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【摘 要】外墙保温技术对于节能减排意义重大,本文首先回顾了该技术的发展历程,又介绍当前主要的外保温施工方式,最后介绍了未来极具发展前途的几种保温材料技术,客观地预见到外墙保温施工技术的发展趋势。
【关键字】外墙保温;外保温技术;发展趋势
引言
我国的民用建筑以每年10亿立方米的速度在增多,建筑能耗已经占据到全社会总能耗的27.5%,每年的供暖用煤已经严重危及到我国的煤炭储备。而在建筑上,外墙围护结构的热损耗很大,好不容易聚集起来的热量往往会随着外墙散发到外部,对能源是一种极大的浪费,对于广大居民的取暖费用也是一种不小的损失。因此,外墙保温技术的进一步研究已经刻不容缓。
一、外墙保温技术的发展历程
从1997年开始,国家强制实施了建筑节能50%的标准,近年中国又构筑了“建筑节能工程”,首先在北京、天津等直辖市试行节能65%的标准,并有望在数年内逐步成为国家标准。
北京市在2010年发布了《公共建筑节能设计标准》其中规定外墙必须采用外保温体系,特殊情况可采用内保温。在新标准中,为什么会规定外墙必须采用外保温体系呢?外保温体系相对于其他的保温体系有哪些过人之处呢?为了解决这一问题,我们要首先回顾一下外墙保温技术的发展历程:
(一)内保温技术
80年代初,科研院校开始研究外墙保温技术,其中多为内保温技术。这是一种将保温材料置于外墙体内侧的技术,对保温材料的要求较低,施工难度小,在早期外墙保温领域占据了绝对优势地位。随着科技的发展和居民要求的提高,这种技术越来越难以应付现实的需要:建筑中的圈梁、楼板、构造柱等会引起热桥,内保温技术无法阻止热量随着这一途径的流失;外墙体内外温差过大,导致结露和热胀冷缩,从而极易发生墙体的开裂、空鼓和发霉;由于内保温要在室内安装,会造成本就紧缺的室内空间的进一步减少,还会妨碍对室内进行装饰和二次维修。这些明显的缺点,导致内保温必将被其他技术所取代。
(二)内外混合保温技术
这种技术是指在外保温操作方便的部位用外保温,操作不便的部位用内保温。表面看来,似乎摘取了两种保温技术的优点,其实,却造成了更多的劣势:墙体的不同部位产生不同尺寸和速度的变形, 使墙体更加不稳定,其结构变形、裂缝和空鼓等现象出现地会更加提前,极大缩短了建筑的寿命,绝对是弊大于利,这种技术基本没有付诸实践就被否定。
(三)外保温技术
这是一种将保温层放在主体墙的外侧的技术,实践上来看,虽然这种技术对保温材料的要求最高,施工难度也大,还有其他技术没有的一些诸如伤及行人、施工人员不慎坠落、不利于防火等安全隐患,但是相对于其他技术来说,外保温技术有如下一些天然的优势:
首先,适用范围广,不仅适用于北方冬季隔冷,也适用于南方夏季隔热;既适用于新建筑,也适用于旧建筑的节能改造。
其次,使墙体受室温影响,温差变形小,能够在保温的同时保护外墙结构,大大延长建筑物的使用寿命,省掉了昂贵的建筑物维护费用。
再次,墙体受室温影响,室内热稳定,不易形成热桥,因此保温效果明显。
第四,将保温材料施于外部,相当于给外墙加了一层保护,使墙体的气密和防水更加严密。
第五,仅在外墙施工,对室内生活影响较少,室内的装修和装饰都可以正常进行。
最后,消费者最关心房屋的实际使用面积,由于外保温技术不占用室内空间,保温效果的优秀又可以使墙体设计减薄,能够更好的满足消费者的需求。
二、外墙外保温技术的未来趋势
