建筑外墙节能环保及保温隔热研究

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摘要：目前，建筑墙体材料走有中国特色的建筑节能发展道路，不断研究创新墙体保温材料，将墙体保温材料的研发与墙体改革相结合，将建筑墙体保温工程工业化、预制装配化，缩短墙体施工工期，提高墙体工程质量，减少墙体自重，减少墙体对资源的消耗和对环境、生活的干扰，充分利用现有的节能环保设备与建筑外墙一体化，使两者相辅相成，充分结合在一起，从而全面实现墙体的绿色节能环保。

关键词：外墙保温；建筑节能；光伏设备

一、导言

通过本学期建筑材料课程的学习，在老师的指导下，使我受益颇多，对建筑墙体材料非常感兴趣，并深入的进行了思考。中国是一个人口众多、能源资源相对贫乏的国家，而且我国正朝着工业化和城镇化方向快速发展，每年建筑总量达到大约20亿平方米，占全球每年建筑总量的50%。其中建筑能耗已经占到全社会总能耗的28%左右（如图1所示）。能耗强度远远超过发达国家及世界平均水平，是美国的三倍左右，日本的7.2倍。能耗问题已成为我国未来经济可持续发展的瓶颈。近年来，我国墙体节能实践证明通过对建筑物外围护结构墙体进行保温隔热，使其达到建筑节能50%的技术要求是完全能够实现的。走有中国特色的建筑节能发展道路，不断研究创新墙体保温材料，将墙体保温材料的研发与墙体改革相结合，将建筑墙体保温工程工业化、预制装配化，缩短墙体施工工期，提高墙体工程质量，减少墙体自重，减少墙体对资源的消耗和对环境、生活的干扰，充分利用现有的节能环保设备与建筑外墙一体化，使两者相辅相成，充分结合在一起，从而全面实现墙体的绿色节能环保。

二、建筑节能墙体保温系统

当前，在建筑物外墙体上设置保温系统是广泛应用的主要节能措施。外墙保温是指把隔热保温效果较好的绝热材料与建筑物墙体固定在一起，增加墙体的平均阻热值从而达到保温或隔热效果的一种做法。由于外墙外保温体系施工方法已经比较成熟且施工较为方便、高效，被施工人员所接受，所以我们的研究方向，将以外墙外保温为基础，同时兼作外墙自保温，将两种外墙保温体系结合起来，进一步提升建筑物外围护结构的保温隔热能力。

1.建筑外墙保温工程

加气混凝土原材料种类多，可以根据不同原材料和不同的地区条件制造，可以废物利用，有利于环保。但是目前加气混凝土有几个问题需要解决。原材料种类多既是一个优点，也是制约加气混凝土质量的缺点。有关部门应出台相应标准，规范加气混凝土的原料种类和质量，严把加气混凝土的质量关，做好墙体节能保温的第一关。加气混凝土内有多数的细小孔，使其孔隙率提高，吸水量增多，易受空气湿度和水分的影响，使加气混凝土的导热系数减少，加大了热量的传递，使加气混凝土的保温隔热性能严重降低。我们在加气混凝土中加入乙烯醇和丙烯酸共聚物组成的独特的聚合物，达到吸水剂的效果。这样可以有效地吸收侵入加气混凝土的水分，而且在混凝土养护阶段可以有利于混凝土的加湿养护。降低加气混凝土保温隔热性能的原因是由于大量的气孔存在，但气孔可以减轻混凝土的自重，是墙体减轻自重的有效途径，所以我们既要保留气孔又要阻止外界水分的浸入，我们在加气混凝土浇筑时在加气混凝土的外部浇筑一层厚度适中的防水混凝土，这样就可以很好的防止水分的侵入。在加气混凝土砌块浇筑时，我们可以在砌块中间加入聚苯板，这样就减少了建筑物主体完工后再进行外墙外保温的工程，大大缩短了建筑的施工工期。另外，现在加气混凝土施工的建筑墙体表面粉刷层出现空鼓、开裂的现象，严重影响了建筑的质量，我们在加气混凝土施工时可以选择使用聚合物粘结砂浆，掺入聚合物粘结砂浆提高灰缝的保温隔热能力。加气混凝土表面水蒸发快，为了确保砂浆的保水性和和易性，避免灰缝不饱满导致的墙面空鼓开裂应确保28d以上自然养护，使用前1d-2d分次浇水湿润。产生空鼓开裂后，我们可以使用粘结剂、胶以及聚合物组成的高强化学灌浆材料，这种材料粘结强度高，工艺方法恰当，灌浆工艺简单可靠，满足建筑物构件裂缝的补强加固，恢复结构耐久性和承载力的需要，使裂缝处的保温隔热能力大大提高。

