外保温结构体系设计的重点是节能

殷俊

【摘要】能源紧缺已成为制约国民经济和社会持续发展的大问题，本文对建筑节能的概念及节能设计进行分析探讨，并对应用中存在的问题及处理措施总结介绍。

【关键词】节能概念；节能设计；外保温体系；薄抹灰；体系防火

【Abstract】Energy shortage has become a constraint to economic and social sustainable development of the big issues， the paper and building energy saving design concept analyzed and discussed， problems and treatment measures and the application in the presence of a summary presentation.

【Key words】Energy-saving concept；Energy-saving design；Exterior insulation system；Thin plaster；System Fire

1. 前言

1.1在社会需求增长和消费水平不断提高的现今，能源紧缺已成为制约国民经济和社会持续发展的大问题，影响到民众的生活质量。我国能源发展主要存在四大问题：

（1）人均能源拥有量及储备偏低；

（2）能源结构仍然以煤为主，年耗煤量已超过20亿吨；

（3）能源资源分布不均，主要表现在经济发达地区能源短缺和农村商业能源供应不足，造成北煤南运、西气东送、西电东送；

（4）能源利用效率低，能源终端利用效率仅为33%，比发达国家低10%左右。

1.2随着城市化的高速发展，建筑能耗逐年大幅度上升，已达全社会能源消耗量的35%左右，我国现有建筑面积为400多亿平方米，绝大部分为高能耗建筑，且每年新建建筑数量大幅增加，其中90%以上面积仍是高能耗建筑。如果继续执行节能水平较低的设计标准，将留下很重的能耗负担和治理困难。针对我国的国情，目前在建筑中合理使用和有效利用能源，不断提高能源利用率是最为有效的做法。

2. 建筑节能概念及建筑节能设计

（1）建筑节能的含义更加丰富且深刻得多。自从1973年发生世界性的石油危机以后的40多年来，在发达国家已经经历了三个发展阶段：最初叫“建筑节能”；但不久即改为“在建筑中保持能源”，意思是减少建筑中能源的散失；近来则普遍称为“提高建筑中的能源利用效率”，也就是说，并不是消极意义上的节省，而是从积极意义上提高利用效率。

（2）我国在建筑设计中，对于能耗节省的考虑通称为建筑节能，即在建筑中合理使用和有效利用能源，不断提高能源利用效率；和气候条件相近的发达国家相比，由于以前建筑围护结构的保温隔热水平差，采暖系统的热效率低，国内单位建筑面积采暖能耗为气候条件相近的发达国家的3倍左右；为了贯彻国家节约能源，保护环境，实现可持续发展的战略目标，从国家到地方政府都颁布了相应的节能设计标准。国务院在2008年10月1日颁布的《建筑节能条例》正式实施，也为建筑节能提供了相应的法规支持。建筑节能设计是全面建筑节能中一个很重要的环节，有利于从源头上杜绝能源的浪费。在节能设计中，就是通过增强维护结构、屋面、地面的保温效果来实现节能降耗，维护结构的保温隔热性能的好坏起着决定性的因素。

3. 外墙外保温体系的优势

在建筑节能设计环节中，外墙外保温结构体系作为一个非常重要的环节，具有其他节能设计不具有的优势，主要包括：

（1）适用范围广：外保温不仅适用于北方需冬季保温地区的采暖建筑，也适用于南方需夏季隔热地区的空调建筑；既适用于新建建筑，也适用于既有建筑的节能改造。

（2）保温效果明显：由于保温材料置于建筑物外墙的外侧，基本上可以消除在建筑物各个部位的“热桥”影响，“热桥”是指在内外墙交界处、构造柱、框架梁、门窗洞等部位形成散热的主要渠道。对内保温而言，“热桥”是难以避免的，而外保温既可防止“热桥”部位产生结露，又可消除“热桥”造成的热损失，从而充分发挥了轻质高效保温材料的效能，相对于外墙内保温和夹心保温墙体，它可使用较薄的保温材料，达到较高的节能效果。

（3）保护主体结构：提高主体结构的使用寿命，减少长期的维修费用。采用外保温技术，由于保温层置于建筑物围护结构外侧，缓冲了因温度变化导致结构变形产生的应力，避免了雨、雪、冻、融、干、湿循环造成的结构破坏，减少了空气中有害气体和紫外线对围护结构的侵蚀。因而只要墙体和屋面保温隔热材料选材适当，厚度合理，外保温可以有效地防止和减少墙体和屋面的温度变形。

