论外墙保温系统对建筑节能应用及发展的重要性

论外墙保温系统对建筑节能应用及发展的重要性
仲兆北 2012年5月16日
搞要：本文针对外墙保温系统对建筑节能应用及发展的重要性进行相关论述，并对其进行了研究和分析。

关键词：外墙保温、建筑节能
一、 前言
面对新的能源危机与世界能源格局的变化，我国政府已开始重视节能问题，政府工作会议上把建筑节能提到日程。

我国法律对新建筑规定了保温节能措施，1986年我国实施第一个建筑节能标准《民用建筑节能设计标准》（JGJ26-85）。

1996年7月1日起，我国又实施在原有基础上再节能的50%的新的《民用建筑节能设计标准》（JGJ26-95）（采暖居住建筑部分），对采暖居住建筑的能耗、建筑热工设计等作出了新的规定。

于1998年1月1日起颁布施行我国第一个节能法规《中华人民共和国节约能源法》，2003年3月24日中华人民共和国建设部发布了《膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统》建筑工业标准（JG149-2003)。

同年4月，北京召开“建筑节能墙改工作会议”，总结2002年北京市建筑节能墙改工作，会议号召按时实现市政府令规定的目标。

随后，国家针对不同气候地区制定的居住建筑节能设计标准又陆续颁布实施。

建设部先后发布了《民用建筑节能管理规定》、《实施工程建设强制性标准监督规定》等部门规章。

《公共建筑节能设计标准》由建设部和国家质量技术监督检验疫总局联合发布，2005年7月1日起开始强制执行。

国家建设部规定北京、上海两大城市自2005年1月1日起，新建住宅必须采用节能措施，同时其他城市也对住宅节能作了相关规定。

国家并对验收标准发布《建筑节能工程施工质量验收规范》GB50411-2007来规范施工质量验收的标准。

二、 外墙保温行业的现状
目前我国建筑用保温材料，特别是外墙内外保温材料以无机材料为主体。

近年
来在建筑保温领域呈现较强的发展态势，为我国的建筑节能做出了巨大贡献。

然而由于在外墙外保温施工过程中和施工完毕后对防火问题的忽视，由易燃外墙保温材料导致火灾发生的案例比比皆是。

这些火灾的发生给人民财产和经济造成重大损失，并造成一定的社会恐慌和环境污染。

在火灾中有机材料所产生的影响已引起相关部门的高度重视。

为了保证安全，住建部和公安消防局在2009年9月共同颁布了《民用建筑外保温及外墙装饰防火暂行规定》。

随着国家政策对建筑节能问题的重视，建筑外墙节能保温行业越来越受到关注。

在第三届中国（青岛）国际建筑节能和可再生能源建筑应用博览会上，建筑保温系统材料、节能环保等材料和保温公司竞相宣传、推广项目。

外墙外保温系统复合在结构墙体外侧，基本身的燃烧性能和耐火极限无论是抵抗相邻建筑火灾的侵害，还是阻止本身建筑的火势进一步蔓延都是很重要的。

一些火灾的发生，使人们对整个外墙保温形成信任危机。

外墙保温又一次成为焦点。

随着各地节能设计标准的提高及相关应用技术规程的施行，外墙保温作为围护结构保温的一个重要组成部分得到了广泛应用。

三、 为什么要做外墙保温
建筑外墙保温的功效：
防寒、隔热、隔音；提高建筑物的储热性；节省能源；提升建筑物的价值；美化建筑。

外墙是建筑物的皮肤，需要经受一切外界气候的影响，如寒冬、酷暑、雨雪、冰冻、风吹日晒等温度变化和环境侵蚀，各种恶劣条件持续不断地分别或共作用于外墙，使外墙面产生裂缝、风化、长霉菌等，使建筑物不同程度地受损，居住者的身体健康也会受到一定的影响。

同时制冷和取暖的成本也会大幅度的提高。

所以我国在1986年实施第一个节能建筑标准《民用建筑节能设计标准》（JBJ26-85）。

1996年7月1日起，我国又实施在原有基础上现节能的50%的新的《民用建筑节能设计标准》（JGJ26-95）（采暖居住建筑部分），对采暖居住建筑的能耗、建筑热工设计等作出了新的规定。

