淺談保溫節(jié)能復(fù)合墻體的功能和應(yīng)用

【摘 要】本文簡要介紹了當(dāng)今在建筑市場應(yīng)用效果較好的幾種保溫節(jié)能復(fù)合墻體的功能及應(yīng)用價(jià)值，進(jìn)而闡明為應(yīng)對全球氣候變化，實(shí)現(xiàn)溫家寶總理于2009年12月18日在根本哈根會議上宣布的:“中國到2020年將實(shí)現(xiàn)單位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%至45%”的量化減排指標(biāo)，今后建筑物的節(jié)能保溫將成為建筑設(shè)計(jì)的重要課題，保溫節(jié)能墻體特別是多功能復(fù)合保溫墻體在我國建筑業(yè)將有一個廣闊的發(fā)展前景。

【關(guān)鍵詞】 外保溫復(fù)合墻體;內(nèi)保溫復(fù)合墻體;單位GDP二氧化碳排放;節(jié)能減排;導(dǎo)熱系數(shù)

The function and application of keep warm and energy conservation composite wall

Zhu Rong-ze1，Wei Wen-zhang2

(1.Construction division The house dismantling rehousing company of Jilin city JilinJilin132011;2.Water (Group) CO.LTD of Jilin city Jilin Jilin 132011)

【Abstract】This article briefly introduces the function and application value of several popular keep warm and energy conservation composite walls in construction market now， and then expounds that cope with global climate charge， realize the reducing pollutant discharge target that Prime Minister Wen Jiabao announced in Copenhagen conference on 18 December 2009“Till 2020 year， the unit GDP CO2 discharge will reduce to 40%~50% in China as compare with 2005 year.”The building's keep warm and energy conservation design. The keep warm and energy conservation wall especially multifunctional keep warm composite wall will have a greater prospects in our construction field.

【Key words】Keep warm external composite wall;Keep warm internal composite wall;Unit GDP CO2 discharge;Energy conservation and emission reduction;Thermal conductivity

1. 推廣應(yīng)用保溫節(jié)能復(fù)合墻體將成為建筑墻體的主流

建設(shè)資源節(jié)約型環(huán)境友好型社會是建筑業(yè)一切工作的宗旨，溫家寶總理于2009年12月18日在根本哈根世界氣候變化大會上莊嚴(yán)宣布:“中國到2020年將實(shí)現(xiàn)單位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%至45%”的量化減排指標(biāo)，據(jù)國內(nèi)機(jī)構(gòu)測算，為實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，中國付出的經(jīng)濟(jì)成本將高達(dá)3000億~5000億元，而相應(yīng)的社會成本投入更是難以估量，由此顯示了中國的大國風(fēng)范和節(jié)能減排的決心。可想而知，今后節(jié)能減排工作將成為各行各業(yè)的工作主體，建筑行業(yè)更得首當(dāng)其沖，以當(dāng)今建筑中作為承重作用的單一材料墻體為例，這種墻體往往難以同時滿足較高的保溫、隔熱要求，因而在滿足建筑保溫節(jié)能要求的前提下，復(fù)合墻體已經(jīng)成為建筑墻體的主流。復(fù)合墻體一般采用磚砌體或鋼筋混凝土作承重墻，并與保溫、隔熱材料復(fù)合，這種保溫節(jié)能復(fù)合墻體分為外保溫復(fù)合墻體、內(nèi)保溫復(fù)合墻體及其它墻壁體。下文就其工作原理，功能及應(yīng)用進(jìn)行具體分述。

