试析夏热冬冷地区外墙保温技术优化对策

彭 莉，彭 强

（江西省建筑技术促进中心，江西 南昌）

引言

夏热冬冷地区主要是指长江中下游及其周围地区，该地区的范围大致为陇海线以南，南岭以北，四川盆地以东。气候特点是夏季闷热，冬季湿冷，气温日较差小；年降水量大，夏季空调和冬季采暖要求都比较高。以往很多地区直接沿用寒冷地区外墙保温手段，但如果该地区大量降雨，空气湿度高，会直接影响建筑外墙的稳定性，滋生更多霉状物质。基于此，本文对夏热冬冷地区外墙保温技术进行优化，具有重要推广意义和实践应用价值。

1 夏热冬冷地区实施外墙保温技术现状

随着经济社会发展水平的提高，人民群众对美好居住环境的需求也越来越高。通过推进建筑节能发展，以更少的能源资源消耗，为人民群众提供更加优良的公共服务、更加优美的工作生活空间、更加完善的建筑使用功能，在减少碳排放的同时，不断增强人民群众的获得感、幸福感和安全感。建筑能耗中，供暖和空调能耗占比50%～70%，其中围护结构所引起的能耗占暖通空调能耗的40%～50%[1]。有些地区对节能率提出了更高的要求，如江苏省《居住建筑热环境和节能设计标准》（DB32/4066-2021）中进一步提升了建筑节能率，将以往65%的节能率提升至75%。夏热冬冷地区实施外墙保温技术有利于全面落实节能设计标准，进一步提升围护结构热工性能，提升建筑能效，把握节能降碳的关键要素。

2 夏热冬冷地区外墙保温技术优化对策

2.1 组合式自保温墙体系统设计方式

组合式自保温墙体系统应用自保温墙体材料作为主体材料，在其表面粘贴、锚固其他保温材料，提高外墙整体保温性能[2]。

在墙体材料选择方面优先应用混凝土复合砌块或蒸压加气砌块。此类建筑墙体材料质地较轻，与传统钢筋混凝土墙体相比，不会对建筑地基造成过大负荷压力影响。

此类外墙保温体系主要为无空腔结构，外侧面层强化冷热桥保温，减少墙体材料开裂、脱落以及水分渗漏等多重安全风险隐患，同时有良好隔热防火效果。该建筑保温体系灵活度高，可以结合不同建筑节能需求进行材料优化选择与专项设计。

如表1 所示，结合《建筑节能与可再生能源利用规范》（GB 55015-2021）中对夏热冬冷地区居住建筑节能要求，设计一组岩棉组合自保温墙体构造。通过优化设计，该建筑自保温墙体系统的传热系数为0.49 W/ (m2·k)，满足《建筑节能与可再生能源利用规范》（GB 55015-2021）对夏热冬冷地区的外墙热工性能要求，满足了节能设计标准要求。而把加气混凝土换成普通钢筋混凝土的话，传热系数达到1.08 W/(m2·k)，与先前的外墙构造的传热系数相比翻了一倍。由此可见，采用组合式自保温系统构造对外墙节能有巨大的优势。如果继续增加岩棉板厚度，使其达到55 mm,计算出来的传热系数能够达到0.395 W/(m2·k)，满足《近零能耗建筑技术标准》GB/T 51530-2019 对夏热冬冷地区的外墙热工性能要求。因此，通过组合自保温墙体设计，能够较好地降低外墙的热工参数。

表1 建筑组合自保温墙体系统节能参数

2.2 优化选择建筑外墙保温隔热材料

按照《外墙外保温工程技术标准》（JGJ144-2019），建筑外墙外保温系统的设计使用年限为25 年。有机保温材料导热系数普遍较好，但是燃烧性能不能够达到A2。有机类保温层容易出现板材燃烧后快速蔓延至整个建筑，引发安全事故，造成人员伤亡及财产损失。无机材料虽具有良好的防火性能，但是导热系数普遍偏高。要达到相同节能效果需要材料加大厚度，使得建筑造价增大。岩棉导热系数在无机类材料中算偏低的，但是市场上岩棉质量普遍较差，运用到外墙上岩棉易粉化、脱落，造成安全事故。

对于夏热冬冷地区而言，外墙保温隔热效果的最主要影响因素在于应用的保温隔热材料。常见保温材料热工参数如表2 所示。当前夏热冬冷地区建筑行业领域广泛应用的建筑保温系统形式为外墙外保温薄抹灰系统，装饰一体板外墙保温系统和外墙内保温系统。保温材料主要包括模塑聚苯板、挤塑聚苯板、岩棉板、泡沫玻璃等多种类型的材料，但是由于《建筑设计防火规范(2018 版)》（GB50016-2014）对外墙保温材料的燃烧性能有要求，燃烧性能为B1 级及以下的保温材料受到使用限制。

表2 常见保温材料热工参数[3]

