譚春靈
(遼源市兆達建筑公司,吉林 遼源 136200)
當今,世界各國普遍面臨的嚴峻問題之一就是能源問題。中國是一個能源消費大國,但同時也是一個能源緊缺的國家;而且中國的經濟將繼續保持較快速度的發展,勢必進一步加劇了中國能源供需的矛盾。所以,世界需要節能,中國更需要節能!在20世紀70年代能源危機后,發達國家開始致力于研究與推行建筑節能技術,而我國卻忽視了這一方面的問題。時至今日,我國建筑節能水平遠遠落后于發達國家。舉例說明,國內絕大多數采暖地區圍護結構的熱功能都比氣候相近的發達國家差許多。外墻的傳熱系數是他們的3.5~4.5倍,外窗為2~3倍,屋面為3~6倍,門窗的空氣滲透為3~6倍。現在,歐洲國家住宅的實際年采暖能耗已普遍達到每平方米6 L油,大約相當于每平方米8.57 kg標準煤,而在我國,達到節能50%的建筑,它的采暖耗能每平方米也要達到12.5 kg,約為歐洲國家的1.5倍。
因此,建筑節能方面采取有效的隔熱,氣密性及采暖,通風體系的技術改造是保證建筑節能實現的前提。在我國北方城鎮采暖能耗占全國建筑總能耗的36%,為建筑能源消耗的最大組成部分。究其原因,主要有以下幾點:一是圍護結構保溫不良。二是供熱系統效率不高,各輸配環節熱量損失嚴重。三是熱源效率不高。在此,就第一個圍護結構保溫不良問題中的墻體保溫進行簡要分析。
墻體保溫工程只是墻體節能工程中的一部分,圍護結構(指外墻、屋面、門窗、地下室等)是建筑的重要組成部分,其中墻體占整個建筑的70%,因此,做好墻體保溫工程,對整體工程的節能有著重要作用。
1.1.1 適用范圍廣
外保溫不僅適用于北方需冬季保溫地區的采暖建筑,也適用于南方需夏季隔熱地區的空調建筑。既適用于新建建筑,也適用于既有建筑的節能改造。
1.1.2 保溫效果明顯
由于保溫材料置于建筑物外墻的外側,基本上可以消除在建筑物各個部位的“熱橋”影響,從而充分發揮了輕質高效保溫材料的效能,相對于外墻內保溫和夾心保溫墻體,它可使用較薄的保溫材料,達到較高的節能效果。
1.1.3 保護主體結構
置于建筑物外側的保溫層,大大減少了自然界溫度、濕度、紫外線等對主體結構的影響。隨著建筑物層數的增加,溫度對建筑豎向的影響已引起重視。國外的研究資料表明,由于溫度對結構的影響,建筑物外向的熱脹冷縮可能引起建筑物內部一些非結構構件的開裂,外墻采用外保溫技術可以降低溫度在結構內部產生的應力。
1.1.4 有利于改善室內環境
外保溫不僅提高了墻體的保溫隔熱性能,而且增加了室內的熱穩定性。它在一定程度上阻止了雨水等對墻體的浸濕,提高了墻體的防潮性能,可避免室內的結露、霉斑等現象,因而創造了舒適的室內居住環境。
1.1.5 可增加使用面積
由于保護層在外墻外側,不占室內有效使用面積,可增加使用面積約2%~3%。
1.1.6 可縮短工期
一般外裝修工期短,內裝修工期長,做外墻外保溫不占室內裝修的工期,并且可在主體結構完工后立即組織施工。然而,由于外保溫隔熱體系被置于外墻外側,直接承受來自自然界各種因素的影響,因此對外墻外保溫體系提出了更高的要求。就太陽輻射及環境溫度變化對其影響來說,至于保溫層之上的抗裂防護層只有3~20 mm,且保溫材料具有較大的熱阻,因此在熱量相同的情況下,外保溫抗裂保護層溫度變化速度比無保溫情況下主體外傾溫度變化速度提高8~30倍。因此抗裂防護層的柔韌性和耐候性對外保溫體系的抗裂性起著關鍵作用。
外墻內保溫即在外墻的內側使用苯板、保溫砂漿等保溫材料,從而使建筑達到保溫節能作用的施工方法。
優點主要有:施工方便、對建筑外墻垂直度要求不高、施工進度快等。