外墙外保温,将保温系统直接放置在墙面外层,使其直接接受风霜雨露带来考验,因此,对保温材料和施工方式有很高的要求,通过对近年来外墙保温技术论文、专著的研究,我们发现外墙外保温技术主要有以下一些施工材料:膨胀聚苯板(EPS板) 、挤塑聚苯板(XPS板)、岩棉板、胶粉聚苯颗粒保温浆料、聚氨酯发泡材料、珍珠岩等浆料,它们分别配合不同的施工方式使用。
(一)聚苯板与墙体一次浇注成型技术
在建筑主体工程完成之后,将聚苯板放置在模板中,将聚苯板用混凝土与外墙浇注成一体。这种技术使得工期缩短,且降低了施工人员发生危险的可能,在冬季施工的工程中优势尤其明显,能够较其他方式更早的对主建筑起到保温作用。这种方式保温效果好,对墙体保护性高,省掉了钢丝网架的工序,经过实践中反复的实验和检验,在工程中可以推广使用。但是其对混凝土的泥水配比以及质量都有很高的要求,并且在浇注时必须做到连续均匀,否则会造成拆除模板后聚苯板的变形,反而影响到后续工程。
(二)聚苯颗粒保温料浆外墙保温技术
将上面提到的膨胀聚苯板(EPS板)破碎成0.5mm-4mm的颗粒,配成保温砂浆涂于外墙,就是这种技术的简单阐述。这种技术不仅包括通常的保温层,还要建立抗裂防护层和抗渗保护层,在整体上起到保温的效用。其中ZL胶粉聚苯颗粒保温技术被广泛认可,在1998年被建设部列为国家级工法。
这种方式较上一方式来说,技术要求低,在对有缺陷的外墙施工时省却了先期修补的工序,直接用保温砂浆找平即可。另外,由于外墙与保温层融为一体,解决了其他方式在施工过程中保温层易脱落,墙面易开裂的问题。更为重要的是,在达到同样保温效果的前提下,其成本较低,较聚苯板来说每平方米可省掉大约25元。
(三)胶粉聚苯颗粒外墙外保温粘贴面砖技术
这种技术是将胶粉聚苯颗粒保温浆料做成的保温层与抗裂防护层一起,加工成保温粘贴面砖,在施工时用专用的粘结砂浆将该面砖粘贴于外墙外表面,是一种对上述第二种施工方式的改进,施工要求更低,也更加安全。
(四)喷涂聚氨酯硬泡墙体保温体系
不同于上述三种方式中的聚苯材料,这种方式使用的是聚氨酯,这种材料强度大、耐腐蚀、不易吸水、发泡热导率低,用这种材料制成的聚氨酯硬泡能够与墙面形成无缝粘连,和墙面融为一体,可以在长达25年的使用寿命中做到保温、防水、防开裂、抗冲击等效用,在施工时采用同第二种施工方式相同的手法即可。
(五)未来趋势
近年国内外对新型外墙保温的材料有很多突破性研究成果,在此,限于篇幅,仅仅略作介绍:
1.无机隔热反射墙体涂料,这种材料能与墙体的矿物质发生化合,形成硅石,牢固结合涂层与墙体。
2.真空绝热保温涂料,真空断绝了分子热传导,采用真空状填料制成的保温涂料具有强大的优势,预计将在未来高端市场上崭露头角。
3. 纳米超级绝热材料
这种涂料具有强大的保温、防水、防火、防开裂的功能,是高新技术的产物,但仍需要进一步的研究和实践,其高昂的费用也是阻挡其社会普及的最大障碍。
结论:
在可预见的未来外墙保温领域,上述几种基础的外保温方式仍将占据绝对优势地位,而最新的科技成果也将逐步进入到市场,在更远的未来大放异彩,造福百姓。
参考文献
[1] 高阳洋.高层建筑外墻的保温与节能分析[D].哈尔滨工程大学学报,2007(12).
[2] 郑鸿.夏热冬冷地区混凝土小型空心砌块墙体保温与节能分析[D].浙江大学学报,2006(05).
[3] 王惟钊.多层建筑围护结构墙体的保温节能分析[D].哈尔滨工程大学学报,2007(01).
[4] 杨昭,郁文红,张甫仁.节能建筑复合墙体的非稳态热工性能[J].天津大学学报,2004(11).
[5] 贾景福.不同保温形式下外墙温度场的数值模拟[J].消费导刊,2007(06).
