試析夏熱冬冷地區外墻保溫技術優化對策

彭 莉，彭 強

（江西省建筑技術促進中心，江西 南昌）

引言

夏熱冬冷地區主要是指長江中下游及其周圍地區，該地區的范圍大致為隴海線以南，南嶺以北，四川盆地以東。氣候特點是夏季悶熱，冬季濕冷，氣溫日較差小；年降水量大，夏季空調和冬季采暖要求都比較高。以往很多地區直接沿用寒冷地區外墻保溫手段，但如果該地區大量降雨，空氣濕度高，會直接影響建筑外墻的穩定性，滋生更多霉狀物質。基于此，本文對夏熱冬冷地區外墻保溫技術進行優化，具有重要推廣意義和實踐應用價值。

1 夏熱冬冷地區實施外墻保溫技術現狀

隨著經濟社會發展水平的提高，人民群眾對美好居住環境的需求也越來越高。通過推進建筑節能發展，以更少的能源資源消耗，為人民群眾提供更加優良的公共服務、更加優美的工作生活空間、更加完善的建筑使用功能，在減少碳排放的同時，不斷增強人民群眾的獲得感、幸福感和安全感。建筑能耗中，供暖和空調能耗占比50%～70%，其中圍護結構所引起的能耗占暖通空調能耗的40%～50%[1]。有些地區對節能率提出了更高的要求，如江蘇省《居住建筑熱環境和節能設計標準》（DB32/4066-2021）中進一步提升了建筑節能率，將以往65%的節能率提升至75%。夏熱冬冷地區實施外墻保溫技術有利于全面落實節能設計標準，進一步提升圍護結構熱工性能，提升建筑能效，把握節能降碳的關鍵要素。

2 夏熱冬冷地區外墻保溫技術優化對策

2.1 組合式自保溫墻體系統設計方式

組合式自保溫墻體系統應用自保溫墻體材料作為主體材料，在其表面粘貼、錨固其他保溫材料，提高外墻整體保溫性能[2]。

在墻體材料選擇方面優先應用混凝土復合砌塊或蒸壓加氣砌塊。此類建筑墻體材料質地較輕，與傳統鋼筋混凝土墻體相比，不會對建筑地基造成過大負荷壓力影響。

此類外墻保溫體系主要為無空腔結構，外側面層強化冷熱橋保溫，減少墻體材料開裂、脫落以及水分滲漏等多重安全風險隱患，同時有良好隔熱防火效果。該建筑保溫體系靈活度高，可以結合不同建筑節能需求進行材料優化選擇與專項設計。

如表1 所示，結合《建筑節能與可再生能源利用規范》（GB 55015-2021）中對夏熱冬冷地區居住建筑節能要求，設計一組巖棉組合自保溫墻體構造。通過優化設計，該建筑自保溫墻體系統的傳熱系數為0.49 W/ (m2·k)，滿足《建筑節能與可再生能源利用規范》（GB 55015-2021）對夏熱冬冷地區的外墻熱工性能要求，滿足了節能設計標準要求。而把加氣混凝土換成普通鋼筋混凝土的話，傳熱系數達到1.08 W/(m2·k)，與先前的外墻構造的傳熱系數相比翻了一倍。由此可見，采用組合式自保溫系統構造對外墻節能有巨大的優勢。如果繼續增加巖棉板厚度，使其達到55 mm,計算出來的傳熱系數能夠達到0.395 W/(m2·k)，滿足《近零能耗建筑技術標準》GB/T 51530-2019 對夏熱冬冷地區的外墻熱工性能要求。因此，通過組合自保溫墻體設計，能夠較好地降低外墻的熱工參數。

表1 建筑組合自保溫墻體系統節能參數

2.2 優化選擇建筑外墻保溫隔熱材料

按照《外墻外保溫工程技術標準》（JGJ144-2019），建筑外墻外保溫系統的設計使用年限為25 年。有機保溫材料導熱系數普遍較好，但是燃燒性能不能夠達到A2。有機類保溫層容易出現板材燃燒后快速蔓延至整個建筑，引發安全事故，造成人員傷亡及財產損失。無機材料雖具有良好的防火性能，但是導熱系數普遍偏高。要達到相同節能效果需要材料加大厚度，使得建筑造價增大。巖棉導熱系數在無機類材料中算偏低的，但是市場上巖棉質量普遍較差，運用到外墻上巖棉易粉化、脫落，造成安全事故。

對于夏熱冬冷地區而言，外墻保溫隔熱效果的最主要影響因素在于應用的保溫隔熱材料。常見保溫材料熱工參數如表2 所示。當前夏熱冬冷地區建筑行業領域廣泛應用的建筑保溫系統形式為外墻外保溫薄抹灰系統，裝飾一體板外墻保溫系統和外墻內保溫系統。保溫材料主要包括模塑聚苯板、擠塑聚苯板、巖棉板、泡沫玻璃等多種類型的材料，但是由于《建筑設計防火規范(2018 版)》（GB50016-2014）對外墻保溫材料的燃燒性能有要求，燃燒性能為B1 級及以下的保溫材料受到使用限制。

表2 常見保溫材料熱工參數[3]

