節(jié)能建筑自保溫墻體是指不通過內(nèi)、外墻保溫技術(shù)，其自身熱工指標(biāo)就能達(dá)到國(guó)家和地方現(xiàn)行節(jié)能建筑標(biāo)準(zhǔn)要求的墻體結(jié)構(gòu)。節(jié)能建筑墻體自保溫技術(shù)與其他墻體保溫技術(shù)比較，具有與建筑同壽命、造價(jià)較低、工序簡(jiǎn)單、施工方便、便于維修改造、安全性能好等優(yōu)點(diǎn)，可有效降低能源消耗、減少環(huán)境污染、促進(jìn)節(jié)能減排、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
一、墻體原材料設(shè)計(jì)考慮因素
在自保溫墻體材料的研發(fā)應(yīng)用中，應(yīng)不僅考慮外墻的平均傳熱系數(shù)Km和平均熱惰性指標(biāo)Dm應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，還應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)性冷(熱)橋部位的低限傳熱阻Ro.b.min也須符合低限保溫的規(guī)定，即在冬季正常采暖條件下，結(jié)構(gòu)性冷(熱)橋部位的內(nèi)表面溫度應(yīng)高于室內(nèi)空氣露點(diǎn)溫度。
二、砌筑與抹面砂漿應(yīng)納入外墻自保溫系統(tǒng)技術(shù)研發(fā)內(nèi)容
砌筑與抹面砂漿是塊體墻材不可缺少的組成材料，即或是板塊墻材，板縫聯(lián)結(jié)與板面裝飾也少不了聯(lián)結(jié)材料及抹面平整材料。在夏熱冬冷地區(qū)采用這種強(qiáng)度較高的保溫砂漿作內(nèi)、外抹灰層，不僅可對(duì)自保溫墻體的保溫隔熱性能起到很好的輔助作用，而且也可因其有效地解決了結(jié)構(gòu)性冷(熱)橋部位的保溫處理，兩全其美。
當(dāng)然，應(yīng)采用抗裂防水的抹面層與之形成一整體解決抗裂防水問題。對(duì)于熱工性能稍差的自保溫墻體材料，還可將抹面砂漿作為墻體自保溫系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，在強(qiáng)度等級(jí)較高、導(dǎo)熱系數(shù)較低的保溫砂漿上進(jìn)行研究和應(yīng)用。
三、墻體厚度應(yīng)適應(yīng)主體結(jié)構(gòu)復(fù)合外、內(nèi)保溫系統(tǒng)的要求
自保溫墻體材料大多是作為框架結(jié)構(gòu)或框剪結(jié)構(gòu)體系建筑外墻的填充墻，只需內(nèi)外抹水泥砂漿保護(hù)層，不再?gòu)?fù)合外、內(nèi)保溫系統(tǒng)。而框架梁、柱或剪力墻部位則要復(fù)合外、內(nèi)保溫系統(tǒng)才能使外墻的平均傳熱系數(shù)Km滿足節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。由于外、內(nèi)保溫系統(tǒng)有一定的厚度，如果要求自保溫墻材的厚度與框架梁、柱及剪力墻的外邊沿或內(nèi)邊沿齊平，復(fù)合外、內(nèi)保溫系統(tǒng)后就會(huì)在兩個(gè)不同的材料部位出現(xiàn)厚度差，表面極不平整。
所以，在構(gòu)造節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，將自保溫墻體材料(如加氣混凝土)的厚度取為240～250mm。砌筑時(shí)，外挑出鋼筋混凝土構(gòu)件40～50mm，以滿足復(fù)合外保溫系統(tǒng)后整個(gè)外墻外表面平整的要求；或?qū)⑼鈴?fù)合聚苯板保溫空心砌塊的聚苯板部分外挑，以使鋼筋混凝土構(gòu)件部位復(fù)合聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)后的整個(gè)外墻外表面平整。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件部位采用內(nèi)保溫系統(tǒng)也會(huì)存在連接部位不平整需要解決的技術(shù)措施。