排除掉燃烧性能不满足A 级要求的保温材料，可选择的有真空绝热板，G 型热固改性聚苯板、岩棉板、泡沫玻璃、无机防火保温板、建筑保温砂浆等材料。这些材料中能够达到0.050 W/(m·k)以下的有泡沫玻璃板、真空绝热板、岩棉板、G 型热固改性聚苯板这几种。

泡沫玻璃板的吸水率低，强度高，耐火极限3 h以上，且不会产生有毒有害气体，材料中有很多密闭气孔，能够起到良好的隔音效果，作为外墙保温材料具有很大的优势，缺点是造价较高。真空绝热板导热系数能达到0.012 W/(m·k)以下，吸水率非常低，是非常好的绝热材料。但是材料成本高，无法切割，不能够锚固，这些因素限制了它的使用。岩棉板易吸湿，使得材料密度增大，导致保温板脱落，造成安全事故[4]。一般需要粘贴锚固工艺施工。热固改性聚苯板相比于传统EPS 板燃烧性能好,导热系数能够达到泡沫玻璃板级别，且材料价格相对于泡沫玻璃板较低，运用于外墙有较大的优势。

因此，对于夏热冬冷地区，泡沫玻璃板和热固复合保温板适用于作为外墙保温材料优选材料，再者可以选择酸度系数高的岩棉板。当然，有条件可以使用真空绝热板等其他材料。

2.3 提升外墙保温技术施工水平

为直观说明外墙保温技术施工要点，文章引入某地建筑施工案例辅助阐述，案例工程占地面积23 501 m2，采用组合式自保温墙体系统，保温构造可见图1。

图1 组合式自保温墙体系统构造

2.3.1 外墙处理技术

墙体基层部分采用加气混凝土砌块，砌块运送到场后需要进行外观质量检验和抗压强度检验、干密度检验等。外观质量检验要符合表3 所述要求，同时按下式计算抗压强度尺寸效应系数以及试件实际抗压强度：

表3 加气混凝土砌块外观质量检验标准

其中，Kf为试件尺寸效应系数；fn为对比试件抗压强度测试值；fcc为标准试件抗压强度；f 为抗压强度评定值。本次使用A1.5 和A2.0 级别加气混凝土，干密度级别为B0.3 和B0.4，采用薄灰缝砌筑工艺，平均干密度应当小于等于350 kg/m3和450 kg/m3。

检查完毕后进行砌体施工，提前清扫楼层基面，确认好预埋件、预留洞口等的位置，然后在外墙地面+200 mm 范围内进行砌筑，厨房、卫生间等部分防水要求较高，还需要在底部浇筑C20 混凝土导墙，高度控制在150～200 mm 为佳。洒水湿润基面，使用滚刷均匀涂抹10～30 mm 厚的找平砂浆，砂浆配制比控制在1:3，稠度控制在30～50 mm，用以控制第一皮砌块垂直度和水平度。在砂浆垫层上涂抹粘接剂，按照提前设计好的排列方案依次砌筑加气混凝土砌块，上下皮砌块错缝搭接，搭接长度不小于砌块长度的1/3。

2.3.2 热桥处理技术

热桥部分采用胶粉聚苯颗粒保温浆料进行处理，操作环节需要合理控制浆料配比，本次使用的浆料干容重为32 kg/m3，聚苯颗粒堆积密度为12～21 kg/m3，使用5 mm 筛网进行粒度检测，筛余浆料不得大于5%。按照水、胶粉料、聚苯颗粒的顺序依次下料，下入胶粉料后需要先搅拌3～5 min，加入聚苯颗粒后继续搅拌3 min，可以根据实际情况适当调整加水量，制备完毕的材料应在4 h 内用完。采用分层施工的方式，层间施工间隔不能超过24 h，均匀涂抹。完成后留出充足固化时间，通常需要5 d，然后进行抗裂砂浆施工和挂网施工[5-6]。

2.3.3 结合部位处理技术

组合式保温系统施工环节，需要严格控制施工顺序，通常从房屋转角处或是墙体两端出发施工，加气混凝土砌块和主体砼构件相连部位，需要设置专门的连接件，本次采用L 型铁件，搭配射钉固定方式以确保稳固性。要重点把控L 型铁件的固定位置，通常在第一皮砌块上设置第一道，后续每隔两皮设置一道，注意射钉、砼构件边缘之间应当保持一定间距，通常不能小于50 mm，防止结合部位受力损坏（见图2）。

图2 保温砌块与竖向砼构件之间的连接方式

3 结论

总而言之，在新时代发展背景下，我国建筑行业领域越发呈现低能耗、绿色化、节能化的发展态势，为了提高现代化建设水平，需要应用外墙保温技术进行良好保温隔热。夏热冬冷地区气候炎热潮湿，对于墙体保温隔热效果要求更高，对此，本文首先分析了夏热冬冷地区外墙保温技术的发展现状，其次重点探究夏热冬冷地区外墙保温技术优化设计要素，分别站在组合式自保温墙体系统、外墙保温材料以及外墙保温技术施工三大方面进行分析，希望能够为我国夏热冬冷地区外墙保温施工提供参考。