1998年1月1日起颁布施行我国第一个节能法规《中华人民共和国节约能源法》，节能为我国一项基本原则。

一个优良的外保温系统可满足50%以上各地的节能要求。

相对于昂贵建筑维修
费用，外墙保温体系的价值远远高于其自身的成本，它把建筑物的外表“包裹”保护起来，在满足建筑物保温性能的同时，又能大大延长建筑物的寿命，可谓一举两得。

四、 我国哪些地方要做外墙保温
我国幅员辽阔，几乎包含了从热带到寒带的所有气候类型，即：严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区、温和地区、夏热冬暖地区。

那么有哪些地区需要做外墙保温呢？
从一般人的观念来讲，保温就是保暖，所以保温系统是北方用的。

保温的概念既包含了保“暖”，也包含了保“冷”为维持舒适的环境，冬季需要暖气或空调供热，这时就需要保“暖”，夏季需要空调制冷，这时就需要保“冷”。

所以从节能和保护外墙的角度来讲，其实无论是和种气候型都可以做保温系统，其区别在于选材和施工上略有不同而已。

五、 外保温体系的特点
1、节能保温：采用导热系数较低的保温材料作保温层，可满足各地区的节能的要求。

2、冬暖夏凉：此系统的室温较为稳定，生活较为舒适，可利用“自由热”，有利于
节能。

夏季可减少外部热能的影响，因此外保温系统有利于冬暖夏凉。

3、减少采暖、降温负荷：可适当降低室内的温度，也能得到舒适的环境，因此可减
少采暖负荷，节约能耗。

4、保护墙体寿命：此系统是将整体房屋建筑物包起来，保护墙内的结构体砖墙和混
凝土，减少主墙体产生裂缝、破损的可能性，墙体寿命将大大延长。

5、对室内墙体无影响：此系统不影响室内墙体饰面装饰。

6、可平行施工：此系统有利于室内二次装修，可与室内工程平行施工。

7、多种纹理色彩：此系统有多种纹理和色彩选择，可使建筑物更美观，同时也适用
于旧房改造工程。

8、适用范围广：此系统适用范围广泛。

即适用于：工业与民用建筑，新建、改建、
扩建和原有建筑，高、中、低层建筑。

9、综合效益高：此系统增加房间的舒适度，加上节约能源，改善热环境，因此，综
合效益是十分显著的。

六、 系统选择的客观条件
1、气候条件
不同地区气候条件不同，热传导系数限值（K）和热惰性指标限值（D）也有所不同。

从理论上说，只要厚度足够，各种保温材料都能满足K值和D值的要求，但成本相对较大。

一般来说，严寒或寒冷地区采用聚苯板类保温材料成本相对较低（但聚苯板缺点是防火性能等级达不到现行相关防火规范要求），而夏热冬冷、夏热冬暖和温和地区采用胶浆保温材料则为经济。

2、使用寿命
保温装饰系统的使用寿命分保温材料使用寿命、饰面材料使用寿命和系统结构使用寿命三个方面，系统寿命决定于三个寿命中最薄弱环节。

3、饰面材料的自重
饰面材料按其自重可分为轻质材料和重质材料，前者如各种涂料，后者如面砖、石材等材料。

由于保温材料强度相对较低，采用轻质饰面材料安全性较高。

如果设计中的确需要重质饰面的材料，应尽可能采用强度相对较高的保温材料，且应对保温层采取加固和增强措施。

七、 保温材料的选择
1、保温材料
保温材料一般是指导热系数λ≤0.2材料，λ值越大，材料的保温能力越差。

2、导热系数
导热系数是指当材料的厚度为1米，在其两侧表面的温差为1K时，每小时在1平方米，每小时在1平方米面积内通过了多少瓦特的热量，亦即是指材料传导热量的一种能力。

