夏熱冬冷地區外墻保溫裝飾

魏海濤

摘 要：我國建筑行業中的能耗消耗比率較高，而且能耗使用結構不合理，在建筑能耗中通過外墻保溫散失的熱量比例較大，因此利用外墻保溫來實現建筑能耗節約是關鍵目標。對夏熱冬冷地區來說，使用外墻保溫裝飾一體化具有較大的保溫隔熱優勢。

關鍵詞：建筑能耗；外墻保溫裝飾；一體化系統；熱工性能；熱橋

我國是一個建筑大國，對建筑節能的要求越來越高，政府相關部門不斷加大對建筑能耗的審查力度，保證建筑能耗中的質量和節約。我國建筑能耗中通過外墻傳遞冷熱量的比例較大，因此對于加強外墻保溫技術的研究有利于實現建筑節能。而外墻保溫裝飾一體化系統中的熱工性能和熱橋是外墻保溫技術中的重點研究方向。

1 外墻保溫裝飾一體化系統概述

外墻保溫裝飾一體化系統組成部分主要包括墻體保溫和立面裝飾兩個部分，保溫材料主要有擠塑聚苯乙烯、模塑聚苯乙烯和聚氨酯等；立面裝飾材料主要有彩色鋁板飾面、彩色鋼板外飾面等。外墻保溫裝飾一體化系統采用的主要施工方法有濕貼加錨固法、無龍骨干掛法、龍骨干掛法。

外墻保溫裝飾一體化系統有效地解決了保溫和裝飾隔離的問題，保證了系統施工質量、節約了施工周期以及降低了系統的綜合成本。首先，外墻保溫裝飾一體化系統中一體化板材外飾面品種豐富，在工廠內采用現代機械化技術生產，進行施工時避免了再次加工，保證了產品的質量穩定；其次，一體化板材是由同一家生產商生產，在生產過程中有效的節約了時間，安裝工序簡單，因此大大縮短了施工工期；最后，外墻保溫裝飾一體化中的保溫層加瓷磚比傳統方式安全、施工簡單，保溫層加涂料的后期維修成本低，保溫加干掛石材的初始投資成本比傳統保溫要小，所以一體化系統的綜合成本具有較大優勢。

2 外墻保溫裝飾一體化系統熱工性能分析

我國目前夏熱冬冷地區所采用的外墻保溫裝飾一體化系統主要有鋁合金聚氨酯保溫裝飾一體化系統、石材干掛外墻保溫系統和彩鋼板預制干掛外墻外保溫系統這三大系統，共同構成了外墻保溫裝飾一體化系統中的熱功能性系統。

2.1 鋁合金聚氨酯保溫裝飾一體化系統熱功能性分析

分別對基層墻體材料選用鉆土空心磚、混凝土多孔磚、蒸壓灰磚和實心粘土磚。具體構造法如下：

鉆土空心磚在250mm厚度的粉刷及內飾面中的導熱系數為0.59w/m·k，系統傳熱系數為0.51w/m·k；混凝土多孔磚在250mm厚度的粉刷及內飾面中的導熱系數為0.75w/m·k，系統傳熱系數為0.51w/m·k；蒸壓灰磚在250mm厚度的粉刷及內飾面中的導熱系數為1.12w/m·k，系統傳熱系數為0.54w/m·k；實心粘土磚在250mm厚度的粉刷及內飾面中的導熱系數為0.82w/m·k，系統傳熱系數為0.52w/m·k。新版《公共節能建筑設計標準》GB 50189-2005中規定的夏熱冬冷地區外墻保溫系統的傳熱系數K≦1.0W/m2·K，以及依據不同體形系數指標所規定的不同外墻傳熱系數限值K≦0.8W/m2·K。根據計算結果可知，一體化系統采用不同的基層材料墻體的傳熱系數都小于夏熱冬冷地區節能設計標準中規定的外墻傳熱系數的限值，因此，鋁合金聚氨酯保溫裝飾一體化系統在夏冷冬熱地區的應用會實現建筑節能的目標。