[6] 张继媛,张联英,王沣浩.外墙保温技术的研究现状与发展趋势[J].建筑节能.2010(01).
【关键字】外墙保温;外保温技术;发展趋势
引言
我国的民用建筑以每年10亿立方米的速度在增多,建筑能耗已经占据到全社会总能耗的27.5%,每年的供暖用煤已经严重危及到我国的煤炭储备。而在建筑上,外墙围护结构的热损耗很大,好不容易聚集起来的热量往往会随着外墙散发到外部,对能源是一种极大的浪费,对于广大居民的取暖费用也是一种不小的损失。因此,外墙保温技术的进一步研究已经刻不容缓。
一、外墙保温技术的发展历程
从1997年开始,国家强制实施了建筑节能50%的标准,近年中国又构筑了“建筑节能工程”,首先在北京、天津等直辖市试行节能65%的标准,并有望在数年内逐步成为国家标准。
北京市在2010年发布了《公共建筑节能设计标准》其中规定外墙必须采用外保温体系,特殊情况可采用内保温。在新标准中,为什么会规定外墙必须采用外保温体系呢?外保温体系相对于其他的保温体系有哪些过人之处呢?为了解决这一问题,我们要首先回顾一下外墙保温技术的发展历程:
(一)内保温技术
80年代初,科研院校开始研究外墙保温技术,其中多为内保温技术。这是一种将保温材料置于外墙体内侧的技术,对保温材料的要求较低,施工难度小,在早期外墙保温领域占据了绝对优势地位。随着科技的发展和居民要求的提高,这种技术越来越难以应付现实的需要:建筑中的圈梁、楼板、构造柱等会引起热桥,内保温技术无法阻止热量随着这一途径的流失;外墙体内外温差过大,导致结露和热胀冷缩,从而极易发生墙体的开裂、空鼓和发霉;由于内保温要在室内安装,会造成本就紧缺的室内空间的进一步减少,还会妨碍对室内进行装饰和二次维修。这些明显的缺点,导致内保温必将被其他技术所取代。
(二)内外混合保温技术
这种技术是指在外保温操作方便的部位用外保温,操作不便的部位用内保温。表面看来,似乎摘取了两种保温技术的优点,其实,却造成了更多的劣势:墙体的不同部位产生不同尺寸和速度的变形, 使墙体更加不稳定,其结构变形、裂缝和空鼓等现象出现地会更加提前,极大缩短了建筑的寿命,绝对是弊大于利,这种技术基本没有付诸实践就被否定。
(三)外保温技术
这是一种将保温层放在主体墙的外侧的技术,实践上来看,虽然这种技术对保温材料的要求最高,施工难度也大,还有其他技术没有的一些诸如伤及行人、施工人员不慎坠落、不利于防火等安全隐患,但是相对于其他技术来说,外保温技术有如下一些天然的优势:
首先,适用范围广,不仅适用于北方冬季隔冷,也适用于南方夏季隔热;既适用于新建筑,也适用于旧建筑的节能改造。
其次,使墙体受室温影响,温差变形小,能够在保温的同时保护外墙结构,大大延长建筑物的使用寿命,省掉了昂贵的建筑物维护费用。
再次,墙体受室温影响,室内热稳定,不易形成热桥,因此保温效果明显。
第四,将保温材料施于外部,相当于给外墙加了一层保护,使墙体的气密和防水更加严密。
第五,仅在外墙施工,对室内生活影响较少,室内的装修和装饰都可以正常进行。
最后,消费者最关心房屋的实际使用面积,由于外保温技术不占用室内空间,保温效果的优秀又可以使墙体设计减薄,能够更好的满足消费者的需求。
二、外墙外保温技术的未来趋势
外墙外保温,将保温系统直接放置在墙面外层,使其直接接受风霜雨露带来考验,因此,对保温材料和施工方式有很高的要求,通过对近年来外墙保温技术论文、专著的研究,我们发现外墙外保温技术主要有以下一些施工材料:膨胀聚苯板(EPS板) 、挤塑聚苯板(XPS板)、岩棉板、胶粉聚苯颗粒保温浆料、聚氨酯发泡材料、珍珠岩等浆料,它们分别配合不同的施工方式使用。
