四川盆地公共建筑墙体节能应用分析

李泽峰



四川盆地公共建筑墙体节能应用分析

李泽峰

（中国成达工程有限公司 成都 610041）

以成都为代表的四川盆地推行墙体改造已有十余年历史，但是随着新型墙体保温材料的出现，以及公共建筑外观和防火要求的越来越严格，应根据实际情况以及现行规范的要求，采用最优的墙体的施工方案和技术保证措施，以保证在满足建筑节能要求的前提下达到安全、美观、方便以及经济的要求。

四川盆地；公共建筑；墙体节能；应用

0 引言

节能减排工作是建设资源节约、环境友好型社会的必然选择。以成都为代表的四川盆地地区于1989年被列为全国墙改南方试点城市，自2005年8月31日成都市建筑节能管理规定出台以来，新建建筑已经基本达到国家的节能设计标准。但是随着经济水平的发展，业主对建筑物外观的审美要求也不断提高，对节能不利的大体形系数、全玻璃幕墙建筑也不断大量涌现，给建筑节能工作带来了新的挑战。另外近年来由于节能保温系统引发的大火，也导致可燃或难燃的传统墙体保温材料逐渐退出历史舞台。

因此采用与建筑相配套的合理的墙体保温材料及其施工方案，对公共建筑节能改造工作迫在眉睫。

1 现有新建建筑墙体保温材料体系

1.1 墙体保温形式介绍

建筑墙体保温有外墙外保温、外墙内保温和夹心保温三种形式。外墙内保温将保温材料复合在承重墙内侧，因此技术及施工简便，造价相对较低。但难以避免“热桥”的产生；外墙外保温将保温材料复合在建筑物外侧，因此可不破坏主体结构适用性广，且可有效消除“热桥”。但保温材料直接面对室外恶劣环境；夹心保温将绝热材料设置在外墙中间，因此对保温材料的强度要求不严格。但易产生“热桥”，抗震性差。

1.2 目前常用墙体保温材料介绍

根据相关文献描述，成都市场“几种典型保温墙体节能性能由高到低的排序为：聚苯板外保温系统外墙或采用聚苯板自保温系统墙＞胶粉聚苯颗粒浆料系统外保温墙＞硅酸盐板外保温系统的节能墙＞胶粉聚苯颗粒浆料内保温墙”[1]。

但是近年来，在国家节能技术政策和节能标准的推动下，墙体节能技术迅速发展，涌现了多种采用不同材料、不同做法的墙体节能技术，同时国外的先进节能技术也进入国内市场，为公共建筑节能改造提供了良好的基础。根据笔者调查，在公共建筑中参考文献[1]中的几种典型保温墙体均已淘汰，目前四川盆地乃至全国常用的保温材料体系如下图（随着防火要求的提高B1级难燃材料也必将淘汰）。

图1 现有新建公共建筑外墙保温体系图

2 某典型公共建筑外墙节能应用案例分析

2.1 典型公共建筑基本参数

某典型公共建筑建筑外表面2888m2，建筑体积7989m3，体形系数0.36（满足参考文献[2]中0.40的要求）。根据结构设计要求，成都地区典型建筑为框架结构，墙体材料以混凝土砌块为主，混凝土空心砌块厚度约300mm，基本外墙构造图如下。

图2 框架结构外墙及屋面构造

本建筑未采取保温措施的情况下，其外墙构造的热工计算参数如下表所示。

表1 建筑外墙构造热工参数计算表

不采取保温的前提下，本建筑的外墙传热系数远大于参考文献[2]中的夏热冬冷地区1W/(m2·K)的限制要求。

2.2 典型公共建筑节能设计

根据建筑外观设计，外墙透明部分采用玻璃幕墙。屋面的保温采用30mm厚聚氨酯现场发泡，门采用节能外保温门。建筑窗墙面积比计算如表2。

根据计算可知本建筑的玻璃幕墙未达到参考文献[3]的限值要求。

表2 建筑窗墙面积比计算表

由于2015年5月1日实施的参考文献[3]，外墙保温构造措施应满足不燃A级的防火要求，目前成都市场公共建筑外墙节能绝大多数采用岩棉保温一体板。经计算岩棉板厚度为80mm时，可满足规范要求的传热系数限值，本工程采用此材料后热工参数计算如表3。

