夏热冬冷地区外墙内保温的经济性分析

冯敬孙超法严萌杨恒山张建

摘要：本文根据夏热冬冷地区气候特点和人们建筑审美的习惯，提出高层住宅建筑适合使用EPS板外墙内保温做法的建议，从节能效果、建筑构造、建筑防火和施工造价等方面分析论证了这一做法的合理性，为高层住宅建筑建筑的节能设计做法提供了新的参考。

关键词：夏热冬冷地区；高层住宅建筑；EPS板内保温系统

Abstract: According to the climate characteristics in hot summer and cold winter as well as the building aesthetic habits of people, point out the recommendations that high-rise residential building should to use the EPS board in exterior wall insulation practice, to demonstrate the approach is reasonable from energy saving, building construction, building and construction cost, for the high-rise residential building energy saving design provides a new reference.

Key words: hot summer and cold winter zone; residential building; the EPS board insulation system

中图分类号：TU201.5 文献标识码： A文章编号：2095-2104（2012）

外墙外保温技术是将保温隔热体系置于外墙外侧，从而使主体结构所受温差作用大幅度下降，温度变形减小对结构墙体起到保护作用，并可有效阻断冷(热)桥，有利于结构寿命的延长。由于其突出的优越性，在建筑节能日益受到重视的住宅产业中已经得到了迅速的发展，并将有更加广阔的市场。

1、外墙建筑节能技术

在我国的夏热冬冷地区，居住多为钢筋混凝土内浇外挂结构, 夏天热、冬天冷，为了使住宅有一个较舒适的室内环境，能源浪费十分严重。建筑节能技术最常用的方法是墙体及围护结构保温，建筑围护结构保温实际上是提高了维护结构的传热阻。常用的建筑围护结构保温的方法有建筑内保温、建筑围护结构中间保温和建筑外保温。建筑内保温就是将保温材料设在主墙内侧的墙体，内保温层不受外界气候影响，施工不需搭设脚手架，难度小，增加造价不多，可以达到节能50%。具体可用纸面石膏板、聚苯板或其他强制保温板直接粘贴在墙体内侧。这种施工方法不需设龙骨，施工方便，但是需占较大建筑空间，减少使用面积，同时居民在进行二次装修时也容易破坏内部保温层，最关键的问题是建筑热桥(梁、楼板)在保温中无法消除。建筑外保温是将绝热材料覆在承重墙外侧，采取该保温方式的建筑热稳定性好，可很好地避免热桥，不影响建筑的使用面积，居住较舒适，且外保温层对主体结构还有保护作用，可延长结构使用寿命。

2、外墙内保温技术

该技术节能效果比外保温技术节能效果稍差，热桥难以处理，但不影响外墙饰面的选择及建筑效果的发挥，能充分满足建设业主的审美习惯。常见有胶粉聚苯颗粒外墙内保温，这种技术造价低廉，在推行建筑节能初期有很大的市场，但这种技术属于建设部限制使用的浆料内保温技术，不适合推广应用。EPS聚苯板（增强石膏聚苯板）外墙内保温是节能保温、隔音、防火的环保型墙体材料，属于比较适合夏热冬冷地区外墙做瓷砖饰面的高层建筑外墙保温的方式。内保温系统在围护结构上节能效果比不上外保温，但对于夏热冬冷地区节能的指导思想为“隔热为主、兼顾保温”，这一地区的老百姓一般只在气温很高时才用空调制冷，平时一般开窗通风。而高层住宅建筑围护结构为重质材料，蓄热系数大，室内最高温度延迟时间长，晚上室外虽然凉爽，但室内表面温度高，有烘烤感。采用内保温却能缩短最高温度的延迟时间，空调制冷时能加快降温，节约了电能。EPS外墙内保温系统是粘结在砖或混凝土外墙内侧的保温做法，其构造层次为粘结砂浆、空气层、自熄型EPS保温板、中碱玻纤网格布、聚合物抗裂砂浆（石灰粉刷砂浆组成）。湖南岳阳某高层住宅已采用了本做法。该工程建筑为短肢剪力墙结构，条式建筑，18层建筑面积18000m2，建筑高度52m，南北朝向，体型系数0.37。