静止的空气是导热系数最小的一种材料之一，仅1.017w/m﹒k，故保温材料一般都是一种多孔的轻质材料，即材料的容重越小，导热系数越小。

材料的导热系数与温度和湿度有关，水的导热系数是空气的20倍，而冰的导热系数是空气的80倍。

因此，所选用的保温材料只有在干燥的状态下才能发挥其保温作用。

3、K值（传热系数）及R（传热阻）
K值是由于温度的差异而使热流从建筑物热的一边向冷的一边迁移的一个度量值。

即在建筑构建的空气差为1℃时，每小时在1平方米面积的建筑构建内通过了多少瓦特的热量。

K值越小，热损越小。

传热阻，K值的倒数。

即R=1/K，热阻越大，热损越小。

八、 重点考虑对建筑保温产生的影响
1、表面冷凝
当空气的相对湿度不变时，未饱和的空气由于温度下降而达到饱和导致结露的临界温度称为空气的露点温度。

如果墙体表面温度低于附近空气的露点温度，即当热的湿空气遇到冷的墙表面，就会在墙面上产生冷凝。

这种情况多发生在墙体保温条件不够，或室内湿度过高的情况下。

经常有冷凝的墙体部位会产生霉菌影响人体健康，建筑物内装修也会遭到不同程度的破坏。

空气的露点温度可以通过空气温度与空气中最大水蒸汽含量关系图计算出。

例如：23℃时相对湿度60%的空气的露点温度为14.8℃。

为防止冷凝，应控制墙体内表面温度比空气露点温度高2℃～3℃。

热桥由于热量流失较多，因此该处墙体内表面温度较低，容易产生结露。

2、水蒸汽防潮
空气中总是包含着以下看不见的水蒸汽的状态而存在的水。

水蒸汽的量与温度和压力有关，它随着温度的升高而增多。

随着空气中水蒸汽的增多或温度的降低，水蒸汽就冷凝成水，这个现象称为结露。

空气中现有的水蒸汽含量与饱和水蒸汽含量的比值（或水蒸汽分压力与水蒸汽饱和和压力的比值）称为空气的相对湿度。

建筑物内部的温度、湿度一般与室外不同。

由于建筑构件两边的水蒸汽压力不同，最终会达到平衡；水蒸汽从水蒸汽压力较高的一边向水蒸汽压力较低的一边迁移，大多数有时候也就是说从热的一边向冷的一边迁移。

这个过程称为水蒸汽的渗透。

除了玻璃、金属等，水蒸汽几乎可通过任何材料。

3、热桥
热桥是指在围护结构内由于包含了导热能力较高的金属、混凝土等部位，而在
此处的热量流失高于相邻的部位。

这些部位形成传热的桥梁，因此称热桥。

借助于红外线技术可以容易的看到这些部位有发亮的绝色信号，表示有特别多的热量在流向屋外。

4、外墙平均传热系数Km
包括外墙主体部位和周边混凝土梁、抗震柱等热桥部位在内，按面积加权平均求得的传热系数为外墙的平均传热系数。

九、 影响节能的因素分析
1、体形系数：指建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积之比。

在建筑物各部分围护结构传热系数与作墙面积比不变的情况下，耗热量指标随地区建筑的体形系数不宜大于0.3，否则需相应降低围护结构的K值。

2、窗墙面积比：窗墙面积比大，建筑立面较为美观，但显然对节能不利。

3、换气次数：提高门、窗的气密性，降低门、窗开启次数对节能有利。

4、朝向：南北向建筑比东西向建筑对太阳能的利用率大，对节能有利。

5、建筑物入口与楼梯间的避风措施：建筑入口是否采取避风措施、楼梯间开敞与否均影响耗热量指标。

6、围护结构的传热系数：采用外墙保温体系、保温屋面、半地下室顶棚及保温门窗（采用中空玻璃），节能效果显著。

十、 建筑外墙保温主要意义
一切外界的环境变化都会对作为建筑物外表层的外墙产生影响，同时在冻融循环的影响下，温度、湿度的变化也会导致建筑物中霉菌的产生，居住者的身体健康亦受到影响。

外墙保温体系是新建筑最好的外墙防护体系，也是老建筑最好的维护体系。

建筑节能的意义不仅在于节约能源，还可有效养活能源在消耗的过程中所产生的环境污染。

推广节能的最终目的是：保护环境，爱护人类赖以生存的地球。

十一、 结语
每个保温系统经过时间的检验都有存在的价值，其存在根据地域环境、使用年限、施工便捷、投资成本等因素作为选择需要，用效果、效率、效用比去衡量是否适合，适合才是最好的。