2.幕墙节能工程

建筑装饰幕墙主要板材是玻璃，但玻璃因自身材质的原因导热系数大，对保温隔热及节能环保造成很大的困难，因此是公共建筑玻璃幕墙保温隔热的一个重大的薄弱环节，为了提高建筑玻璃幕墙的保温隔热性能，我们依然沿用现在流行的中空玻璃，这也是目前玻璃幕墙保温隔热最有效的途径。为了提高建筑玻璃幕墙的保温性能，可通过在型材、链接紧固件等构件表面覆盖隔热材料，在于隐框结构等技术措施相结合，避免形成热桥。我们可以在中空玻璃的中空夹层内可以调节的活动遮阳装置。此装置设在中空夹层内可以节省空间，保护装置延长寿命，在玻璃外部设置手动或自动调节构件，方便我们对中空夹层内的遮阳板的控制。双层幕墙是我们提出的一个新的设想。我们可以通过对双层幕墙中间的空气的控制，来提高或降低内层幕墙的温度，从而冬天减少室内热量的散失，夏天降低内层幕墙的表面温度。我们预计双层幕墙与传统幕墙相比较冬天节省能源40%-50%，夏天节省能源40%-60%。

3.建筑外门窗节能工程

建筑节能测试结果表明，通过建筑外门窗的能量损失约为建筑的一半，其中通过玻璃的能量损失占了75%。在相应的条件下，导致室内能量损失的主导性因素是玻璃的热辐射与传导。衡量门窗节能效果如何，主要是门窗的保温功能和隔热功能。现在的建筑为了加大采光通风面积或者是为了展现自身建筑的外观设计风格，门窗面积设计的越来越大，还有全玻璃的幕墙结构，导致目前门窗的热损失占建筑的总热损失的40%以上（如图2所示）。可见门窗节能是建筑节能的关键，门窗既是能源得失的关键部位，又要用来采光、通风、隔声，还直接关系到立面造型的美观。我们可以通过合理的减小门窗面积，来减少门窗对外墙保温隔热的影响。外墙门窗框部位，应做好预留洞口，安装好门窗后，在洞口四周黏贴聚苯板，门窗与动口之间用弹性闭孔材料填充饱满，防止门窗缝对热量的传导。

三、建筑外墙与现有节能设施

将太阳能光伏设备应用在建筑上，是目前一种全新的概念。现在太阳能热水器已经走进了千家万户，成为一种节能方便的日常工具，而同样是利用太阳能的光伏发电设备却迟迟不能进行大面积的推广。在国外，已经有许多建筑实现了零耗能，我们国家在建筑节能方面已经远远落后。过多的能耗问题不仅浪费了大量资源还造成了环境污染。依靠建筑本身降低建筑能耗是一个非常有效的途径，为解决建筑能耗问题提供了广阔的思路。在建筑上安装光伏方阵并不是第一次提出，早在上海世博会就有公共建筑进行了试验性安装。光伏方阵的应用需要大量的面积，而需要大量电能的城市根本没有办法提供这么多的闲置面积。建筑外墙就解决好这个问题。将光伏方阵安装在建筑外墙上，既不占用空间，太阳能组件还可以成为一种全新的建筑外墙保温隔热材料。这样，就可以一套设备从两个方面实现建筑的节能降耗。未来，建筑物的外围将被充分利用起来，外墙、外窗以及屋面上将会安装满了太阳能热水器和太阳能光伏发电设备。光伏发电设备的成本一直在下降，这也为实现推广提供了有利的条件。

四、结束语

我国还在施行着比较低的节能设计标准，这严重阻碍了低能耗建筑在我国的推广。建设低能耗建筑的高成本也是一个难以逾越的障碍。提高建筑节能标准研发更多的设备，更多的技术是降低建筑能耗的关键。建筑节能已经迫在眉睫，这是一项功在当代利在千秋的伟大革命。我们就是在现有的节能技术上寻找不足，完善技术，学习国外的经验，结合我国的实际国情，探索出一套适合中国的建筑节能体系，以自己的绵薄之力，为我国的建筑节能做出一份贡献。

作者:张速驰 王璐 单位:青岛黄海学院

参考文献：

[1]顾天舒，谢连玉，陈革[J].建筑节能与墙体保温.工程力学，2006

[2]李继业.图书馆目录[M].北京：化学工业出版社，2011

[3]李艳萍.浅谈建筑节能与外墙保温[J].城市建设理论研究，2011

[4]胡增敏，何兴武.建筑外墙保温技术探讨[J].知识经济，2011

[5]郭东旭，贾裴.外墙保温在建筑节能中的应用[J].2011