既有建筑墙体节能改造结构设计要求研究

石小华

（宁夏煤矿设计研究院有限责任公司 宁夏 银川 750011）

0 引言

建设资源节约型社会，这是中央跟据我国的社会、经济发展状况，在对国内外政治经济和社会发展历史进行深入研究之后做出的战略决策，是为中国今后的社会发展模式提出的科学规划。节约能源是建设资源节约型社会的重要组成部分，而建筑能耗已经逐步取代工业能耗成为能源消耗的主体，加上我国以煤为主的能源消费结构，建筑耗能会直接或间接的造成大气环境污染，并成为重要的温室气体排放源。

1 外墙保温的分类

墙体是建筑外围护结构的主体，其功能主要是承重、防水、保温、隔热。在建筑外围护结构中，外墙所占比重最大，通过外墙传热耗能量约占建筑外围护结构散热量的75%～80%。外墙保温，一般分为单一保温外墙、内保温外墙、外保温外墙及夹芯保温外墙。

单一保温外墙，目前主要是加气混凝土墙。加气混凝土墙具有承重及保温两种功能，施工简单，造价较低，采用专用砂浆可避免或减轻灰层裂缝。但由于其质量密度不能太小，亦即材料的导热系数不能太小，当所需的保温要求较高时，则墙体必需很厚才能满足保温要求。这样会减少使用面积，增加墙体材料运输量。在加气混凝土作为框架结构的填充墙时，其保温性能虽然可以好一些，但其强度还是不能太小，特别是在门窗洞口处。因此，单一保温外墙，不适用于保温要求高的建筑。

内保温外墙，材料蓄热能力低，当室内采用间歇式的采暖或间歇式空调时，可以使室内温度较快调整到所需的温度，适用于冬季不是太冷地区建筑保温隔热。内保温外墙的缺点，主要是内墙及楼板与外墙交接处无法铺设内保温材料，容易形成热桥；保温材料容易透蒸汽，而结构层则相反，冬季室内外温差较大时，墙体内部有可能产生凝结水。所以，在严寒地区不应采用内保温外墙。

外保温外墙能克服内保温外墙的缺点，是严寒地区推广的外墙保温隔热技术。外墙外保温问题，主要是施工难度大。保温材料一般材质疏松，抗风雨能力差，在外表面上要做保护面层。面层材料与保温材料收缩不匹配，面层很容易开裂。保温材料强度较小，做面层后因加重容易与墙体结构层脱落。为解决脱落问题，有的构造方案将面层用金属的连接件穿过保温层固定在墙体结构层上，又会因此形成热桥而大大降低保温层的保温效果。这些问题，都影响了外保温外墙的大面积推广和长期使用。

夹心保温外墙是将保温层放置在墙体中间，保温层两侧都是墙体结构层。对保温材料的材质要求不高，施工方便，但墙体较厚，减少使用面积。采用夹心保温时，圈梁、构造柱由于一般是实心的，难以处理，极易产生热桥，保温材料的效能得不到充分发挥。由于填充保温材料的沉降、粉化等原因，内部易形成空气对流，也降低了保温效能。在非严寒地区，采用夹心保温的外墙与传统墙体相比偏厚。因内外侧墙体之间需有连接件连接，构造较传统墙体复杂，施工相对比较困难。夹心保温墙体的抗震性能比较差，建筑高度受到限制。因保温材料两侧的墙体存在很大的温度差，会引发内外墙体比较大的变形差，进而会使墙体多处发生裂缝及雨水渗漏，破坏建筑物主体结构。

中国建筑节能技术在发展的起步阶段，在外墙外保温技术尚不成熟时期，由于外墙内保温技术造价低、安装方便，作为一种过渡技术被广泛应用于建筑节能改造中。但是从长远来看，随着节能标准的提高和节能技术的发展，外墙内保温技术不能适应新的节能形势，外墙外保温逐渐成为建筑节能改造活动中指得改进和推广的重点节能技术。