2. 保溫節(jié)能復(fù)合墻體的工作原理、功能和應(yīng)用

2.1 保溫節(jié)能復(fù)合墻體的工作原理。

眾所周知，熱流往往由高溫向低溫傳遞，直至平衡為止。熱流轉(zhuǎn)移過程往往需經(jīng)感熱、傳熱和散熱三個階段。冬季室內(nèi)外溫差很大，有的房子冷，不保溫是因?yàn)閲o(hù)結(jié)構(gòu)(墻體)材料的導(dǎo)熱系數(shù)λ值大，使室內(nèi)熱量通過墻體不斷向室外傳遞，溫差越大傳遞越快，屋里越冷。反之，建筑材料的導(dǎo)熱系數(shù)λ值越小，通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱量損失越小，室內(nèi)越暖和。建筑熱工設(shè)計(jì)中，一般把λ值小于0.2千卡/米#8226;時#8226;℃的材料稱為保溫、隔熱材料。材料的導(dǎo)熱系數(shù)和它本身容重有關(guān)，容重大，導(dǎo)熱系數(shù)大，容重小，導(dǎo)熱系數(shù)就小。這說明密實(shí)的材料容易導(dǎo)熱，而多孔輕質(zhì)材料保溫性能較好。例如鋼筋混凝土的容重Υ混=2400Kg/m3，其導(dǎo)熱系數(shù)λ混=1.33千卡/m#8226;h#8226;℃;而膨脹珍珠巖的容重Υ珍=250Kg/m3，其導(dǎo)熱系數(shù)λ珍=0.04千卡/m#8226;h#8226;℃。由此例得知:膨脹珍珠巖的容重為鋼筋混凝土的1/9.6，而它的導(dǎo)熱系數(shù)僅為鋼筋混凝土的1/33，因此，膨脹珍珠巖是一種性能非常好的保溫隔熱材料。保溫節(jié)能復(fù)合墻體的應(yīng)用就是建筑師應(yīng)用以上原理的一個實(shí)例。

2.2 保溫節(jié)能復(fù)合墻體的應(yīng)用

2.2.1 外保溫復(fù)合墻體

2.2.1.1 外掛式外保溫復(fù)合墻體。這種復(fù)合墻體按外掛的保溫材料分有如下4種:

(1)EPS墻體是以聚苯乙烯聚合物為原料，加入發(fā)泡劑制成的，其特點(diǎn)是保溫隔熱性能好，閉孔率可達(dá)到99%，抗?jié)B性好，吸水率低，施工簡單方便，工程中常用。

(2)巖(礦)棉不易燃燒，價(jià)格較低，在滿足保溫隔熱性能的同時還具有一定的隔聲效果;但其質(zhì)量優(yōu)劣相差較大，保溫性能好的密度低，耐久性較差，抗拉強(qiáng)度也低。

(3)玻璃棉基本性能與巖(礦)棉接近，手感較好，便于施工，價(jià)格比巖(礦)棉略高。

(4)硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料板具有優(yōu)越的絕熱性能，其導(dǎo)熱系數(shù)之低，其他材料無法相比，同時其特有的閉孔結(jié)構(gòu)使其具有更優(yōu)越的耐水汽性能。由于不需要額外的絕緣防潮，簡化了施工程序，但其價(jià)格較高，且易燃，使用受到了一定的限制。

2.2.1.2 聚苯板與混凝土墻體一次澆注成型墻體。

這種墻體是將聚苯板內(nèi)置于建筑模板內(nèi)，位于澆注的墻體外側(cè)，然后澆注混凝土，混凝土與聚苯板一次澆注成型。這種復(fù)合墻體分為有網(wǎng)體系和無網(wǎng)體系兩種。聚苯板與混凝土墻體一次澆注成型墻體由于外墻主體與保溫層一次成活，工效提高，工期大大縮短，避免了施工人員作業(yè)的危險(xiǎn)性。保溫層與混凝土外墻緊密結(jié)合，消除了外保溫層脫落下墜的隱患。但澆注時要注意均勻、連續(xù)澆注，否則由于混凝土側(cè)壓力的影響會造成聚苯板在拆模后出現(xiàn)變形和錯茬。然而，由于有網(wǎng)體系采用了鋼絲網(wǎng)架，造價(jià)較高，且鋼材是熱的良導(dǎo)體，直接傳熱，降低了墻體的保溫效果，較少采用。 