缺點主要有:①外墻內保溫的一個明顯的缺陷就是結構冷(熱)橋的存在使局部溫差過大,導致產生結露現象。另外,在冬季采暖、夏季制冷的建筑中,室內溫度隨晝夜和季節的變化幅度通常不大(約10 ℃左右),這種溫度變化引起建筑物內墻和樓板的線性變形和體積變化也不大。但是,外墻和屋面受室外溫度和太陽輻射熱的作用而引起的溫度變化幅度較大。②當室外溫度低于室內溫度時,外墻收縮的幅度比內保溫隔熱體系的速度快;當室外溫度高于室內氣溫時,外墻膨脹的速度高于內保溫隔熱體系,這種反復形變使內保溫隔熱體系始終處于一種不穩定的墻體基礎上,在這種形變應力反復作用下,不僅使外墻易遭受溫差應力的破壞,也易造成內保溫隔熱體系的空鼓開裂。③內保溫影響居民的二次裝修,內墻懸掛和固定物件也容易破壞內保溫結構。
外墻外保溫技術不過關,保溫板裂縫等都是外墻保溫難以避免的問題,但是外墻保溫技術在建筑節能方面有七大優勢。
對消費者而言,房屋擁有70年的產權,買房基本上是一次性投入,如果建筑物質量受損,大修一次,花費若干,豈不是很不合算?采用外保溫技術,由于保溫層置于建筑物圍護結構外側,緩沖了因溫度變化導致結構變形產生的應力,避免了雨、雪、凍、融、干、濕循環造成的結構破壞,減少了空氣中有害氣體和紫外線對圍護結構的侵蝕。事實證明,只要墻體和屋面保溫隔熱材料選材適當,厚度合理,外保溫可以有效防止和減少墻體和屋面的溫度變形,有效地消除常見的斜裂縫或八字裂縫。因此,外保溫有效地提高了主體結構的使用壽命,減少了長期維修費用。
“熱橋”是指在內外墻交界處、構造柱、框架梁、門窗洞等部位,形成的散熱的主要渠道。對內保溫而言,“熱橋”是難以避免的,而外保溫既可以防止“熱橋”部位產生結露,又可以消除“熱橋”造成的熱損失。熱損失減少了,每個采暖季的支出自然就降下來了。
一般情況下,內保溫須設置隔汽層,而采用外保溫時,由于蒸汽滲透性高的主體結構材料處于保溫層的內側,只要保溫材料選材適當,在墻體內部一般不會發生冷凝現象,故無需設置隔汽層。同時采取外保溫措施后,結構層的整個墻身溫度提高了,降低了它的含溫量,因而進一步改善了墻體的保溫性能。
家中若有老人或小孩,溫差較大,常常使抵抗力弱的老人、小孩患病,而外保溫墻體由于蓄熱能力較大的結構層在墻體內側,當室內受到不穩定熱作用時,室內空氣溫度上升或下降,墻體結構層能夠吸引或釋放熱量,故有利于室溫保持穩定。
以前的建筑物一般都不能滿足節能的要求,因此對舊房進行節能改造已提上議事日程,與內保溫相比,采用外保溫方式對舊房進行節能改造,最大的優點是無需臨時搬遷,基本不影響用戶的室內生活和正常生活。
不管是買新房還是買二手房,消費者一般都需要按照自己的喜好進行裝修,在裝修中,內保溫層容易遭到破壞,外保溫則可以避免發生這種問題。
消費者買房最關心的就是房屋的使用面積,由于外保溫技術保溫材料貼在墻體的外側,其保溫、隔熱效果優于內保溫,故可使主體結構墻體減薄,從而增加房屋的使用面積。據統計,以北京、沈陽、哈爾濱、蘭州的塔式建筑為例,當主體結構為實心磚墻時,每戶使用面積分別可增1.2 m2、2.4 m2、4.2 m2和1.3 m2,可見,經濟效益十分顯著。
外保溫產品技術與施工質量尚需提高推廣,實施建筑物外墻外保溫技術既有利于國家可持續發展,延長建筑物使用壽命,又有利于家庭節省日常開支,是大勢所趨。但是外墻外保溫對產品技術和施工質量要求較高,在這方面尚需進一步努力。
經過多年的實踐和努力,在墻體保溫施工中我們的技術不斷得到更新,質量得到保證,并先后出臺了一系列規范和要求,對整個施工過程進行了規范,比如《外墻外保溫工程技術規程》、《外墻外保溫專項技術》等等。
總之,我國近幾年在墻體節能方面取得了很大的成績;但和國外節能方面做得好的國家還有很大的差距;還有很多不足之處有待我們不斷地研究和完善。我相信,中國是一個能源消費大國。將來也會成為一個節能大國。