表3 建筑外墙构造热工参数计算表

2.3 典型公共建筑节能模拟计算

由于本建筑朝向外窗（幕墙）传热系数、遮阳系数不满足标准限值要求，需经计算相对节能率不低于50%作为建筑节能达标的最终评判标准。建筑几何模拟计算模型取现有建筑设计图；房间内热源，室内计算温度等参数参照参考文献[2]；建筑耗热量以DOE2或其它能耗模拟软件计算能耗，本建筑的能耗分析模型如下。

图3 建筑的三维节能计算模型

能耗模拟计算结果如下。

表4 能耗计算结果表

续表4 能耗计算结果表

经计算，基准建筑围护结构下建筑耗热量指标为65.33kWh/m2，保温后建筑围护结构下建筑耗热量指标为28.34kWh/m2，相对节能率为62.5%，满足要求。即判定建筑围护结构的总体热工性能符合节能要求，允许采用该种保温形式。

3 施工要点分析

随着国家对于防火要求的日趋严格，以岩棉保温装饰一体板为代表的A级难燃外墙外保温体系越来越占据市场主导地位。岩棉保温装饰一体板是通过粘贴＋机械固定（粘铆接合）的方式安装于外墙上，由于产品本身的自重较大以及岩棉防水要求较高等特点。在安装的过程中，要根据板材的说明采用科学严密的施工组织，确保板材切割加工的合理、固定可靠、装饰效果完美。

3.1 施工注意事项

保温装饰板施工前，为了安装牢固美观建筑的基层墙面必须清理干净（墙表面没有浮土、尘土、油污等），剔除墙表面的凸出物，凹面应事先用水泥砂浆抹平，并进行做毛处理。保温装饰板外保温工程施工前，门窗洞口应通过验收，如有辅框应安装完毕，伸出墙面的预埋件、连接件应按保温装饰板系统的厚度留出相应的间距。为保障阳角顺直，施工时在阳角板拼接的地方应挂竖向的通线。如条件允许外窗台部位的保温装饰板宜伸到窗框底部，往室内方向约20mm。

保温装饰板施工中，首先岩棉保温装饰板使用专用胶粘剂将保温装饰板粘贴于基层（混凝土或各种砌体）墙体外表面，并辅以锚栓固定，确保保温装饰板与基层墙体的连接可靠；然后在相邻板块间填充发泡聚乙烯软棒或发泡聚氨酯等具有保温性的弹性材料，避免板间缝口部位形成热桥；最后用硅酮耐候密封胶嵌填板缝表面，可防止外界水分渗入保温系统。粘贴保温装饰板时，应采用点框粘法或条粘法（点框法适用于基层墙面平整度相对较差的墙面），有效粘贴面积不得少于50%。在女儿墙、阳角、门窗洞口等部位受风压的影响大，应增加保温装饰板的有效粘贴面积到60%。保温装饰板系统分格缝的宽度宜为8mm～15mm，勒脚部位与散水相接处宜为20mm。分格缝可采用聚乙烯泡沫圆棒填满塞紧，或先在分格缝中用发泡聚氨酯填实到一定程度后再塞聚乙烯泡沫圆棒，聚乙烯泡沫圆棒直径是分格缝宽度的1.3倍左右。

保温装饰板施工期间及完工后24h内，基层及环境温度不高于5℃，雨天和5级及以上时不得施工；夏季施工，施工表面应避免阳光直射，必要时可在脚手架搭设防晒布，遮挡墙面。如施工中突遇降雨，应采取有效措施，防止雨水冲刷墙面。基层墙体应坚实、干燥、干净，找平层应与墙体粘结牢固，不得有脱层、空鼓、裂缝，平整度应达到普通抹灰准，且基层与胶粘剂的粘结强度不得低于0.3MPa。

