论住宅建筑围护紻构保温性能的确定分析

周献志

（内蒙古呼伦贝尔晟昱建设监理有限责任公司，内蒙古，呼伦贝尔，021008）

论住宅建筑围护紻构保温性能的确定分析

周献志

（内蒙古呼伦贝尔晟昱建设监理有限责任公司，内蒙古，呼伦贝尔，021008）

进行外墙外保温系统中保温隔热结构设计及理论研究，提出保温隔热系统结构设计理论、保温隔热层厚度等，研究表明对于不同基层墙体，选用不超过40mm的保温隔热砂浆，即可达到标准中关于墙体传热系数与蓄热系数的要求。

建筑脧肚；外墙外保温；保温隔热

一、提高住宅建筑围护结构保温性能的意义

在节能住宅的设计中，围护结构的保温状况是影响住宅冬、夏季能耗指标的重要因素。我国现行的《民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）》从降低冬季采暖能耗的角度，详细规定了北方各采暖地区住宅围护结构构件传热系数的上限值，但这些限值主要是根据冬季的室外气象参数确定的，并没有考虑当地夏季室外气象条件的变化特点。而对于某些采暖地区，其室外气象条件的特点是冬季寒冷和夏季炎热。此外，作为影响住宅热状况的另一个重要外扰，太阳辐射对各个朝向的作用又是有所差别的。以最少的投入获得最好的保温效果，应同时考虑室外气象条件变化的动态性和方向性对住宅围护结构保温性能的不同要求，合理地确定住宅外墙及屋面的保温性能。住宅节能的主要目的是在满足人体热舒适的基础上，尽可能地降 低机械系统的使用能耗。

1、住宅建筑外墙外保温延长了建筑物的寿命。

外墙内保温的保温层构造位置使得建筑物的外墙与内墙分别处于两个不同的温度环境。内墙及楼板处于室内 的温度环境，其年温度差的变化会在60~80‡的范围，使建筑结构长年不得安定。这种永远不安定的建筑结构会导致在多处墙面产生裂缝，并破坏沿外墙的屋面 防水，引起地下室防水的渗漏等。同样这种不同温度环境会产生不同变形的原理也会发生在那些夹心保温和保温层表面的刚性厚抹灰层上，保温层上湿贴石材等做法 其保温层外侧部分都面临同样的形变破坏。外墙外保温的保温材料保护了主体结构防止风吹雨淋和风化以及碱骨料的反应等对主体外墙的侵蚀，相对延长了整个工程的使用寿命。

2、住宅建筑外保温是消除热桥的合理途径。

外墙既要承重又要起保温作用，外墙厚度必然较厚。采用高效保温材料后，墙 厚得以减薄。但如果采用内保温，主墙体越薄，保温层越厚，热桥的问题就越趋于严重。在寒冷的冬天，热桥不仅会造成额外的热损失，还可能使外墙内表面潮湿、结露，甚至发霉和淌水，而外保温则可以不存在这种问题。由于外保温避免了热桥，在采用同样厚度的保温材料条件下，外保温要比内保温的热损失减少约20%，从而节约了热能。

3、住宅建筑外保温比内保温更容易控制墙面裂缝。

内保温的保温块材易发生裂缝。处于室内温度环境影响的内保温板材是附着在受室外年温差影响而发生变形的外墙上。内保温块材的板缝被温度变化而产生的外墙变形应力拉开，经过几个年温差对外墙的变形影响，这种块材板缝裂缝是终归要发生的。外保温墙体控制裂缝要比内保温墙体控制裂缝的发生容易的多。彻底的外墙外保温的做法是将建筑物的全部结构穿上了一件棉袄，使其完全处于 室内的温度环境下，年温差一般波动不大，可以忽略其形变的产生的影响。受室外环境温度影响较大只是外保温的外表面。

4、住宅建筑外保温优于内保温的其他功能。

外保温则可以避免搬动家具、施工扰民、甚至临时搬迁等诸多麻烦发生。当外墙必须进行装修或抗震加固时，加做外保温是最经济、最有利的方法。我国目前许多住户在住进新房时，大多先进行装修。外保温。采用外保温则可以与室内工程平行作业，有利于加快施工进度。外保温可以使建筑更为美观，只要做好建筑立面设计，建筑外貌会十分出色。特别在旧房改造时，外保温能使房屋外貌大为改观。外墙外保温适用范围十分广泛，适用于各种建筑。

5、住宅建筑外保温的综合经济效益很高。

外保温比内保温增加了使用面积近2%，使单位使用面积造价得到降低。加上有节约能源、改善热环境等一系列好处，综合效应十分明显。

二、建筑围护结构保温隔热材料设计原理

保温隔热系统结构为基层处理-保温隔热层-抗裂保护层-饰面层。基层处理：根据不同建筑基体表面情况 分别采用相应的处理方式，包括采用普通水泥砂浆找平、聚合物水泥灰浆拉毛或者不处理。以聚苯为主要原材料来生产保温隔热材料在世界各地均比较盛行，产品形 式主要有聚苯板、聚苯复合材料、聚苯乙烯颗粒等，其中聚苯板目前使用比较多。然而，聚苯板不适合外形不规则的建筑部位保温，聚苯板之间粘结处易开裂，聚苯板与罩面砂浆亲和力差，综合成本较高，因而使用受到限制。将聚苯乙烯颗粒与胶粉料混合制成的不定型涂抹式保温隔热材料可以克服聚苯板的这些不足。胶粉聚苯 颗粒保温隔热灰浆设计主要考虑原则如下：

1、对聚苯乙烯泡沫颗粒的级配(粒径为2-5mm，容重为20-30kg/m3)、以及它和胶凝材料的配比的优化设计，使得此材料的密度、导热系数、蓄热系数、收缩率以及强度等各性能指标都得到了优化。