因此在自保溫墻體材料的厚度設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件是采取何種外、內(nèi)保溫系統(tǒng)，并根據(jù)所在地區(qū)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，核算其保溫系統(tǒng)厚度，進(jìn)而確定適宜的自保溫墻材厚度以滿足應(yīng)用在外墻上的外表面平整要求。
四、優(yōu)化構(gòu)造節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)
自保溫墻體材料有承重型和非承重型。不論是承重型和非承重型，在建筑外墻中應(yīng)用都少不了要與鋼筋混凝土或其他金屬構(gòu)件連結(jié)，由于材料的物理力學(xué)性能不同，受力變形會(huì)不一致。也由于斷面的厚度及表面狀況不同，連結(jié)部位的整體性及表面平整度很難控制。
特別是當(dāng)鋼筋混凝土構(gòu)件部位采用外、內(nèi)保溫系統(tǒng)時(shí)，就更難以控制其連接部位的整體性和平整度。在多層磚混結(jié)構(gòu)體系建筑中采用承重型自保溫墻體材料作承重墻，必須對(duì)與構(gòu)造柱及圈梁等連接部位的構(gòu)造節(jié)點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)；在框架及框剪結(jié)構(gòu)體系建筑中采用非承重型自保溫墻體材料作填充墻，也必須對(duì)與框架梁、柱及剪力墻連結(jié)部位的構(gòu)造節(jié)點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，并根據(jù)相關(guān)的技術(shù)規(guī)范及規(guī)程采取適宜的連接措施，保持連結(jié)部位的整體性和變形能力以及安全、可靠，表面平整，并具有可操作性。特別是由于鋼筋混凝土構(gòu)造柱、圈梁或框架梁、柱與剪力墻部位需采用外、內(nèi)保溫系統(tǒng)技術(shù)才能使外墻的平均傳熱系數(shù)Km符合建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，連接部位的構(gòu)造節(jié)點(diǎn)優(yōu)化設(shè)計(jì)就更顯得重要。
加氣混凝土砌塊及其他一些輕質(zhì)保溫砌塊在墻體中應(yīng)用后出現(xiàn)的連結(jié)部位開裂等弊病，就是因?yàn)閷?duì)其連接部位的構(gòu)造節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)及處理措施不認(rèn)真造成的。因此只有將自保溫墻體材料在應(yīng)用中和相鄰構(gòu)配件連接部位構(gòu)造節(jié)點(diǎn)的優(yōu)化設(shè)計(jì)及處理措施，作為外墻自保溫系統(tǒng)技術(shù)的研究?jī)?nèi)容，才能保證外墻的保溫隔熱工程質(zhì)量，自保溫墻體材料也才有推廣應(yīng)用的前景。
目前，在我國(guó)政府大力提倡要發(fā)展節(jié)能、節(jié)地、環(huán)保型建筑，促進(jìn)社會(huì)和建筑可持續(xù)發(fā)展的建筑技術(shù)路線指引下，各地區(qū)都在充分利用工業(yè)廢渣等可利用的建材資源研發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用自保溫墻體材料。特別是由于一些內(nèi)、外保溫技術(shù)在節(jié)能建筑外墻中應(yīng)用后出現(xiàn)的表面開裂、質(zhì)量可控性差和二次裝飾裝修時(shí)的損壞等問題未能得到及時(shí)解決，更促進(jìn)了自保溫墻材的研發(fā)與應(yīng)用外墻自保溫系統(tǒng)由于不需要在主體墻材的內(nèi)、外或中間增加非承重的保溫隔熱構(gòu)造系統(tǒng)，省去了內(nèi)、外復(fù)合的保溫系統(tǒng)材料和施工，在達(dá)到相同的節(jié)能保溫隔熱效果條件下，與外墻采用內(nèi)、外或夾心保溫系統(tǒng)比較，具有良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。