3.2 施工工艺流程

岩棉保温装饰一体板，施工工艺流程如下。

图4 施工工艺流程图

竣工验收时：应使保温装饰板的规格和各项技术指标以及胶粘剂、机械固定件的质量均应符合行业标准要求；保温装饰板与结构墙面必须粘接牢固无松动现象；保温装饰板保温层厚度应符合设计要求；保温装饰板粘贴面积应符合要求。

图5 安装截面图

4 结论

根据公共建筑外墙保温材料的防火要求，采用岩棉保温一体板为代表的A级不燃材料已是大势所趋。针对此种材料的热工性能及安装特点，本文在理论计算的基础上进行了建筑能耗模拟分析，得出了成都盆地最优的墙体的施工方案和技术保证措施：

（1）针对成都地区新建建筑绝大多数为框架结构，墙体材料为混凝土砌块的特点。此情况下岩棉板厚度为80mm时，可满足规范要求的传热系数限值。

我最近总是觉得你很心急。你正忙着追赶成功者的脚步，你正赶着为人生的下一个岔路口拼命准备，你正焦虑地思考怎样才能更进一步地达成自己的人生目标。

（2）典型的坐北朝南玻璃幕墙建筑，在窗墙比0.5左右时，基准建筑围护结构下建筑耗热量指标为65.33kWh/m2，保温后建筑围护结构下建筑耗热量指标为28.34kWh/m2，相对节能率为62.5%，可满足满足节能50%以上的规范要求。

（3）以岩棉为代表的复合一体板自重较大、防水要求较高，因此安装要求相对于传统的薄抹灰体系更加严格，粘铆接合方式安装时应注意基面的处理、板材的切割固定以及接缝、特殊天气的应对等问题，以充分提高板材的保温性能以及施工的可靠性。同时，复合一体板施工中应严格按照工艺流程进行。

实践证明，公建外墙中以岩棉为代表的A级不燃材料外墙外保温体系，具有美观，室内环境好，节能效果显著、施工方便和综合造价低的特点。随着新版《建筑设计防火规范》的深入落实，A级不燃复合一体板材料在公共建筑外墙保温体系必将发挥重大的作用。

[1] 成都市墙材革新建筑节能办公室,四川省建筑科学研究院.成都建筑节能中心新型墙材应用研究[J].建设科技,2007,(20):64-65.

[2] GB50189-2005,公共建筑节能设计标准[S].北京:中国建筑工业出版社,2005.

[4] 陆耀庆.实用供热空调设计手册（第2版）[M].北京:中国建筑工业出版社,2008.

[5] 公安部、住房和城乡建设部.关于印发《民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定》的通知[Z].公通字[2009]46号.

[6] 10J121-1,国家建筑标准设计图集《外墙外保温建筑构造》[S].北京:中国计划出版社,2010.

[7] 付祥钊,候余波.中国夏热冬暖地区建筑节能技术[J].建筑科技,2002,(4):43-45

[8] 邓元媛,周吉日.西藏地区主动式太阳能采暖系统应用研究[J].制冷与空调,2015,(2):202-205..

[9] 周吉日.分析实验楼变风量通风系统设计探讨[J].制冷与空调,2015(04):407-410.

Research & Application about Wall Energy in Sichuan Public Building

Li Zefeng

( China Chengda Engineering Co., Ltd, Chengdu, 610041 )

Chengdu, Sichuan Basin, represented by the implementation of the transformation of the wall more than ten years, but with the advent of new wall insulation materials, as well as the appearance and increasingly stringent fire safety requirements for public buildings should be based on the actual situation and the existing specifications, using the best construction program and technical assurance measures of the wall, in order to ensure safe, beautiful, easy and economical to meet the requirements under the premise of building energy requirements.

Sichuan Basin; public buildings; energy-saving wall; application

1671-6612（2017）02-154-05

TU834

A

2016-01-28

作者（通讯作者）简介：李泽峰（1973.11-），男，本科，高级工程师，E-mail：Lizefeng@chengda.com