(一)聚苯板与墙体一次浇注成型技术
在建筑主体工程完成之后,将聚苯板放置在模板中,将聚苯板用混凝土与外墙浇注成一体。这种技术使得工期缩短,且降低了施工人员发生危险的可能,在冬季施工的工程中优势尤其明显,能够较其他方式更早的对主建筑起到保温作用。这种方式保温效果好,对墙体保护性高,省掉了钢丝网架的工序,经过实践中反复的实验和检验,在工程中可以推广使用。但是其对混凝土的泥水配比以及质量都有很高的要求,并且在浇注时必须做到连续均匀,否则会造成拆除模板后聚苯板的变形,反而影响到后续工程。
(二)聚苯颗粒保温料浆外墙保温技术
将上面提到的膨胀聚苯板(EPS板)破碎成0.5mm-4mm的颗粒,配成保温砂浆涂于外墙,就是这种技术的简单阐述。这种技术不仅包括通常的保温层,还要建立抗裂防护层和抗渗保护层,在整体上起到保温的效用。其中ZL胶粉聚苯颗粒保温技术被广泛认可,在1998年被建设部列为国家级工法。
这种方式较上一方式来说,技术要求低,在对有缺陷的外墙施工时省却了先期修补的工序,直接用保温砂浆找平即可。另外,由于外墙与保温层融为一体,解决了其他方式在施工过程中保温层易脱落,墙面易开裂的问题。更为重要的是,在达到同样保温效果的前提下,其成本较低,较聚苯板来说每平方米可省掉大约25元。
(三)胶粉聚苯颗粒外墙外保温粘贴面砖技术
这种技术是将胶粉聚苯颗粒保温浆料做成的保温层与抗裂防护层一起,加工成保温粘贴面砖,在施工时用专用的粘结砂浆将该面砖粘贴于外墙外表面,是一种对上述第二种施工方式的改进,施工要求更低,也更加安全。
(四)喷涂聚氨酯硬泡墙体保温体系
不同于上述三种方式中的聚苯材料,这种方式使用的是聚氨酯,这种材料强度大、耐腐蚀、不易吸水、发泡热导率低,用这种材料制成的聚氨酯硬泡能够与墙面形成无缝粘连,和墙面融为一体,可以在长达25年的使用寿命中做到保温、防水、防开裂、抗冲击等效用,在施工时采用同第二种施工方式相同的手法即可。
(五)未来趋势
近年国内外对新型外墙保温的材料有很多突破性研究成果,在此,限于篇幅,仅仅略作介绍:
1.无机隔热反射墙体涂料,这种材料能与墙体的矿物质发生化合,形成硅石,牢固结合涂层与墙体。
2.真空绝热保温涂料,真空断绝了分子热传导,采用真空状填料制成的保温涂料具有强大的优势,预计将在未来高端市场上崭露头角。
3. 纳米超级绝热材料
这种涂料具有强大的保温、防水、防火、防开裂的功能,是高新技术的产物,但仍需要进一步的研究和实践,其高昂的费用也是阻挡其社会普及的最大障碍。
结论:
在可预见的未来外墙保温领域,上述几种基础的外保温方式仍将占据绝对优势地位,而最新的科技成果也将逐步进入到市场,在更远的未来大放异彩,造福百姓。
参考文献
[1] 高阳洋.高层建筑外墻的保温与节能分析[D].哈尔滨工程大学学报,2007(12).
[2] 郑鸿.夏热冬冷地区混凝土小型空心砌块墙体保温与节能分析[D].浙江大学学报,2006(05).
[3] 王惟钊.多层建筑围护结构墙体的保温节能分析[D].哈尔滨工程大学学报,2007(01).
[4] 杨昭,郁文红,张甫仁.节能建筑复合墙体的非稳态热工性能[J].天津大学学报,2004(11).
[5] 贾景福.不同保温形式下外墙温度场的数值模拟[J].消费导刊,2007(06).
[6] 张继媛,张联英,王沣浩.外墙保温技术的研究现状与发展趋势[J].建筑节能.2010(01).