2.2 石材干掛外墻保溫系統熱工性能分析

石材干掛外墻保溫系統主要組成部分為墻體結構層、保溫層和飾面層。對石材干掛外墻保溫系統的基層墻體材料進行構造來研究石材干掛外墻保溫系統的熱工性能。

厚度為25mm的內層內飾面中的導熱系數為0.89w/m·k；厚度為250mm的砼墻中的導熱系數為1.76w/m·k；厚度為150mm中的龍骨和空氣層系統，其空氣間距較大，不考慮熱阻；厚度為25mm的XPS保溫板，導熱系數為0.05w/m·k；厚度為35mm的石材，導熱系數為3.5w/m·k，通過計算得出石材干掛外墻保溫系統的傳熱系數K=0.8W/m2·K。但是由于150mm厚度空間內的空氣間距較大，因此無法較好地起到保溫隔熱的作用，因此在石材系統中將石材與金屬構件的傳熱計算到系統中的傳熱系數中，通過選取厚度為30mm、導熱系數為62w/m·k的不銹鋼石材掛件，計算得出系統平均傳熱系數為1.0W/m2·K。因此可知石材的傳熱系數大大增加，保證了系統中的傳熱性能。

2.3 彩鋼板預制干掛外墻外保溫系統熱工性能分析

彩鋼板中采用的泡沫彩鋼板、聚氨酯彩鋼板、玻璃棉彩鋼板等保溫材料具有良好的保溫隔熱效果。對彩鋼板預制干掛外墻外保溫系統的主墻體材料研究熱工性能的具體構造如下：

內層厚度為25mm的內飾面的導熱系數為0.89w/m·k；厚度為250mm的砼墻中的導熱系數為1.76w/m·k；厚度為150mm—300mm的龍骨和空氣層系統中的空氣間距較大，不考慮熱阻；最后是厚度為25mm的彩鋼板，熱阻R=0.59m2·K/w，不考慮空氣間隔的嚴肅得出傳熱系數K=0.88W/m2·K。接著考慮到空氣間距的因素，選取厚度為25mm、導熱系數為60w/m·k的彩鋼板，計算得出的系統平均傳熱系數為1.02W/m2·K.由此可知，系統地傳熱系數增加了16%，有效地保障了彩鋼板預制干掛外墻外保溫系統中的傳熱性能。

3 外墻保溫裝飾一體化系統熱橋分析

熱橋是指處在外墻和屋面等圍護結構中的一些部位，這些部位熱流相對密集、內表面溫度較低、傳熱能力較強，稱為熱橋。建筑結構中的熱橋主要是由于該部位的傳熱系數相對于其部位周圍的傳熱系數要大，保溫性能較差所致使形成。外墻保溫裝飾一體化系統熱橋的影響主要表現為復合龍骨和金屬龍骨對一體化系統傳熱性能的影響。

3.1 外墻保溫裝飾一體化系統復合龍骨熱橋傳熱性能分析

不同規格的復合龍骨對系統傳熱性能的影響不同，分別選取寬度為0.05m、0.1m、0.15m、0.2m的龍骨進行研究分析比較其熱橋的傳熱性能。0.05m寬度的龍骨傳熱系數為0.558W/m2·K，0.1m寬度的龍骨傳熱系數為0.560W/m2·K，0.15m寬度的龍骨傳熱系數為0.562W/m2·K，0.2m寬度的龍骨傳熱系數為0.564W/m2·K，傳熱系數增長率分別為1.50%、1.90%、2.25%和2.57%。由此得出隨著復合龍骨的寬度增加，系統傳熱性呈現增大趨勢。

3.2 外墻保溫裝飾一體化系統金屬龍骨熱橋傳熱性能分析

與符合龍骨一樣金屬龍骨的規格不同，其對系統傳熱性能也不同，分別選取寬度為0.05m、0.1m、0.15m、0.2m的龍骨進行研究分析比較其熱橋的傳熱性能。龍骨傳熱系數分別為0.592W/m2·K、0.593W/m2·K0.594W/m2·K、0.594W/m2·K，傳熱系數增長率分別為7.66%、7.96%、8.07%和8.12%。由此得出隨著金屬龍骨的寬度增加，系統傳熱性能也增大。

綜上可知，外墻保溫裝飾一體化系統的熱工性能和熱橋在夏熱冬冷地區中的應用，有效保障了該地區的建筑能耗，從而對我國實現建筑能耗節約具有重大意義。

參考文獻

[1] 成書珊，陳曉明，何韶瑤.夏熱冬冷地區建筑外墻保溫節能策略研究[J].建筑技術，2014（08）：722-725.

[2] 程海峰，高瑞凱，張虎，陳鵬剛.薄封閉空氣間層對外墻保溫系統熱工性能的影響[J].建筑科學，2014（12）：43-48.