《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)圖集》中保溫材料的選擇

 

由建設(shè)部和國(guó)家質(zhì)檢檢疫總局聯(lián)合發(fā)布的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》CTB50189，已于2005年7月1日正式頒布實(shí)施。為配合本標(biāo)準(zhǔn)更準(zhǔn)確，具體地落實(shí)到建筑設(shè)計(jì)中去，建設(shè)部標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)＞吭壕齠ū嘀啤豆共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)圖集》，并于2005年9月將該任務(wù)分別下達(dá)我院和中國(guó)建筑西南設(shè)計(jì)研究院，我院負(fù)責(zé)嚴(yán)寒及寒冷地區(qū)，西南院負(fù)責(zé)其他地區(qū)。

 

一、公共建筑節(jié)能的緊迫性

 

據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，公共建筑的能耗相當(dāng)可觀。以北京為例，甲類大型公共建筑的建筑總面積約為2070萬m2，僅占整個(gè)民用建筑的5%，其耗電量竟達(dá)整個(gè)居民生活用電量的一半。據(jù)統(tǒng)計(jì)一般住宅耗電量約為10-20kwh/m2, 而大型商場(chǎng)的耗電量為210-370kwh/m2, 寫字樓和酒店的耗電量為100-200kwh/m2。當(dāng)然公共建筑的耗電量其中已包括采暖和空調(diào)，而居住建筑生活用電并不包括采暖在內(nèi)。如加上這部分耗電（據(jù)北京城八區(qū)的統(tǒng)計(jì)，采暖燃煤鍋爐每平方米實(shí)際耗煤量為26.9kg, 折合成耗電量為11.5kwh/m2）則為21.57-31.57kwh/m2。所以實(shí)際上大型商場(chǎng)耗電量比居住建筑約高出10多倍，比一般公共建筑約高出5-6倍。故實(shí)施公共建筑節(jié)能已迫在眉睫。

 

二、圖集的主要內(nèi)容

 

本圖集的主要內(nèi)容，其重點(diǎn)是外墻，其中一些已入編居住建筑標(biāo)準(zhǔn)圖集的做法和熱工性能指標(biāo)，凡公共建筑可以參考的將不再重復(fù)。如外貼聚苯板做法；現(xiàn)澆混凝土外模內(nèi)置保溫板做法，干掛鋼絲網(wǎng)架保溫板做法以及保溫漿料等做法，其裝飾面層絕大部分為涂料或面磚，因此類似居住建筑的公共建筑同樣能夠采用。

 

公共建筑與居住建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的墻體，除保溫節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)有所差別外，主要有部分公共建筑裝修標(biāo)準(zhǔn)較高，采用各種幕墻。在結(jié)構(gòu)上大部分采用框架，由此帶來的影響是建筑做法的保溫材料可以更多樣化。因設(shè)置在外墻和內(nèi)墻之間。所以基本上各種保溫材料都使用。同時(shí)由于是框架結(jié)構(gòu)，各種墻體材料的使用也不受限制。

 

本圖集從大范圍而言，圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻體分兩大體系。一是，單一保溫墻體，目前切實(shí)可行的是蒸壓加氣混凝土制品，它既是保溫材料又是墻。這是已往較為忽視的形式；二是，以各類幕墻為裝飾面層與保溫層和墻體組合而成的復(fù)合保溫體系。在復(fù)合墻體中，本圖集的重點(diǎn)是保溫節(jié)能，幕墻和墻體的構(gòu)造僅是示例，僅選擇幾種常用具有代表性的或較為新穎具有發(fā)展前途的一些做法。幕墻選擇了四種類型，即石材幕墻、金屬幕墻壓力水泥板幕墻和陶瓷板幕墻。墻體選用了鋼筋混凝土墻體、混凝土和輕質(zhì)混凝土砌塊墻體、KP1多孔磚墻體以及輕質(zhì)板材墻體。重點(diǎn)是保溫材料的選擇以及它與幕墻和墻體三者之間關(guān)系，最終得出這種組合后復(fù)合墻體的熱工性能指標(biāo)，為設(shè)計(jì)人員提供設(shè)計(jì)依據(jù)。

  

 

 

三、保溫材料的類型及選用原則

 

從保溫材料而言，目前在建筑上較為普遍采用的是在墻體上粘貼各種發(fā)泡板材，如普通泡沫聚苯板（又稱模塑板）、擠塑聚苯板和硬質(zhì)發(fā)泡聚氨酯板；第二類即棉類保溫材料，如巖棉或玻璃棉（其中也分卷材和板材）以上兩類材料均為工廠工業(yè)化制品，用粘結(jié)或錨固方法與墻體固定；第三類即現(xiàn)場(chǎng)噴涂型的保溫材料，如硬質(zhì)發(fā)泡聚氨酯和安健能公司介紹的全水基軟泡氨酯。在幕墻工程中上述各類保溫材料幾乎都能使用。

 

保溫材料的選擇取決于下列諸因素：

 

