建筑節能外圍保溫隔熱施工處理的關鍵技術

郝文濤（山東魯王建工有限責任公司，山東淄博 255300）

建筑大部分的耗能均是在使用階段中用于維持室內環境所耗費的能量。為了提高建筑品質，滿足人體健康需求，建筑內的溫度、濕度、空氣流動程度等均有一定要求，對高品質生活的追求，營造舒適的室內熱環境，也是當今建筑在設計及施工過程中需要考慮的重點。值得明確的一點是，建筑節能并不是限制建筑能量的使用，而是在保障建筑正常使用功能的前提下，降低不必要的能源投入，提高能源整體利用率。在該角度的節能主要有兩個方向，一方面是提高熱環境源頭的節能效果，如使用新型暖通空調，提高整體熱傳遞效率等；另一方面就是提高建筑維持熱環境的能力，本文中所探討的外圍保溫隔熱施工，就是通過種種措施提高建筑室內熱環境的維持能力，以此來實現建筑節能的目的。

1 節能外圍保溫隔熱措施

1.1 外墻內保溫

外墻內保溫顧名思義就是在建筑外墻內側開展的保溫施工工程，一般用聚苯板、巖棉板等具有保溫功能的板材，通過砂漿或鉚釘固定的形式，將其施工在外墻的內側，如圖1所示。在保溫層施工之后，外墻整體的傳熱系數下降，傳熱能力降低，能夠有助于維持更加穩定的室內熱環境。外墻內保溫的節能效果會根據材料選擇的不同及厚度不同呈現出不同的效果，以聚苯乙烯板和巖棉板為主的外墻內保溫施工材料在行業內應用廣泛，一般50mm左右的保溫板即可將外墻的節能效果提升50%以上。

這種保溫隔熱措施原理簡單，效果明顯，且具有施工便捷的顯著特點。在建筑主體施工完成后，各家各戶的內側即可開展保溫作業，在施工過程中將保溫材料在外墻內側全面包裹，能夠直接提高建筑的氣密性。對早期建筑進行改造的過程中，也可通過室內加裝保溫層的形式來提高整個建筑的節能效果。但外墻內保溫技術也有著應用性的缺點，最直觀的缺點就是保溫層在內側施工之后，會使房間的可利用面積減??；其次，由于保溫層直接作為內墻使用面，其承載力可能出現下滑的情況，對掛式空調等常用家用設備并不友好；且由于外墻內保溫，并不能完全將室內封閉，對于整個建筑系統而言，仍會在樓板的位置傳熱，而這種不均衡的傳熱將會使內墻邊角位置出現結露發霉的情況。

圖1 外墻內保溫結構示意圖

1.2 外墻外保溫

外墻外保溫與外墻內保溫的原理類似，同樣使用具有保溫功能的板材，通過砂漿粘貼或鉚釘鉚固的方式將其施工在外墻上，但不同的是其施工位置在外墻的外側。當前外墻保溫施工有多種技術，如薄抹灰體系、夾芯板體系等，其主要原理就是在建筑的外墻四周全部使用保溫材料包裹，整個建筑系統的氣密性上升，導熱效果下降，以此來起到保溫隔熱的作用。外墻外保溫技術相對于內保溫而言，其節能效果更加顯著，一方面是對于保溫板材沒有明顯的厚度限制，即使增加厚度也不會影響室內的使用面積和室內裝修；另一方面其能夠在窗側口、樓板位置、樓梯間位置所對應的外墻施工，使建筑整體保溫性能提升。

外墻外保溫技術的出現，解決了外墻內保溫的諸多應用性缺點，因其施工在外墻的外側，將不會再占用室內面積，也不會對室內裝修產生影響；在進行老舊小區改造的過程中，其在外部施工的形式并不會影響各家各戶的正常居住與使用；由于采取全方位施工的形式，冷橋現象也能夠大大避免，不會產生不均勻的傳熱，致使邊角結露發霉的問題產生。此外，外墻保溫系統還能夠作為整個建筑的保護層，減少外墻主體結構受到的環境影響，以提高使用壽命。但毋庸置疑的是，外墻外保溫施工在建筑外側，在施工過程中需要通過部分措施來實現高空作業，同時，在施工之后也需考慮保溫板是否會從高空墜落的問題。

1.3 屋面節能

屋面作為建筑圍護結構的一部分，由于直接與環境接觸，同樣會因熱傳遞和熱輻射造成室內熱環境不穩定的問題，并不利于建筑整體的保溫隔熱效果。通過多種施工工藝，能夠使屋面的節能效果提升。較為直觀的體現就是建筑的頂樓，在夏季時溫度更高，而冬季時溫度更低，所使用的暖通空調設備效果也不及其他樓層。相比于建筑外墻而言，屋面的面積較大，同時直接與環境接觸，這就導致頂樓樓層的熱輻射與熱傳遞面積更大。建筑外墻開展了相關節能措施之后，也需考慮屋面節能。