2 外墙外保温墙体的特点

克服了内保温外墙的缺点，有利消除和减弱“热桥”的影响，使墙体潮湿情况得到改善。“热桥”是外墙内保温难以避免的技术难题，外墙外保温技术可以有效防止“热桥”部位结露，从而消除“热桥”部位的热损失。一般情况下，需要在外墙内保温层设置隔汽层以防止冷凝现象，而采用外墙外保温时，无需设置隔汽层。由于墙体的主体结构位于保温层内侧，因此，只要选择合适的保温层材料，就能保证墙体内部不发生冷凝现象。

采外墙用外保温技术，可以保护主体结构，延长建筑物寿命，有利于室温保持稳定，增加房屋使用面积。由于外墙外保温是指保温层在建筑物外围护结构的外侧，可以缓冲因温度变化导致的结构变形而产生的应力作用，从而避免干、湿、雨、雪、冻、融循环对墙体造成的结构破坏，同时又可以减少空气中的紫外线和有害气体对围护结构的侵蚀。外保温墙体由于墙体结构层在内侧，而墙体结构的蓄热能力较大，因此当室内空气温度下降或上升，室内受到不稳定热作用时，墙体结构层能够释放或吸收热量，这就有利于帮助室温保持稳定。

3 外墙外保温墙体的组成

外墙外保温墙体一般由以下几个部分组成：

（1）保温层，采用热阻值高的高效保温材料作为保温层，其导热系数一般小于0.05W/m2K。保温层应具有根据设计计算的厚度，且保温材料要有较低的吸湿率，要有较好的粘结性能，同时保温材料遇温度变化时要有较小的收缩率并且在用于控制其尺寸变动的应力不能太大。常用的保温层材料一般有挤塑型聚苯乙烯板（XPS）、膨胀型聚苯乙烯板（EPS）、超轻保温浆料以及岩棉板等。保温板固定的方法根据外保温墙体的不同而不同。

（2）保温层的面层，保温层的面层有不同的做法，分为薄面层和厚面层，前者为聚合物水泥胶浆抹面，后者为普通水泥砂浆抹面。也可以在龙骨上吊挂薄板覆盖保温层形成面层。

（3）辅助材料与零配件，在外墙外保温墙体中要使用一些辅助材料与零配件，如螺栓、销钉等，用于接缝处的连接和边角部的处理，以及硅膏、丁基橡胶等密封膏材料，实际选用时可根据各个体系的不同做法具体选择。

4 外墙外保温墙体的质量

外墙外保温墙体的质量要求满足如下几点：

（1）保温性。保温性是反映外墙外保温墙体性能的关键性指标，应该按照所用保温材料的实际热工性能，计算得出满足当地建筑节能设计标准足够的厚度。

（2）稳定性。为保证外保温层稳定性，应该确保外保温层与基层墙体牢固结合。

（3）防火。必须严格按照相关部门的要求对保温层进行防火处理。

（4）湿热性。首先要使其具有良好的防水性能，可通过在外保温墙体的表面，包括孔洞周边、面层、门窗洞口周围、接缝处等处采取严密的防水措施，；其次要通过采取适当的措施来防止保温层内部结露；最后，外保温墙体材料应能耐受当地最严寒酷热的气候变化。

（5）耐撞击性。要保证保温材料在主体结构发生正常变形时，不产生裂缝或者脱开。

（6）耐久性。保温材料的平均寿命在正常使用和维修条件下，应达到25年以上。

5 结束语

近年来国际间对温室气体减排的要求有从国家别转向产业别的趋势，国外专家通过对各个用能领域的研究，发现建筑用能是节能潜力最大的用能领域，于是各国开始将建筑节能当作节能工作的重点。

［1］涂逢祥.建筑节能[M].北京：中国建筑工业出版社，2002.

［2］王雁荣.我国建筑能耗趋势与节能措施[J].山西建筑，2009（2）：249－250.