（4）有利于改善室内环境：外保温不仅提高了墙体的保温隔热性能，而且增加了室内的热稳定性。由于蒸气渗透性高的主体结构材料处于保温层内侧，只要保温材料选材适当，在墙体内部一般不会发生冷凝现象，故无需设置隔气层。同时外保温墙体由于蓄热能力较大的结构层在墙体内侧，当室内受到不稳定热作用时，室内的空气温度上升或下降，墙体结构层能够吸引或释放热量，故有利于室温保持稳定，因而创造了舒适的室内居住环境。它还在一定程度上阻止了雨水等对墙体的浸湿，提高了墙体的防潮性能，可避免室内的结露、霉斑等现象。

（5）有利于旧房改造：目前全国有许多既有建筑由于外墙保温效果差，耗能量大，冬季室内墙体结露、发霉，居住环境差。在对旧建筑物进行节能改造时，采用外保温方式最大的优点是无需临时搬迁，保温改造中基本不影响用户正常生活。

4. 外墙外保温薄抹灰体系的构造特点

4.1薄抹灰外墙外保温体系的特点：在建筑节能设计中，对于外墙外保温的设计构造做法，存在多种结合体系，目前常见的体系有： （1）粘贴保温板薄抹灰体系；（2）大模内置聚苯板薄抹灰体系；（3）喷硬泡聚氨酯薄抹灰体系；（4）干挂板材、石材外保温体系；（5）保温装饰一体化外墙保温体系；（6）保温砌块、保温条板体系等。

4.2薄抹灰外墙外保温体系的构造：建筑节能设计中常用的是薄抹灰外墙外保温体系，其以保温板为保温芯材，采用聚合物粘结砂浆将保温板粘贴在外墙外侧，然后采用聚合物抗裂砂浆复合耐碱玻纤网格布作为罩面层起到防渗、抗裂的作用，构成一套完整的体系。根据设计需要可以在保温层外进行涂料、瓷砖或者石材等外装修施工。该体系在欧美发达国家已经有40多年的发展历史，工艺完善，安全可靠，保温效果好，能够最大限度杜绝冷热桥的存在，并对建筑物主体结构起到保护作用。国内的技术人员对其进行了实用总结改进提高，使其更加适应我国的气候及建筑构造特点，经济性也适应。

5. 工程结构主要节点处理

对于外墙外保温薄抹灰体系，工程中需要重视的问题，主要集中在外部结构构件和主体墙面交界的部位，例如：凸窗、窗口等部位，下述就施工容易出现的问题及构造节点浅述。

5.1凸窗：在实际工程中，由于凸窗有五个面外墙临室外，尽管凸窗上下左右板都有保温，仍然增加了墙体的热损失，散热面积比平窗大，所以在节能设计中认为，当凸窗面积不超过外窗面积的30%时，热损失所占比例较小；当凸窗面积达到或超过外窗面积的30%时，则须通过加强外墙主体部分的保温来弥补，才能确保外墙平均传热系数达到节能标准的要求。例如在北京，居住建筑按照现在的节能标准要求，外墙的传热系数不大于0.60w/（m2·k），采用粘贴普通聚苯板的做法，聚苯板的厚度70mm即可满足要求；如果凸窗的面积超过外窗面积的30%，还是采用粘贴普通聚苯板的做法，聚苯板的厚度要做到80mm才可满足同样的节能要求。在这个方案中有以下几点改进。（1）比原有凸窗减少了上下两侧与外相邻的墙面，提高了保温节能的效果；（2）在满足凸窗室内空间和视觉的要求下，增加了室内空间的利用率；（3）利用原有凸窗下面的空间放置了暖气片，使室内的空间更完整和美观。

5.2窗户安装的位置：窗户的安装位置在一般情况下，应尽量使外窗靠结构外墙皮安装，如果窗立墙中，窗应加附框，保温层应贴至附框以阻断热桥，这种做法比窗靠结构外墙皮安装热损失要大，按照有关节能标准要求应另加修正系数，增加保温厚度。