屋面節能最直觀最簡單的方式就是增加頂層樓板的厚度，以實現導熱能力下降的效果。這種方式在實際施工的過程中，需要經過專項設計，且會提高建筑整體的綜合成本和自身荷載，而這種頭重腳輕的結構形式也并不利于結構穩定。此外，還有通過在屋面種植綠植的方式來實現節能的效果，這種方式能夠美化城市空間，同時實現建筑節能，但也需考慮后期維護的問題，且植物根系可能會對混凝土結構的穩定性造成影響。在外墻外保溫普及之后，在屋面以外保溫的工藝施工保溫層已經成為主流的節能方式，將保溫板材料作為保溫層施工至屋面之上，原理簡單效果直接，但必須考慮保溫材料自身性能較弱，而上人屋面需要考慮荷載問題，在施工保溫后極容易產生破壞。當前較為流行的屋面節能措施各有利弊，在施工過程中也需仔細考量實際需求，當前也有著更多新型技術被應用到屋面節能領域。

1.4 窗體節能

外圍護結構除了外墻、屋面之外，窗體也是不容忽視的一部分。相比于外墻材料，窗戶自身的導熱系數更高，而隨著建筑品質的不斷提升與新需求的提出，當前建筑的窗戶面積也在逐漸增大，而這并不利于建筑節能，且窗戶位置不能夠使用保溫材料進行輔助保溫作業，窗戶的主體材料也需考慮其采光和景觀功能。在一般建筑中通過縮小窗戶面積的形式來提高外圍護結構整體的節能效果，但對于高品質建筑和公共建筑而言，此種方式并不可取。對于窗體節能而言，可從窗體自身的傳熱原理與方式出發。

當前已經有較多新型窗體被應用到建筑節能當中，如斷橋鋁門窗、中空玻璃、Low-E玻璃等，其核心原理就是減少熱量從窗的散失，或減少太陽輻射對室內熱環境的影響。斷橋鋁門窗和中空玻璃門窗都是通過新型技術使窗的整體導熱能力下降，其原理與外墻保溫是類似的，均是通過降低系統的傳熱系數，使整體節能效果提高。Low-E玻璃、高反玻璃采用特殊材質制成，其具有反射太陽熱能量的能力，在不影響采光需求和景觀需求的前提下，降低太陽熱量對室內熱環境的影響。此外，還可通過外窗遮陽的方式來實現建筑節能，這種方法更為簡單，就是在窗上方增設一遮陽棚，按需開啟或關閉，通過減少直射進室內的陽光量來控制室內熱環境穩定，以實現節能的目的。實際過程中一般采取多種技術結合的形式來實現窗體節能，在外窗面積逐漸增大、建筑品質不斷提升的行業背景之下，應用新材料和新技術對窗體進行有效節能也是值得考量的。

2 保溫隔熱施工處理的關鍵技術

2.1 防脫落

脫落問題主要針對外墻保溫工程。保溫板通過砂漿或鉚釘或兩者結合的形式將其固定在外墻上，在使用過程中會面臨材料失效或環境影響，進而使其固定能力不足造成保溫板脫落。脫落最直接的危害就是使外墻的節能效果出現問題，若為內保溫產生脫落問題之后，會大大影響室內的家居環境，造成內墻裝修和外掛電器的直接脫落；而外墻保溫的脫落在安全方面有著更大影響，尤其對于高層建筑高處的保溫板脫落之后形成的動能極大，會對其垂直下方的車輛、設施、人員等造成嚴重威脅。此外，在脫落之后，會使外墻局部位置的節能效果大大降低，成為熱量的集中傳遞位置，就會隨著溫差的作用在外墻內表面或外表面形成結露的問題，可能會影響建筑主體的質量。

當前保溫板的固定措施以砂漿和錨固件為主，這也是防止外墻保溫層脫落的關鍵技術。對于外墻外保溫，我國已經有著嚴格的標準，規范其固定方式，以砂漿粘結為主要固定方式，在薄弱位置和高層位置，輔以錨固件進行固定。在施工處理過程中需明確該工程的承載力要求，根據保溫板的類型，自身重量及設計年限等確定有效粘接面積和錨固件的數量。而砂漿自身的粘貼性能與化學指標，錨固件自身的強度與長度，這些因素也都是在進行保溫隔熱施工技術實施過程中應控制的關鍵技術。

