1、建筑外墙节能技术的研究及未来发展摘要：本文着重介绍了目前墙体保温的现状，分析了各种保温系统的原理、构造及优缺点，并通过专业软件对多种保温系统进行分析比较。首先，介绍外墙保温的三种主要形式并与其他保温形式进行对比。然后分别讨论了平屋顶与坡屋顶的保温技术。最后通过有限元分析的实验定量比较了不同保温系统及不同保温材料的性能。 关键词：外墙保温；保温材料；屋顶保温 中图分类号： TE08 文献标识码： A 1. 基本概述 1.1 绝热产品种类很多,包括泡沫塑料、矿物棉制品、泡沫玻璃、膨胀珍珠岩绝热制品、胶粉 EPS 颗粒保温浆料、矿物喷涂棉、发泡水泥保温制品。 1.2 绝热材料在建筑中常见的应用类型及
2、设计选用应符合GB/T17369-1998建筑绝热材料的应用类型和基本要求的规定。选用时除应考虑材料的导热系数外,还应考虑材料的吸水率、燃烧性能、强度等指标。不同绝热材料的性能特点见相应的分类指南。保温材料一般是指导热系数小于或等于 0.2 的材料。在建筑和工业中采用良好的保温技术与材料,往往能起到事半功倍的效果。统计表明,建筑中每使用一吨矿物棉绝热制品,一年可节约一吨石油。北京安苑北里节能小区采用情况表明,单位面积节煤率每年为 11.91 公斤标煤/平方米。工业设备与管道的保温,采用良好的绝热措施与材料,可显著降低生产能耗和成本,改善环境,同时有较好的经济效益。 2.外墙保温的主要形式与相关
3、技术 当今世界，由于对节约能源与保护环境的要求不断提高，建筑围护结构的保温措施也在同步加强。房屋外墙体所占体积量最大，冬季通过外墙散发的热量约为建筑物总散热量的 20左右，夏季通过外墙壁吸收的热量约为建筑物总吸热量的 30。因此必须抓住能量耗散的主要部位建筑外墙体。在提高建筑节能技术水平的同时，墙体采用保温隔热性能良好的节能材料，二者紧密结合，综合推进。外墙体保温经历了外墙内保温、夹心保温和外墙外保温三个发展历程。其中又以外墙外保温的发展最为迅速，其保温效果也是越来越好。 2.1 外墙内保温构造特点与单一材料墙相比，构造组合合理，有较高的热阻，节约采暖能耗，能充分发挥保温材料的作用。在满足承重
4、要求的前提下外墙体可适当减荷，保温材料与砖墙或混凝土之间可设或不设空气层。其做法是在外墙内侧增加木质或轻钢龙骨内充填保温材料，表面覆以石膏板后加涂料饰面。但外墙内保温存在如下的缺点： 2.1.1 外墙平均传热系数高，保温隔热效果差； 2.1.2 冷桥保温处理困难，易出现结露现象； 2.1.3 占用室内使用面积，不利于室内装修； 2.1.4 不利于对旧建筑的节能改造； 2.1.5 保温层易出现裂缝。 2.2 外墙夹心保温是指在混凝土预制外墙板或外墙砌体中间设置或填充保温隔热材料形成的节能措施，也可以在两块金属板材或非金属板材之间填保温隔热材料。其优点是施工方便，对建筑外墙垂直度要求不高，施工进度
5、快但夹芯保温存在如下的缺点： 2.2.1 墙体太厚，占用面积； 2.2.2 冷桥大，存在窗口及混凝土挑檐板的热损失，拉结钢筋孔洞处也存在冷桥； 2.2.3 外墙砌体的抗震性能不好； 2.2.4 虽然拉结件经过防腐处理，但冬季拉结件上会有冷凝水及结冰现象，拉结件易锈蚀，外墙砌体不安全； 2.3 外墙外保温是将保温隔热体系置于外墙外侧，以赋予建筑物良好保温隔热性能的建筑节能措施。相比较而言，采用外墙外保温的效果更加良好，具体如下： 2.3.1 保护主体结构，维持室温稳定。在使用外保温后，墙体温度、湿度变化缓慢、热应力减小，从而减少外墙承重结构产生裂缝、变形和破损的程度，提高使用寿命。同时，由于内部
6、的实体墙体热容量大，减缓热量的变化，使得室内温度变化缓慢，居住者有良好的舒适度。 2.3.2 增加建筑使用面积，避免装修对保温层的破坏。 2.4 无论采用的是外墙外保温、内保温还是夹心保温，都能够在炎热或寒冷天气达到保温隔热的效果，使室内气候环境得到改善。但相比较而言，外墙外保温有着绝对的优势。外墙外保温的优越性是十分明显的：它能避免建筑热桥，避免墙面冬季结露；可以保护主体结构，减少温度应力，增加结构寿命；比外墙内保温增加了建筑使用面积；在对已建房屋节能改造时，不致干扰原有住户生活；使建筑物更为美观等等一系列优点。诚然，由于外墙外保温系统的施工较为复杂，外部饰面需要经过认真处理以确保其稳定性和