第一 裝飾面層類型，如前所述，因?yàn)橐紤]到抹灰層與保溫層以及裝飾層之間的結(jié)合和避免開裂等問題，所以如選用抹灰型裝飾面層則較為局限，幕墻型干掛板材裝飾面層，則較為自由，這是因?yàn)楸貙印⒀b飾層均是相對(duì)獨(dú)立的部件，因此選擇保溫層的自由度較大。

 

第二 保溫材料的材性，主要是材料的導(dǎo)熱系數(shù)和熱阻值

 

第三 施工性能，由俺гぶ頻謀Ｎ擄宀幕蠣蘩嗑聿模一般采取粘結(jié)或粘釘結(jié)合的方法與墻體固定，它的優(yōu)點(diǎn)是施工可以不受氣候條件的限制，施行干作業(yè)操作，其缺點(diǎn)是工序偏多，對(duì)附墻的龍骨構(gòu)件以及材料的接縫和易于產(chǎn)生“熱橋”的部位要采取一定的構(gòu)造措施。對(duì)噴涂型的保溫材料，其優(yōu)點(diǎn)是只要對(duì)保溫岸瓤刂魄〉筆┕そ銜簡(jiǎn)單快捷，尤其對(duì)易于產(chǎn)生“熱橋”部位的處理都易于解決，保溫層的連續(xù)性好、整體性好，缺點(diǎn)是施工中受氣候條件有一定影響。有些噴涂型材料與墻面的粘結(jié)較差，須做界面處理，且某些材料在噴涂時(shí)對(duì)人體和環(huán)境有一定影響，（安健能公司生產(chǎn)的全水基軟發(fā)泡聚磅ヒ丫解決了這些問題。這無疑是對(duì)噴涂型保溫材料的一大進(jìn)步。）

 

第四 經(jīng)濟(jì)問題，這里牽涉到的不僅僅是保溫材料的價(jià)格問題，應(yīng)從工程的性質(zhì)、材料的材性和壽命、施工的難易，保溫材料的厚度，對(duì)環(huán)境的影響等諸因素決定。經(jīng)權(quán)宜得失慎重選擇，尤其在當(dāng)前提倡節(jié)能的大環(huán)境下，不僅要考慮建筑的使用能耗，同時(shí)也要考慮材料在制造過程中制造能耗，有些制品，雖然有較好的熱工性能，但是屬于高能耗制品。

 

四、墻體的熱工性能

 

本圖集最主要的內(nèi)容是以表格例圖的形式編制成選用表，將各種不同墻體和保溫材料組合，計(jì)算出選用不同材料的厚度，設(shè)計(jì)人員可根據(jù)不同氣候區(qū)的熱工要求選用，在單一墻體材料中，主要根據(jù)材料干密度、導(dǎo)熱系數(shù)、厚度和灰縫的精確度，經(jīng)計(jì)算確定不同厚度墻的熱工性能。復(fù)合墻則主要根據(jù)不同保溫材料和墻體材性，確定復(fù)合墻體的熱工性能，設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)不同氣候區(qū)選用符合本地區(qū)熱工要求的圍護(hù)結(jié)構(gòu)做法，自由選用。在本圖集中，除對(duì)外墻羅列選用表外，還將非采暖地下室的樓板，采暖地下室的外墻，接觸室外空氣的樓板及出挑構(gòu)件、地面、樓面以及室內(nèi)有保溫要求的內(nèi)墻一一入編供計(jì)人員選用。

 

 

表2-2.1  蒸壓加氣混凝土空心砌塊復(fù)合外墻選用表
編號(hào)	保溫外墻做法及簡(jiǎn)圖	墻體材料	保溫材料	保溫材料厚度 D mm	主體傳熱系數(shù) Kp W/（m2·K）	平均傳熱系數(shù) Km W/（m2·K）
外墻7	1.幕墻（裝飾層） 2.空氣層 3.保溫層 4.200厚蒸壓加氣混凝土砌塊墻（砌.） 5.15厚粉刷石膏抹灰	蒸壓加氣 混凝土砌塊墻 （砌筑） 200厚	巖棉、玻璃棉	50	0.52	0.60
				70	0.43	0.48
				80	0.40	0.44
				95	0.36	0.39
外墻8			硬質(zhì)聚氨酯 泡沫塑料	30	0.50	0.57
				40	0.43	0.48
				45	0.40	0.44
				55	0.35	0.38
外墻9			模塑聚苯乙烯 泡沫塑料	50	0.49	0.57
				65	0.43	0.48
				75	0.39	0.44
				90	0.35	0.38
外墻10			全水基軟 發(fā)泡聚氨酯	50	0.49	0.57
				65	0.43	0.48
				75	0.39	0.44
				90	0.35	0.38
外墻11			擠塑聚苯板	35	0.49	0.57
				45	0.43	0.49
				55	0.38	0.42
				65	0.34	0.38

 

說明：本文中有關(guān)熱工性能的指標(biāo)和選用表均系我院夏祖宏高工編制