目前我國(guó)新型建筑材料主要存在以下幾點(diǎn)問題：新型墻體材料應(yīng)新型建筑材料科技含量高，往往價(jià)格高于目前使用的一般材料，對(duì)市場(chǎng)推廣起制約作用；材料的施工工藝、技術(shù)、檢測(cè)手段等目前尚無規(guī)范限制。部分產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定；個(gè)體利益驅(qū)動(dòng)影響了新型端體材料的開發(fā)應(yīng)用和推廣等等。
外墻保溫技術(shù)及節(jié)能材料的簡(jiǎn)介和應(yīng)用
在建筑中，外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱損耗較大，外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中墻體又占了很大份額。所以建筑墻體改革與墻體節(jié)能技術(shù)的發(fā)展是建筑節(jié)能技術(shù)的一個(gè)最重要的環(huán)節(jié)，發(fā)展外墻保溫技術(shù)及節(jié)能材料則是建筑節(jié)能的主要實(shí)現(xiàn)方式。外墻內(nèi)保溫施工，是在外墻結(jié)構(gòu)的內(nèi)部加做保溫層。內(nèi)保溫施工速度快，操作方便靈活，可以保證施工進(jìn)度。內(nèi)保溫應(yīng)用時(shí)間較長(zhǎng)。技術(shù)成熟，施工技術(shù)及檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)是比較完善的。在2001年外墻保溫施工中約有90%以上的工程應(yīng)用內(nèi)保溫技術(shù)。
被大面積推廣的內(nèi)保溫技術(shù)有：增強(qiáng)石膏復(fù)合聚苯保溫板、聚合物砂漿復(fù)合聚苯保溫板、增強(qiáng)水泥復(fù)合聚苯保溫板、內(nèi)墻貼聚苯板抹粉刷石膏及抹聚苯顆粒保溫料漿加抗裂砂漿壓入網(wǎng)格布的做法。
但內(nèi)保溫會(huì)多占用使用面積，“熱橋”問題不易解決，容易引起開裂，還會(huì)影響施工速度，影響居民的二次裝修，且內(nèi)墻懸掛和固定物件也容易破壞內(nèi)保溫結(jié)構(gòu)。內(nèi)保溫在技術(shù)上的不合理性，決定了其必然要被外保溫所替代。
外保溫技術(shù)及其特點(diǎn)：
外保溫是目前大力推廣的一種建筑保溫節(jié)能技術(shù)。外保溫與內(nèi)保溫相比，技術(shù)合理，有其明顯的優(yōu)越性，使用同樣規(guī)格、同樣尺寸和性能的保溫材料，外保溫比內(nèi)保溫的效果好。外保溫技術(shù)不僅適用于新建的結(jié)構(gòu)工程，也適用于舊樓改造，適用于范圍廣，技術(shù)含量高；外保溫包在主體結(jié)構(gòu)的外側(cè)，能夠保護(hù)主體結(jié)構(gòu)，延長(zhǎng)建筑物的壽命；有效減少了建筑結(jié)構(gòu)的熱橋，增加建筑的有效空間；同時(shí)消除了冷凝，提高了居住的舒適度。
目前比較成熟的外墻保溫技術(shù)主要有以下幾種：
(1)外掛式外保溫。
外掛的保溫材料有巖(礦)棉、玻璃棉氈、聚苯乙烯泡沫板(簡(jiǎn)稱聚苯板，EPS、XPS)、陶�；炷翉�(fù)合聚苯仿石裝飾保溫板、鋼絲網(wǎng)架夾芯墻板等。其中聚苯板因具有優(yōu)良的物理性能和廉價(jià)的成本。已經(jīng)在全世界范圍內(nèi)的外墻保溫外掛技術(shù)中被廣泛應(yīng)用。
該外掛技術(shù)是采用粘接砂漿或者是專用的固定件將保溫材料貼、掛在外墻上。然后抹抗裂砂漿，壓人玻璃纖維網(wǎng)格布形成保護(hù)層。最后加做裝飾面。
還有一種做法是用專用的固定件將不易吸水的各種保溫板固定在外墻上，然后將鋁板、天然石材、彩色玻璃等外掛在預(yù)先制作的龍骨上，直接形成裝飾面。由貝聿銘先生設(shè)計(jì)的中國(guó)銀行總行辦公樓的外保溫就是采用的這種設(shè)計(jì)。
