建筑外墙热工性能和节能设计分析

［提要］本文介绍福建省常用外墙材料的隔热保温构造形式和热工性能试验分析结果，并对我省建筑外墙的墙体节能提出看法和建议。

［关键词］外墙构造；保温隔热；热工效果；传热系数

Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｉｓｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｈｅａｔｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎａｎｄｉｎｓｕｌａｔｉｏｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｔｙｐｅｓｏｆｒｏｕｔｉｎｅｗａｌｌｍａｔｅｒｉａｌｓｉｎＦｕｊｉａｎｐｒｏｖｉｎｃｅ，ａｎｄｔｈｅｉｒｔｈｅｒｍａｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔ．ｃａｎｅｄａｌｓｏｐｕｔｆｏｒｗａｒｄｓｏｍｅｖｉｅｐｏｉｎｔｓａｎｄａｄｖｉｃｅｓｏｎｗａｌｌｂｏｄｙｅｎｅｒｇｙｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｂｕｉｌｄｉｎｇｏｕｔｓｉｄｅｗａｌｌ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｏｕｔｓｉｄｅｗａｌｌ＇ｓｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｈｅａｔｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎａｎｄｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ，ｔｈｅｒｍａｌｅｆｆｅｃｔ，ｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ

建筑外墙热工性能和节能设计分析

黄夏东（福建省建筑科学研究院３５００２５）

收稿日期：２００５－１０－１８１概述一般建筑的外墙在外围护结构中占的比例最大，由它传热造成的负荷占整幢建筑热负荷的比例相当大，因此外墙的保温隔热性能是建筑节能的一个重要部份。从全国外墙材料发展情况来看，由于气候的差异和经济水平发展不一，以及各地的自身特点，全国没有统一的模式，各地使用的外墙材料也是多种多样，但相当数量的墙体材料自身的热工性能不能满足节能要求。由于南方地区建筑节能工作刚刚开展，其配套材料和技术相应缺乏。因此，开发和研究新型墙体材料，加强外墙外保温技术措施的研究是福建省目前建筑节能工作的重点。２福建省建筑外墙基本情况由于我国南方地区建筑节能工作启动的较晚，相应研究工作也较北方地区来的慢，特别是在建筑外墙上，墙改工作进展缓慢，以福建省为例，从近两年调查资料发现全省九个主要城市中，粘土制品的外墙材料占绝大多数（９０!以上），其它如粉煤灰砌块、加气混凝土、钢筋混凝土、灰沙砖等仅有少量使用。原因是多方面的，其中价格、施工工艺、材料自身缺陷或本地资源等特点是主要原因。较有代表性的是我省地形号称“八山一水一分田”的布局，大部分是丘陵地貌，特别是内陆地区，黄土资源丰富，在不破坏良田资源的前提下（但大量挖山造成毁山和破坏自然生态的现象较严重），生产粘土制品的原料是有保证的，并且成本极低，短时间内找出价格相当的替代墙材，是较困难的。因此，目前根据各地的特点，在研究新型墙体材料的同时，研究在原有热工性能较差的墙体上，进行隔热保温技术措施，研究如何通过构造的改变来达到节能目标，就更显得迫切起来。３常见外墙的热工性能实测我们在２００４年对福建省常见的墙体材料如粘土多孔砖、粉煤灰砌块、灰沙砖以及钢筋混凝土、混凝土砌块等外墙材料的传热系数等热工性能进行摸底检测，全面了解和掌握几种外墙材自身的热工性能，以及与节能指标要求的差距。通过改变墙体的构造（增加各种保温层）等，使墙体的传热系数达到节能标准的要求，用控制保温层厚度来达到不同传热系数的要求。这是在目前外墙材缺乏的情况下，利用原有墙体达标的最为简便的方法之一。

