我國建筑節能工作正由北方采暖地區向南方夏熱冬冷和夏熱冬暖地區推進，由居住建筑向公共建筑發展，又由于外墻外保溫的優越性越來越被各方面所認識和接受，中國的外墻外保溫工程正在快速增加；加上既有建筑的節能改造遲早會要提上日程，而外墻外保溫必然是建筑節能改造的一項基本措施，可見在近幾個五年計劃期間，外墻外保溫工程將會持續不斷地增加，日益成為一項最基本的保溫隔熱技術。

    　　這些年來，世界各國保溫節能技術迅速發展，各種外墻外保溫技術層出不窮，保溫要求也在不斷提高，在我國參加WTO的情況下，許多國家的外墻外保溫企業都將紛紛進入中國建筑市場，企圖占有一席之地，國外一些有特色的有競爭能力的技術將在中國站穩腳跟。中國許多外墻外保溫企業也必將自力更生，努力吸收國外先進技術，結合本國實際研究開發，不斷創新，以更加經濟合理的價位，更高的工程質量，贏得外保溫市場更大的份額。

    　　今后，外墻外保溫技術將會更加多種多樣，豐富多彩，采用不同保溫材料、不同構造、不同工藝（手工的、半工業化的、工業化的）的做法并存。既互相學習，又互相競爭。保溫隔熱材料性能將會更加優越，保溫隔熱要求也會越來越高。

    　　由于中國建筑規模宏大，也由于中國建筑主體結構以厚重結構為主，在建筑節能跨越式大發展的條件下，我國的外墻外保溫市場很可能會成為世界上最廣大的最有活力的外保溫市場，我們將拭目以待。

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