2.2.1.3 涂抹聚苯顆粒保溫料漿保溫墻體。

該墻體由保溫隔熱層和抗裂防護(hù)層組成。其中保溫隔熱層材料是由保溫膠粉料與聚苯顆粒輕骨料分別按配合比配置而成，將水、保溫膠粉料及聚苯顆粒混合攪拌成膏狀體即可使用。抗裂防護(hù)層是由水泥抗裂砂漿、復(fù)合涂塑耐堿玻纖網(wǎng)格布、配套柔性耐水膩?zhàn)印⒐柘鹉z彈性底漆組成，可長期有效地防止面層(防護(hù)層)產(chǎn)生裂縫。這種墻體保溫層整體性好，施工厚度易控制，漿料保溫、耐火、耐水、耐凍融、耐候性好;抗裂防護(hù)面層具有抗沖擊和抗變形能力較強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，且對有缺陷的墻體施工時墻面不需修補(bǔ)找平。但施工工藝較為復(fù)雜，濕作業(yè)較多，不能完全達(dá)到環(huán)保要求，而且保溫膠粉料與聚苯顆粒不容易混合均勻，厚度較大，應(yīng)引起施工時注意。北方嚴(yán)寒地區(qū)四季溫差大，不宜采用。

2.2.2 內(nèi)保溫復(fù)合墻體。

內(nèi)保溫復(fù)合墻體的做法是將絕熱材料復(fù)合在承重墻內(nèi)側(cè)，簡便易行，目前應(yīng)用較為廣泛。在滿足建筑物承重要求的前提下，墻體可適當(dāng)減薄。絕熱材料往往強(qiáng)度較低，需設(shè)覆面層防護(hù)。有些在保溫層內(nèi)設(shè)隔氣層，則有保溫及隔氣之效。 

目前較為常用的內(nèi)保溫技術(shù)有:增強(qiáng)石膏復(fù)合聚苯保溫板、聚合物砂漿復(fù)合聚苯保溫板、增強(qiáng)水泥復(fù)合聚苯保溫板、內(nèi)墻貼聚苯板抹粉刷石膏及抹聚苯顆粒保溫料漿加抗裂砂漿壓入網(wǎng)格布的做法。內(nèi)墻貼聚苯板抹粉刷石膏及抹聚苯顆粒保溫料漿加抗裂砂漿壓入網(wǎng)格布的做法常常被采用。

內(nèi)保溫復(fù)合墻體的保溫結(jié)構(gòu)一般為干作業(yè)施工，可加快施工進(jìn)度，提高生產(chǎn)效率。特點(diǎn)如下:

2.2.2.1 對飾面和保溫材料的防水、耐候性等技術(shù)指標(biāo)的要求不高，取材方便。紙面石膏板、石膏抹面砂漿等均可滿足使用要求; 

2.2.2.2 內(nèi)保溫材料被樓板所分隔，僅在一個層高范圍內(nèi)施工，施工方便，不需搭設(shè)腳手架。 

在多年的工程實(shí)踐中，內(nèi)保溫復(fù)合墻體也暴露出一些缺陷，主要表現(xiàn)在:由于材料、構(gòu)造、施工等原因，許多內(nèi)保溫復(fù)合墻體飾面層容易出現(xiàn)開裂;不便于用戶二次裝修和吊掛飾物;占用室內(nèi)使用空間;由于圈梁、樓板、構(gòu)造柱等會形成熱橋，熱損失較大;對既有建筑進(jìn)行節(jié)能改造時，對居民的日常生活干擾較大。 