7、耐久性，所需的造价可能比其他保温系统的高。但从长远看，由于其节能效果显著，综合经济效益将会大大提高，而且随着新型保温材料的研究开发及材料生产的规模化，以及材料和人工费用的降低，其造价也一定会大幅下降。 3.基于建筑工程新要求的新型外保温材料的应用 3.1 在能源短缺的形势下，我国走可持续发展之路，降低建筑能耗是一项十分艰巨的任务。国家要求各地区和有关部门要积极使用新型墙体材料,严格执行节能设计标准, 选用和采购新型墙体材料，新建建筑要强制执行国家已颁布的建筑节能设计标准推进, 逐步提高新型墙体材料的生产和应用比例, 增加节能建筑面积。为了构建资源节约型社会，倡导节能减排，国家对建筑节能提出了很
8、高的要求。民用建筑在规划、设计、建造和使用过程中, 要采用新型墙体材料, 执行建筑节能标准，加强建筑民用设备的运行管理，合理利用能源，优化资源配置，在保证建筑屋使用功能和室内热环境质量的前提下, 降低建筑能源消耗。 3.2 国家的节能环保政策起到了很强的导向作用，推动了我国保温隔热材料工业的顺势发展与迅速崛起，保温隔热材料的年产值不断提升，利润值不断升高，整个行业的产品结构趋向合理，随着技术的发展，新型的保温隔热节能材料不断被研发出来，在市场中占据的份额也越来越大，新型的泡沫塑料类绝热材料所占比例不断增加，而传统的膨胀珍珠岩及制品、矿物纤维类、硬质类绝热材料所占比例，呈基本不变或逐年下降态势。
9、在国家相关政策的指导下，保温隔热材料的重点主要集中在建筑节能和工业节能两方面，现阶段，建筑节能主要使用的是泡沫塑料等无机类绝热材料，工业节能主要采用纤维类材料、轻质不定型材料、等材料，这两大节能领域为保温隔热节能型材料提供了展现的平台，推动了新型建材的研发。 4.建筑外墙节能工程问题的分析及其对策 4.1 太阳能一直以来就是人类生产发展所离不开的最重要的资源。太阳光也是一切光明之源。而且太阳光中所含有的紫外线还有消菌杀毒的作用。如果我们能够好好的利用起自然光，那么无疑是对于我们建筑节能行业是一个特大的喜讯。关于这一方面，太阳光的利用可以在屋顶设置太阳节能电池及太阳节能系统，充分的发挥太阳光的作
10、用。二来关于我国北方常年的气候寒冷干燥，建筑外墙的材料也是可以采用利于吸收太阳光的材料，这样一来在北方常年寒冷的冬季，也可以提高屋内的温度，从而降低北方对于暖管的依赖，减少对于不可再生资源煤炭、石油的使用。目前我国的外墙保温技术多种多样，不同的地区的居民对于温度的要求也是不太一样，就此，建筑外墙的保温技术必要的进行实地考察分析之后进行确定。 4.2 建筑外墙的防水功能也是建筑的一个很重要的功能。建筑外墙的节能防水工程也是建筑节能技术很重要的一个分支。建筑节能工程的施工地方主要是在外墙的墙体和墙面上，同时也包括和地面接壤的部分。建筑外墙的节能防水技术可以在墙面上将节能材料和防水材料混合使用，或者
11、在必要的时候将其合二为一，这样一来建筑外墙就能够达到既防水又节能的功能标准。 4.3 建筑外墙在进行节能施工时，另一个需要考虑的因素那就是墙体的窗户设计。窗户设计的大小，我国的南方气候炎热，空气相对而言潮湿，所以对于窗体的设计自然是大点好，这样一来就是有利于阳光的进入，也有利于室内空气的流通，避免室内过潮，而发生霉变；北方则是风力凛冽，这样的话窗体的设计自然就是小一点的好，防止房屋进入过多的风，这样也有利于室内保温。 5. 建筑外墙节能技术未来发展 随着科技的不断进步发展，将会出现更多的新技术和新材料，适当的引进符合国情和地区环境的新技术新材料，及勇于自我创新，大胆试验新材料，并结合现代化科学
12、管理，在建筑工程施工生产中不断提升建筑工程质量品质。同时，为不断推进建筑业技术进步，加大建筑业推广先进新技术的力度，对建筑业建筑外墙节能技术内容也应加以调整和补充，不断适应新的生产力发展要求，实现企业的可持续发展。 6.结语 建筑外墙的节能技术不能不得到重视，特别是在现今这样一个经济急速发展的时代,资源消耗的速度也是与日俱增的时代。建筑外墙节能技术的发展与创新在很大程度上能够延长我们地球上资源的使用寿命。建筑外墙的节能技术也不是一天两天就能够得到提高的，这需要一代代人的共同的努力和探讨。真正的提高了建筑外墙节能技术，对于我们建筑行业无疑是一次里程碑性的跨越 参考文献: 1外墙外保温工程技术规程.JGJ144-2004S.中国建筑工业出版社,2005. 2张德信建筑保温隔热材料M北京：化学工业出版社，2006
