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外墙外保温技术在住宅设计中的实际应用

一、节能住宅的发展概况

随着我国每年以10亿平方米的民用建筑投入使用,建筑能耗占总能耗的比例已从1978年的10%上升到目前的27.5%,大力发展节能型住宅,不仅能节约能源开支,还能给住户带来许多切实的好处。

节能住宅采用的围护结构能有效地改善居室的热环境。由于节能住宅外墙穿上了一件“棉袄”(外墙保温系统),头上戴了“帽子”(增强屋面保温),外窗采用了中空玻璃保温窗,因此,冬季会明显地感到比普通住宅温暖舒适,即使需要开空调取暖,耗电量也明显低于普通住宅。

夏季,由于通过外墙进入室内的热量大大减少,屋面上有了隔热、通风的措施,窗户使用能反射太阳热量的玻璃或者有外遮阳,使节能住宅的隔热性能大大提高,夏季需要空调降温的时间相应减少,无疑会减少住户的电费支出。

节能住宅的中空玻璃窗可降低外界的噪音分贝,能给住户提供宁静的家居环境。而建筑所穿的节能“衣帽”,还能有效地保护住宅的围护结构,使外界温度变化、雨水侵蚀对建筑物的破坏大大降低,从而解决了屋面渗水、墙体开裂等住宅顽症,延长了建筑物寿命,也降低了维修费用。

发展节能住宅可以为国家节约大量能源,减少灾害,有利于全球、全社会。

中国建筑业协会建筑节能专业委员会会长涂逢祥教授说,发展节能住宅是关系人类命运的全球性课题, 中国作为世界第一人口大国,有义不容辞的责任。他介绍,建筑节能包括节约采暖、空调、热水供应、炊事、照明、家用电器等各方面的能耗。在国际上,它是与工业、农业、交通运输能耗并列,属于民生能耗,一般占全国总能耗的30% 至40% ,量大面广,牵涉到国家全局。

在这位中国建筑节能专家的眼里,本世纪的理想节能建筑是这样的:你一年四季生活、工作在冬暖夏凉的房子里,温度总是接近或保持在20至26摄氏度之间。屋里通风良限,自然通风与人工通风相结合,空气经过净化,新风扫过每个房间,通风持续不断,室内空气清新。任何时候,阳光都能通过布局合理的窗户洒进房间,使你尽可能多的接触自然光。在这个智能控制的场所里,采暖、通风、空调、照明、家电等均可由计算机自动控制,既可按预定程序集中管理,又可局部手工控制;既尊重人体差异,提供个性化服务,又尽可能地少用能源。

二、外墙外保温技术的发展概况及优越性

根据国家热工分区,温州属于冬冷夏热地区。随着温州的经济发展和生活水平的提高,依据建设部现行的《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》,节能住宅的建设也提高到一个新的台阶。对于我们建筑师来说,要更新旧观念,接受新思想。对于节能设计这块按目前现状来说,我们建筑师急需加强的是建筑外墙保温的设计,这对于我们目前的经济发展也是比较切合实际的。

目前我国外墙保温分为外墙内保温和外墙外保温,一般的砖墙起不到很好的保温作用,而外墙内保温尽管比一般砖墙的保温效果好,但是存在的问题也不少,比如一旦采用内保温,室内墙上挂不上诸如装饰画之类的东西,房子住时间久了,由于受潮等原因,墙面会变形、容易断裂,舒适度也不高,这种选择并不理想。另外一种是外墙外保温技术,它从新的装饰材料上解决了内保温带来的问题。外墙外保温的优越性是十分明显的;它能避免建筑热桥,避免墙面冬季结露;可以保护主体结构,减少温度应力,增加结构寿命;比内保温增多建筑使用面积;在既有房屋节能改造时不致干扰原有住户生活;使建筑物更为美观,等等。与此同时,由于我国居住建筑以砖混结构或钢筋混凝土框架结构为主,结构厚重,热容量大,在采用外墙外保温的条件下,建筑热稳定性良好,因而房屋冬暖夏凉,居住舒适,有利于改善人民生活

三、外墙外保温技术的理论计算和构造示意

温州的住宅,外墙材料目前采用的比较普遍是粘土多孔砖和加气混凝土砌块,这两种材料的导热系数分别为0.58W/m.K(厚度240mm)和0.17-0.20W/m.K (厚度240mm,自然状态)。本章以粘土多孔砖为例,保温材料采用挤塑式聚苯乙烯保温板,对板式建筑外墙的保温厚度进行计算,以求得出在温州的外墙保温层的厚度。

1、计算依据依据《民用建筑热工设计规范》GB 50176-93及《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ 134-2001. 2、墙体构造及热工计算参数的取值内侧水泥砂浆: 导热系数λ1=0.93 W/m.K 厚度20mm粘土多孔砖墙: 导热系数λ2=0.58 W/m.K 厚度240mm外侧保温材料:挤塑式聚苯乙烯保温材料 λ3=0.059×1.1=0.065 W/m.K 厚度25mm抗裂砂浆: 导热系数λ1=0.93 W/m.K 厚度5mm 3、热工计算内侧水泥砂浆20mm +粘土多孔砖墙240 mm+挤塑式聚苯乙烯保温材料25mm+抗裂砂浆5mm 公式

Kp=1/(Ri+∑RP+Re)

=1/(0.11+0.02/0.93+0.24/0.58+0.025/0.065+0.005/0.93 +0.05)

=1/(0.11+0.022+0.414+0.385+0.005+0.05)=1.014 4、结论在240mm粘土多孔砖墙做20mm聚氨酯保温材料及15mm挤塑式聚苯乙烯保温材料外墙外保温,传热系数为1.014 W/(m2.K),小于温州地区体型系数〈0.4时的外墙传热系数限值1.5 W/(m2.K),满足建筑墙体节能的要求,如果墙体采用加气混凝土砌块效果将更好。

四、外墙外保温发展展望

由于我国建筑节能工作正由北方采暖地区向南方夏热冬冷和夏热冬暖地区推进,由居住建筑向公共建筑发展,又由于外墙外保温的优越性越来越被各方面所认识和接受,中国的外墙外保温工程正在快速增加;加上既有建筑的节能改造迟早会要提上日程,而外墙外保温必然是建筑节能改造的一项基本措施,可见在近几个五年计划期间,外墙外保温工程将会持续不断地增加,日益成为一项最基本的保温隔热技术。

这些年来,世界各国保温节能技术迅速发展,各种外墙外保温技术层出不穷,保温要求也在不断提高,在我国参加WTO 的情况下,许多国家的外墙外保温企业都将纷纷进入中国建筑市场,企图占有一席之地,国外一些有特色的有竞争能力的技术将在中国站稳脚跟。中国许多外墙外保温企业也必将自力更生,努力吸收国外先进技术,结合本国实际研究开发,不断创新,以更加经济合理的价位,更高的工程质量,赢得外保温市场更大的份额。

今后,外墙外保温技术将会更加多种多样,丰富多彩,采用不同保温材料、不同构造、不同工艺(手工的、半工业化的、工业化的)的做法并存。既互相学习,又互相竞争。保温隔热材料性能将会更加优越,保温隔热要求也会越来越高。

由于中国建筑规模宏大,也由于中国建筑主体结构以厚重结构为主,在建筑节能跨越式大发展的条件下,我国的外墙外保温市场很可能会成为世界上最广大的最有活力的外保温市场,我们将拭目以待。