2、添加了硅铝玻璃空心球体料(比表面积为 400-1500m2/kg，球体粒径为5m-60m，氧化硅的含量在50%以上)，它和聚苯乙烯泡沫颗粒都属于轻质多孔材料，起到了保温隔热作用；另外，“滚珠效应”改善了材料的和易性、整体性，一次施工达 4cm以上，并且不需二次找平，显著提高了施工效率。

3、由于外加剂的作用，引入了1%-5%的气泡，隔断了热传输通道，既达到了保温隔热的效果，也起到了保水的效果，提高了水泥水化程度，增强了保温层的强度。

4、主要原料是废旧聚苯乙烯泡沫，既利用再生资源，又减少了白色污染，所以此灰浆材料既是很好的环保产品，也很大程度的节约了资源。

5、采用干粉料预混合干拌技术与聚苯泡沫颗粒分装工艺，现场只需按比例加水搅拌即可施工，解决了传统工艺中生产搅拌期长、运输成本高、存放周期短、现场配料计量不准确、施工不方便等技术经济问题。

三、建筑围护结构传热系数现场检测方法

1、热流计法。

热流计是建筑能耗测定中常用仪表，该方法采用热流计及温度传感器测量通过构件的热流值和表面温度，通过计算得出其热阻和传热系数。其检测基本原理为：在被测部位布置热流计，在热流计周围的内外表面布置热电偶，通过导线把所测试的各部分连接起来，将测试信号直接输入微机，通过计算机数据处理，可打印出热流值及温度读数。当传热过程稳定后，开始计量。为使测试结果准确，测试时应在连续采暖（人为制造室内外温差亦可）稳定至少7d的房间中进行。一般来讲，室内外温差愈大（要求必须大20‡），其测量误差相对愈小，所得结果亦较为精确，其缺点是受季节限制。该方法是目前国内外常用的现场测试方法，国际标准和美国ASTM标准都对热流计法作了较为详细的规定。

2、热箱法。

热箱法是测定热箱内电加热器所发出的全部通过围护结构的热量及围护结构冷热表面温度。其基本检测原理是用人工制造一个一维传热环境，被测部位的内侧用热箱模拟采暖建筑室内条件并使热箱内和室内空气温度保持一致，另一侧为室外自然条件，维持热箱内温度高于室外温度8‡以上，这样被测部位的热流总是从室内向室外传递，当热箱内加热量与通过被测部位的传递热量达平衡时，通过测量热箱的加热量得到被测部位的传热量，经计算得到被测部位的传热系数。该方法的主要特点：基本不受温度的限制，只要室外平均空气温度在25‡.以下，相对湿度在60%以下，热箱内温度大于室外最高温度8‡以上就可以测 试。据业内技术专家通过交流认为：该方法在国内尚属研究阶段，其局限性亦是显而易见的，热桥部位无法测试，况且尚未发现有关热箱法的国际标准或国内权威机 构的标准。

3、红外热像仪法。

红外热像仪法目前还在研究改进阶段，它通过摄像仪可远距离测定建筑物围护结构的热工缺陷，通过测得的各种热像图表征有热工缺陷和无热工缺陷的各种建筑构造，用于在分析检测结果时作对比参考，因此只能定性分析而不能量化指标。通过以上几种检测方法的分析比较，热流计法是目前国内外较为成熟的检测方法，且已得到普遍应用。

四、建筑围护结构保温隔热层厚度设计

国家标准GB50176-1993《民用建筑热工设计规范》对围护结构保温和隔热性能指标(K，R，0；，max)计算方法和计算参数做出了规定；行业标准JGJ26-1995《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)》对带有抗震柱、圈梁等热桥部位的复合墙体的外墙平均传热系数 K的计算方法做出了规定：行业标准JGJ134-2001《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》对夏热冬冷地区节能 50%目标时的外墙传热系数和 蓄热系数也做了规定。温隔热材料与其他主体建筑配合使用形成的围护结构热阻R、热惰性指标D、传热系数K以及达到节能50%的目标时墙体的最小厚度的值.使用加气混凝土砌块作 为墙体结构，若围护结构其他部分(窗户、屋面等)能达到节能标准的相关规定，外墙不需要保温隔热施工即可达到 50%的节能目标；而对于混凝土砌块或粘土实 心砖，保温隔热层厚度需要分别增加到29.4mm和20.1mm才能满足节能目标，同时这些传统材料尤其粘土实心砖，既浪费能源，又对环境造成严重污染， 不满足现阶段我国推广的“四节”节能产品的节能要求。钢筋混凝土主要用作建筑的梁和柱等承重、框架结构，其热阻较小，为达到节能50%的节能目标，其表层 保温隔热层厚度不得小于30.7mm；可见钢筋混凝土梁、柱是建筑物中最主要的“热桥”部位，保温隔热施工中一定要尽量消除该种“热桥”。

[1] 孙增桂，郑宜涛. 热流计法在建筑脧肚检测中的应用. 建设科技，2003.6.

[2] 王晶.浅谈几种建筑围护结构脧肚设计[J].甘聒科技，2006，(7)：87-89.

[3] 许波，侯万亭.复合外墙的几种作法及选用[J].河南建材，2004，(4)：52-53.

[4] 郭志脝，韩金亮.浅谈混凝土外墙单面网职苯板外保温施工及质量控制[J].华北脃天工业学院学报，2006，(4)：78-79.

TU774

A

1674-3954（2011）02-0051-02

男，汉族，1952年生，内蒙古呼伦贝尔人，工程师，主要研究方向为工业与民用建筑。