排除掉燃燒性能不滿足A 級要求的保溫材料，可選擇的有真空絕熱板，G 型熱固改性聚苯板、巖棉板、泡沫玻璃、無機防火保溫板、建筑保溫砂漿等材料。這些材料中能夠達到0.050 W/(m·k)以下的有泡沫玻璃板、真空絕熱板、巖棉板、G 型熱固改性聚苯板這幾種。

泡沫玻璃板的吸水率低，強度高，耐火極限3 h以上，且不會產生有毒有害氣體，材料中有很多密閉氣孔，能夠起到良好的隔音效果，作為外墻保溫材料具有很大的優勢，缺點是造價較高。真空絕熱板導熱系數能達到0.012 W/(m·k)以下，吸水率非常低，是非常好的絕熱材料。但是材料成本高，無法切割，不能夠錨固，這些因素限制了它的使用。巖棉板易吸濕，使得材料密度增大，導致保溫板脫落，造成安全事故[4]。一般需要粘貼錨固工藝施工。熱固改性聚苯板相比于傳統EPS 板燃燒性能好,導熱系數能夠達到泡沫玻璃板級別，且材料價格相對于泡沫玻璃板較低，運用于外墻有較大的優勢。

因此，對于夏熱冬冷地區，泡沫玻璃板和熱固復合保溫板適用于作為外墻保溫材料優選材料，再者可以選擇酸度系數高的巖棉板。當然，有條件可以使用真空絕熱板等其他材料。

2.3 提升外墻保溫技術施工水平

為直觀說明外墻保溫技術施工要點，文章引入某地建筑施工案例輔助闡述，案例工程占地面積23 501 m2，采用組合式自保溫墻體系統，保溫構造可見圖1。

圖1 組合式自保溫墻體系統構造

2.3.1 外墻處理技術

墻體基層部分采用加氣混凝土砌塊，砌塊運送到場后需要進行外觀質量檢驗和抗壓強度檢驗、干密度檢驗等。外觀質量檢驗要符合表3 所述要求，同時按下式計算抗壓強度尺寸效應系數以及試件實際抗壓強度：

表3 加氣混凝土砌塊外觀質量檢驗標準

其中，Kf為試件尺寸效應系數；fn為對比試件抗壓強度測試值；fcc為標準試件抗壓強度；f 為抗壓強度評定值。本次使用A1.5 和A2.0 級別加氣混凝土，干密度級別為B0.3 和B0.4，采用薄灰縫砌筑工藝，平均干密度應當小于等于350 kg/m3和450 kg/m3。

檢查完畢后進行砌體施工，提前清掃樓層基面，確認好預埋件、預留洞口等的位置，然后在外墻地面+200 mm 范圍內進行砌筑，廚房、衛生間等部分防水要求較高，還需要在底部澆筑C20 混凝土導墻，高度控制在150～200 mm 為佳。灑水濕潤基面，使用滾刷均勻涂抹10～30 mm 厚的找平砂漿，砂漿配制比控制在1:3，稠度控制在30～50 mm，用以控制第一皮砌塊垂直度和水平度。在砂漿墊層上涂抹粘接劑，按照提前設計好的排列方案依次砌筑加氣混凝土砌塊，上下皮砌塊錯縫搭接，搭接長度不小于砌塊長度的1/3。

2.3.2 熱橋處理技術

熱橋部分采用膠粉聚苯顆粒保溫漿料進行處理，操作環節需要合理控制漿料配比，本次使用的漿料干容重為32 kg/m3，聚苯顆粒堆積密度為12～21 kg/m3，使用5 mm 篩網進行粒度檢測，篩余漿料不得大于5%。按照水、膠粉料、聚苯顆粒的順序依次下料，下入膠粉料后需要先攪拌3～5 min，加入聚苯顆粒后繼續攪拌3 min，可以根據實際情況適當調整加水量，制備完畢的材料應在4 h 內用完。采用分層施工的方式，層間施工間隔不能超過24 h，均勻涂抹。完成后留出充足固化時間，通常需要5 d，然后進行抗裂砂漿施工和掛網施工[5-6]。

2.3.3 結合部位處理技術

組合式保溫系統施工環節，需要嚴格控制施工順序，通常從房屋轉角處或是墻體兩端出發施工，加氣混凝土砌塊和主體砼構件相連部位，需要設置專門的連接件，本次采用L 型鐵件，搭配射釘固定方式以確保穩固性。要重點把控L 型鐵件的固定位置，通常在第一皮砌塊上設置第一道，后續每隔兩皮設置一道，注意射釘、砼構件邊緣之間應當保持一定間距，通常不能小于50 mm，防止結合部位受力損壞（見圖2）。

圖2 保溫砌塊與豎向砼構件之間的連接方式

3 結論

總而言之，在新時代發展背景下，我國建筑行業領域越發呈現低能耗、綠色化、節能化的發展態勢，為了提高現代化建設水平，需要應用外墻保溫技術進行良好保溫隔熱。夏熱冬冷地區氣候炎熱潮濕，對于墻體保溫隔熱效果要求更高，對此，本文首先分析了夏熱冬冷地區外墻保溫技術的發展現狀，其次重點探究夏熱冬冷地區外墻保溫技術優化設計要素，分別站在組合式自保溫墻體系統、外墻保溫材料以及外墻保溫技術施工三大方面進行分析，希望能夠為我國夏熱冬冷地區外墻保溫施工提供參考。