3、节能效果分析

外墙为200厚钢筋混凝土墙体做30厚膨胀聚苯板内保温，其传热系数K可以达到1.12W/m2·K，小于标准1.5 W/m2·K，符合规定性指标的要求。（表1）

表1外墙传热系数K的计算表

4、建筑构造

该做法是根据欧洲使用最久的EPS板薄抹面外墙外保温系统改进，在国内进行了大量的实验和检测而形成的内保温系统。其粘结剂采用高强度粘结石膏，抹面层采用增强型粉刷石膏。EPS板薄抹面外墙外保温系统能用在室外抵抗温度变化及雨水浸泡，耐候性能基本可行，在室内可以满足其正常使用要求。系统抗冲击强度大于10.0J，能满足室内内墙饰面层的耐冲击性。系统采用薄抹灰面层，既能满足抗冲击的要求又能够透气。水蒸汽湿流密度大于0.85g/(m2·h)，具有较好蒸汽渗透性能，不会引起保温层内部的结露。

5、“热”桥的处理及结露的分析

由于构造在保温层和结构层间有1cm的空气层，外墙混凝土构件（构造柱）如内表面平齐墙体内表面时，刚好被聚苯板包裹，消除了“热”桥。对于短肢墙、异型柱等外墙和内墙相交处采用聚苯板卷边包裹内墙的办法其长度为15cm。热桥的内表面温度计算：

5.1 求主体总热阻和内表面温度：Ro=0.88(m２·K/W)（见表1）

主体内表面温度：

查《河南省居住建筑节能设计标准》取，（取最冷月平均温度）Qi=18-（18-4.7）/0.89×0.11=16.4℃

5.2 求热桥总热阻及内表面温度

热桥处在计算时，可近似看作钢筋砼单一材料层，按稳定状态平壁传热计算：

R''o=0.11+0.35/1.74+0.04=0.351m2K/W

查修正系数值，该按接缝热桥形式=0.2/0.35=0.571，查表修正系数用内插法计算=0.82。

=18［-0.351+0.82(0.89-0.351)］/0.89·0.351×0.11(18-4.7)=14.3℃

热桥部位内表面温度比主体部分内表面温度低2.1℃，较室内低3.7℃。

5.3 冬季室内湿度取

依据以上热桥部分温度：=14.3℃，求室内空气露点温度，当=18℃

Ps=2062.5Pa，空气实际水蒸汽分压，

=2062.5Pa55%=1134.8Pa

按露点温度的定义，当Ps=P=1134.8 Pa时能对应温度为露点温度，查表=8.8℃，=14.3℃>8.8℃，所以热桥处不会结露。

6、建筑防火

《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95中规定：高层建筑的室内装修，应按照现行国家标准《建筑内部装修设计防火规范》GB50222-95的要求。规范第3.3.1规定对于高层民用建筑高级住宅及普通住宅的墙面材料燃烧性能等级要求不低于B1级(难燃材料)。而本系统主要材料选用的为难燃型材料B1级的膨胀型聚苯板，表观密度18～22㎏/m2，氧指数大于32%，完全符合国家建筑的要求。在工程实际中，应检查主要原材料膨胀型聚苯板的燃烧性能的检验报告，如对原材料的性能怀疑时可以抽样检验。

7、工程造价

该系统和其他系统比较,不仅施工方便，湿作业少而且价格较低，根据同样厚度，该系统单位面积材料费优于EPS板外墙内保温系统，且人工费低20%，在室内施工其机械费和周转材料租赁费明显低于外保温，据综合单价节约造价为25%。该系统单位面积综合单价略低于胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统，但由于其保温性能较强，相同建筑物按照节能50%，采用该系统单位建筑面积造价可以节约10%。

8、结语

EPS板外墙内保温是适合于夏热冬冷地区节能建筑围护结构保温要求的方法，无论从保温性能、构造要求、建筑防火等都能符合高层节能建筑的需要，节约造价，该技术在河南高层住宅建筑中已较多采用。尤其适合夏热冬冷地区建设业主喜欢外墙贴瓷砖饰面的特点。虽然其性能略差于EPS膨胀聚苯板外墙外保温系统，却不失为稳妥推广节能技术初期的高层建筑的理想节能技术。

参考文献：

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作者简介：冯敬（1974-）男，湖南岳阳人，湖南理工学院土建学院建筑及城市规划专业教研室主任，国家一级注册建筑师，国家注册城市规划师。主要研究方向：建筑设计及城市规划理论

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