2.2 防滲漏

滲漏問題與保溫工程和窗體施工均有關聯，主要是指在自然降水條件下，雨水滲漏進入保溫層或滲漏進入室內的一種問題。窗體的滲漏問題較為明顯，建筑使用者也能直觀地感受到雨水滲漏。雨水滲漏最直接的影響就是使窗體的氣密性下降，從而影響節能效果，而嚴重的滲漏將會危害室內安全，對室內裝修、地板、家用電器等品質造成威脅。窗體主體的滲漏問題一般是因窗體自身質量差所致，在施工過程中需要選取可靠的供應商，并在施工前做好驗收與檢查，尤其對窗體結構與玻璃之間的膠條連接位置，檢查其是否連接緊密。在實際過程中最為常見的情況是窗體與外墻連接的位置出現滲漏，這主要是因為工序之間的銜接出現問題所致。按照現行標準及工藝要求，并未對外墻外保溫與窗體的安裝順序進行明確規定，這也導致了各個工程項目在施工過程中由于沒有明確的方案與規劃，最終導致工序混亂的情況出現?；诳刹僮餍院褪┕ばЧ紤]，一般而言需要先進行窗體的安裝工作，然后開展外墻保溫施工，在保溫的窗側口施工完成之后，對連接位置使用發泡填充，并用建筑密封膠嵌縫。在該工序施工完成之后，即可保障窗體與外保溫之間的連接位置具有密閉性。部分工程在嵌縫階段使用的材料為外墻外保溫的抹面砂漿或粘結砂漿，無論哪種材料均不具備防水性能和氣密性能，其耐候性能也遠不如建筑密封膠。也有在實際施工過程中先施工外墻外保溫，再安裝窗體的情況，這種施工方式難以避免地會使雙側的保溫層出現破壞，從而導致未來滲漏問題的發生。

在外墻節能工程施工的過程中，對于窗體安裝和外保溫施工要有明確的交接位置施工方案，尤其實際工程中由不同的分包單位進行施工時，必須明確交界位置的責任歸屬。綜合考慮工程的實際需求及材料進場周期，確定實際的施工工藝及施工順序。施工過程應減少交接位置的縫隙，對出現的縫隙使用防水耐候的材料填充飽滿。

2.3 防開裂

開裂問題主要指外墻外保溫的開裂。開裂最直觀的影響就是使其裝飾效果下降，大面積的外墻涂料出現裂縫乃至脫落。其次，保溫層開裂之后會在環境的侵蝕影響下，進一步加劇開裂程度，最終演變成脫落問題。在出現開裂之后，雨水也會從裂隙位置進入保溫層，然后在保溫層中堆積流動，在部分具有滲漏能力的窗邊出現滲漏問題，水的長時間儲存也會對建筑主體和砂漿層造成影響，最終演變成保溫層脫落以及主體結構性能的降低。

當前外墻外保溫的防開裂措施主要由抹面砂漿、耐堿網格布、涂料層共同保障。一般會根據保溫材料自身的特性，施工1～3層抹面砂漿，同時，將耐堿網格布同步施工，施工位置應覆蓋所有保溫層位置。涂料的施工工作同樣需注意，一般涂料工藝均有底漆和面漆至少兩部分組成，其共同形成裝飾層，同時也為保溫層提供了防護效果。大部分防開裂措施在施工過程中均為隱蔽工程，且施工速度極快，在施工過程中應嚴格按照施工方案開展防護層的施工作業，避免出現開裂問題。

2.4 消防問題

消防問題在外墻、外窗及屋面節能中均需考慮，必須明確外窗材料及外保溫材料的防火需求。一旦建筑物發生消防問題，若外窗材料及外保溫材料不具備防火性能，則會直接出現火勢蔓延的情況，嚴重危害建筑安全。一般在設計過程中就要考慮到節能措施的消防安全問題，可通過使用A級耐火的保溫材料或防火窗的形式，直接保障節能措施的消防安全，也可通過設置防火隔離帶的形式，間隔一定距離使用難燃材料和固然材料設置隔離帶。具體工程中可根據節能效果需求和成本約束進行應用。

3 結語

在建筑行業中節能已經成為重要的發展方向，節能建筑也有助于當下國家戰略的執行，促使行業實現可持續發展。在開展建筑節能的過程中，外圍結構的節能措施是不容忽視的，其具有技術成熟、節能效果明顯、投產比穩定的顯著特點。外圍結構的節能主要由外墻節能、屋面節能和窗體節能幾個部分組成，根據技術形式的不同又可細分為多種新型技術。節能措施在施工過程中需要考慮其耐久性與安全性，防開裂、防脫落與防滲漏是其關鍵控制點，此外還需考慮節能措施的消防問題。建筑節能并不是單一的方向，其健康發展離不開各個指標的綜合保障。本文旨在起到拋磚引玉的作用，隨著行業的不斷發展與新技術的不斷提出，也會有更科學有效的節能措施被應用到建筑外圍結構的節能當中，為整個行業的健康發展提供重要保障。