5.3窗台构造：在外墙外保温的施工中，主要采用的是粘贴保温板，在这种体系中保温板与墙面是通过粘接（粘接面积≥40%）来固定的，由于采用的是点粘法，保温板与墙面之间是有空隙的，如果墙面保温板发生破裂进水，容易在窗上口等薄弱环节形成漏水。为了解决这个问题，宜采用疏导的做法，在窗上口设置了塑料滴水线，这个滴水线起了两个作用：

（1）起到滴水的作用；

（2）如果保温层破裂进水，可以通过上面透气孔把进入的雨水排走，降低了在窗上口发生漏水的概率。窗台下口同样也是一个薄弱的环节，由于主框与附框之间，或者附框与结构墙之间的密封胶或发泡胶没有打严密，容易在这些部位进水破坏了室内的墙面。为了解决这个问题，在窗口下侧增加一个金属披水，这个金属披水对雨水起到了防范和疏导的作用，避免了由于施工的原因和密封材料年久老化的原因造成的漏水。

6. 外墙外保温薄抹灰体系的防火

6.1外墙保温已发生的火灾事故表明，火灾发生分为三个时段：即保温材料进入施工现场码放时段发生的火灾；保温材料施工上墙时段发生的火灾；建筑物投入使用时段发生的火灾。外墙外保温薄抹灰体系是否具有防火安全性，应考虑以下两个方面的问题：

（1）点火性：在有火源或火种的条件下，材料或系统是否能够被点燃或引起燃烧。

（2）传播性：当发生燃烧或火灾时，材料或系统是否具有传播火焰的能力。现行国家标准《绝热用模塑聚苯乙烯炮沫塑料》和《绝热用挤塑聚苯乙烯泡沫塑料》中规定：聚苯板燃烧性能等级应达到B2级，同时氧指数应不小于30%。在试验中发现，通过对有机保温材料进入施工现场前涂刷界面砂浆的方式，能提高可燃材料在存放和施工期间的防火性能。涂刷界面砂浆的聚苯板如果在上墙之后采取防火分仓的构造措施，则整体防火效果更好。

6.2鉴于2008年中央电视台配楼的一场大火，在2009.9.25，公安部、住房和城乡建设部共同颁布了《民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定》。防火暂行规定指导设计者在建筑设计中，利用水平设置的防火隔离带，采取分仓的构造措施把整面的保温材料分成不同的区域，以减少整面保温材料同时燃烧的可能性。尽管有了防火暂行规定的出台，但事实进一步证明，防火暂行规定中的种种措施尚不足以全面的防止和杜绝建筑的火灾隐患。2010.11.上海胶州教师公寓和次年沈阳皇朝万鑫大厦等建筑工程，又相继发生了外保温材料火灾，造成严重人员伤亡和财产损失。鉴于此公安部于2011.3.14又发布了《关于进一步明确民用建筑外保温材料消防监督管理有关要求的通知》。通知要求，在新标准发布前，从严执行《民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定》第二条规定，即民用建筑外保温材料采用燃烧性能为A级的材料。

6.3由上述特大火灾带给人们的警醒与提示可知，建筑设计中应考虑外墙外保温薄抹灰体系防火的解决方案，以尽量减少建筑尤其是高层建筑的火灾隐患、减少类似火灾事故的发生、减少人员生命和财产的损失以及不良的社会影响。

7. 小结

（1）综上所述，在节约能源以实现可持续发展的大趋势面前，建筑作为对国计民生影响广泛的行业，应重点加强发展节能设计的实际应用。因此，在建筑设计中应用比较广泛的薄抹灰外墙外保温体系应在建筑节能设计中占有重要的地位，具有广泛的应用价值。在工程设计中，应根据薄抹灰外墙外保温体系的特点，对于其较为薄弱的环节细部进行加强。

（2）对于防火的现实问题，设计应有合理的系统构造方式，保证外墙外保温薄抹灰体系具有良好的火灾阻隔体系。这样从设计的主动方面和被动防御方面，全面的保证外墙外保温薄抹灰体系的节能优势能充分发挥，为建筑节能起到全面有效的作用，为广大居住者提供安全可靠的舒适环境。

参考文献

[1]《居住建筑节能设计标准（DBJ11-602-2006）》 .

[2]《绝热用模塑聚苯乙烯炮沫塑料（GB/T10801.1-2002）》

[3]《绝热用挤塑聚苯乙烯泡沫塑料（XPS）（GB/T10801.2-2002）》