2.2.3 其它墻體。

夾心墻體是集承重、保溫、維護(hù)或裝飾為一體的新型復(fù)合墻體。最常見的夾心墻體是混凝土夾心墻體，該墻體是將混凝土墻體做成夾層，把珍珠巖、木屑、礦棉、玻璃棉、聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料等填入夾層中，形成保溫層。混凝土夾心墻體由四部分組成:混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)墻、保溫材料、混凝土裝飾墻體、連接內(nèi)外墻的低導(dǎo)熱性連接件。根據(jù)工藝的不同混凝土夾心墻還可分為預(yù)制保溫夾心墻和現(xiàn)澆保溫夾心墻。這種墻體具有耐久、防火性能好的特點(diǎn)。但其抗震性能較差，容易形成冷橋，施工較為復(fù)雜等原因很難推廣使用。 

2.3 外保溫復(fù)合墻體與內(nèi)保溫復(fù)合墻體的性能比較。

通常在建筑施工中常用外保溫復(fù)合墻體，它優(yōu)于其它保溫復(fù)合墻體，它與內(nèi)保溫復(fù)合墻體相比，具有以下特點(diǎn):

2.3.1 保護(hù)主體結(jié)構(gòu)，延長使用壽命。

由于它的保溫層置于建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)外側(cè)，減小了因溫度變化導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變形產(chǎn)生的應(yīng)力，減輕了空氣中有害氣體和紫外線對圍護(hù)結(jié)構(gòu)的侵蝕，避免了雨、雪、凍融、干濕循環(huán)對主體結(jié)構(gòu)造成的破壞。 

2.3.2 消除了冷橋的影響。

它既可以防止冷橋部位產(chǎn)生結(jié)露，又可以消除冷橋造成的熱損失，節(jié)約了能源。 

2.3.3 墻體潮濕情況得到改善。一般情況下，采用外保溫時，由于蒸汽滲透性高的主體結(jié)構(gòu)材料位于保溫層的內(nèi)側(cè)，因此只要保溫材料選材適當(dāng)，在墻體內(nèi)部一般不會發(fā)生冷凝現(xiàn)象。同時采取外保溫措施后，結(jié)構(gòu)層整個墻身的溫度有所提高，可進(jìn)一步改善墻體的保溫性能。 

2.3.4 有利于室溫保持恒定。

由于這種墻體蓄熱能力較大的結(jié)構(gòu)層在墻體內(nèi)側(cè)，當(dāng)室內(nèi)受到不穩(wěn)定熱作用時，墻體結(jié)構(gòu)層能夠吸收或釋放熱量。 

2.3.5 便于既有建筑物的節(jié)能改造。

采用外保溫復(fù)合墻體方式對既有建筑物進(jìn)行節(jié)能改造時，最大的優(yōu)點(diǎn)是無需用戶臨時搬遷，基本不影響用戶的室內(nèi)活動和正常生活。

2.3.6 避免了裝修對保溫層的破壞 。

2.3.7 增加了建筑物的使用面積 ，由于外保溫技術(shù)所用保溫材料置于墻體的外側(cè)，其保溫、隔熱效果優(yōu)于內(nèi)保溫，故可使主體結(jié)構(gòu)墻體減薄，從而增加了建筑物的使用面積。 

總之，墻體是影響建筑節(jié)能的一個至關(guān)重要的因素。可以說，一個國家保溫節(jié)能墻體的發(fā)展客觀上反映了這個國家建筑節(jié)能的情況。隨著科技的進(jìn)步，我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，保溫節(jié)能墻體特別是多功能復(fù)合保溫墻體在我國建筑業(yè)將有一個廣闊的發(fā)展前景。讓我們堅(jiān)持科學(xué)發(fā)展觀，全力搞好建筑業(yè)的節(jié)能減排工作，為圓滿完成溫總理提出的:“到2020年實(shí)現(xiàn)單位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~45%”的宏偉目標(biāo)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)

[文章編號]1619-2737(2010)01-16-07

[作者簡介]祝榕澤，吉林市房屋拆遷安置公司工程處，助理工程師。2004年畢業(yè)于長春吉林建筑工程學(xué)院建筑工程系，勇于實(shí)踐，業(yè)務(wù)純熟。魏文章，吉林市水務(wù)集團(tuán)有限公司董事長總經(jīng)理技術(shù)顧問，高級工程師。