這種外掛式的外保溫安裝費(fèi)時(shí)，施工難度大。且施工占用主導(dǎo)工期，待主體驗(yàn)收完后才可以進(jìn)行施工。在進(jìn)行高層施工時(shí)，施工人員的安全不易得到保障。
(2)聚苯板與墻體一次澆注成型。
該技術(shù)是在混凝土框一剪體系中將聚苯板內(nèi)置于建筑模板內(nèi)，在即將澆注的墻體外側(cè)，然后澆注混凝土，混凝土與聚苯板一次澆注成型為復(fù)合墻體。該技術(shù)解決了外掛式外保溫的主要問題，其優(yōu)勢(shì)是很明顯的。由于外墻主體與保溫層一次成活。工效提高，工期大大縮短，且施工人員的安全性得到了保證。而且在冬季施工時(shí)。聚苯板起保溫的作用，可減少外圍圍護(hù)保溫措施。但在澆注混凝土?xí)r要注意均勻、連續(xù)澆注，否則由于混凝土側(cè)壓力的影響會(huì)造成聚苯板在拆模后出現(xiàn)變形和錯(cuò)茬，影響后序施工。
其中內(nèi)置的聚苯板可以是雙面鋼絲網(wǎng)的，也可以是單面鋼絲網(wǎng)的。雙面鋼絲網(wǎng)聚苯板與混凝土的連接，主要是依靠?jī)?nèi)側(cè)鋼絲網(wǎng)架與墻體外側(cè)配筋相綁扎及混凝土與聚苯板的粘接力，其結(jié)合性能良好，具有較高的安全度。單面鋼絲網(wǎng)聚苯板與混凝土的連接，主要依靠混凝土與聚苯板的粘接力以及斜插鋼筋、L型鋼等與混凝土墻體的錨固力，結(jié)合性能也較好。與雙鋼絲網(wǎng)相比較，單面鋼絲網(wǎng)技術(shù)因取消了內(nèi)側(cè)鋼絲網(wǎng)和安裝保溫板前的板外側(cè)抹灰，節(jié)省了工時(shí)和材料。其造價(jià)可降低10%左右。但此兩種做法都采用了鋼絲網(wǎng)架，造價(jià)較高，且鋼材是熱的良導(dǎo)體，直接傳熱，會(huì)降低墻體的保溫效果。
我們對(duì)于混凝土與無網(wǎng)架聚苯板一次成型復(fù)合墻體進(jìn)行了試驗(yàn)研究。試驗(yàn)結(jié)果表明，在混凝土中水泥漿量合適的條件下，直接利用混凝土作為粘接劑來粘貼聚苯板，是完全可能的。當(dāng)我們對(duì)聚苯板的背面進(jìn)行處理之后，其與混凝土的粘接力進(jìn)一步提高(其平均粘接強(qiáng)度可以達(dá)到0.07Mpa，而且破壞均發(fā)生在聚苯板內(nèi))。此技術(shù)取消了鋼絲網(wǎng)架，其保溫性能提高，而且板的成本再次降低。在經(jīng)過對(duì)其長(zhǎng)期耐久性論證之后。工程中可以推廣使用。
(3)聚苯顆粒保溫料漿外墻保溫。
將廢棄的聚苯乙烯塑料(簡(jiǎn)稱為EPS)加工破碎成為0.5～4mm的顆粒，作為輕集料來配制保溫砂漿。該技術(shù)包含保溫層、抗裂防護(hù)層和抗?jié)B保護(hù)面層(或是面層防滲抗裂二合一砂漿層)。其中ZL膠粉聚苯顆粒保溫材料及技術(shù)在1998年就被建設(shè)部列為國(guó)家級(jí)工法。這種工法是目前被廣泛認(rèn)可的外墻保溫技術(shù)。
該施工技術(shù)簡(jiǎn)便�？梢詼p少勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率；不受結(jié)構(gòu)質(zhì)量差異的影響，對(duì)有缺陷的墻體施工時(shí)墻面不需修補(bǔ)找平，直接用保溫料漿找補(bǔ)即可，避免了別的保溫施工技術(shù)因找平抹灰過厚而脫落的現(xiàn)象。同時(shí)該技術(shù)解決了外墻保溫工程中因使用條件惡劣造成界面層易脫粘空鼓、面層易開裂等問題，從而實(shí)現(xiàn)外墻外保溫技術(shù)的重要突破。與別的外保溫相比較，在達(dá)到同樣保溫效果的情況下，其成本較低，可降低房屋建筑造價(jià)。例如與聚苯板外保溫相比較，每平方米可降低25元左右。在天津云瑯新居高層外墻保溫工程中采用的就是此種技術(shù)。
此外，節(jié)能保溫墻體技術(shù)中還有將墻體做成夾層，把珍珠巖、木屑、礦棉、玻璃棉、聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料(也可以現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡)等填入夾層中，形成保溫層。 |