在实测中我们选用了福建建筑市场上用量最多的外墙材料：粘土空心砖、粉煤灰砌块、加气砼砌块和钢筋砼剪力墙等作为试验墙体，结合不同的外保温措施如：外刷聚苯颗粒保温砂浆、外贴挤塑聚苯乙烯泡沫板和外喷无溶剂聚氨酯硬泡等外保温方案，对其热工性能进行实测值理论值和标准值（福建省实施细则）的比较，比较数据详见表１。

表１构造传热系数实测值（理论计算值）与设计标准值表序号外墙名称容重（ｋｇ／ｍ３）各层构造厚度及名称传热系数ｗ／（ｍ２·Ｋ）实测值（理论值）设计标准值１粘土空心砖（１３孔承重）（容重８４７）

※２０ｍｍ水泥沙浆"１９０ｍｍ

空心砖"２０ｍｍ水泥沙浆１．８２２．０或１．５

２０ｍｍ水泥沙浆"１９０ｍｍ空心

砖"１５ｍｍＺＬ胶粉聚苯颗粒"５ｍｍ抗裂砂浆

１．２１１．５２０ｍｍ水泥沙浆"１９０ｍｍ空心

砖"１０ｍｍ水泥沙浆"２０ｍｍ

挤塑聚苯乙烯板

"６ｍｍ聚合物砂浆

（０．８３）１．０

２粉煤灰空心

砌块（容重１０３０）※２０ｍｍ水泥沙浆"１９０ｍｍ

粉媒灰空心砌块"２０ｍｍ水泥沙浆

２．４５２．０

２０ｍｍ水泥沙浆"１９０ｍｍ粉媒

灰空心砌块"２０ｍｍＺＬ胶粉聚

苯颗粒"５ｍｍ抗裂砂浆

１．２４１．５２０ｍｍ水泥沙浆"１９０ｍｍ粉媒

灰空心砌块"２０ｍｍ水泥沙

浆"２５ｍｍ挤塑聚苯乙烯板"６ｍｍ聚合物砂浆

（０．８０）１．０※２００ｍｍ钢筋混凝土（Ｃ２５，双层双向φ１０＠２００）

４．１０２．０２０ｍｍ水泥沙浆＋２００ｍｍ钢筋

混凝土＋３０ｍｍＺＬ胶粉聚苯颗粒"５ｍｍ抗裂砂浆

１．４６１．５２０ｍｍ水泥沙浆＋２００ｍｍ钢筋

混凝土＋２５ｍｍ挤塑聚苯乙烯板"６ｍｍ聚合物砂浆

０．９５１．０

３钢筋混凝土

（容重２４００）建筑物理与设备

福建建设科技２００６．Ｎｏ．１５８

综合布线电阻燃技术专题研讨会于１２月１６日在福州召开，会议由大金化学国际贸易上海有限公司主办，福建省建筑业协会建筑智能化分会、福建省土木学会建筑电气分会协办。参加会议的有大金化学国际贸易上海有限公司和东方大金通信科技有限公司的有关人员；建设部综合布线标准编制组有关专家；省建筑业协会建筑智能化分会、省土木学会建筑电气分会有关人员；我省建筑智能化设计、施工、监理、质量监督、院校与科研等有关单位代表８０余人。会议主题发言有：①世界阻燃通信电缆介绍；②高端布线的定义；③国标综合布线标准修编有关介绍。

本次专题技术研讨会将对我省综合布线技术进步和工程水平提高产生积极作用。（卢仲贵陈汉民）［Ａ２００６０１０２］综合布线电缆阻燃技术专题研讨会在榕召开

续表１构造传热系数实测值（理论计算值）与设计标准值表注：①“※”为墙体材料自身的热工性能；

②上述构造仅是各种墙材在不同保温措施下的传热系数Ｋ值，实际工程构造还应满足相关外墙标准；③表中“设计标准值”为《福建省居住建筑节能设计标准实施细则》外墙传热系数的规定值。４测试数据分析（１）在热工性能测试中我们发现，相同材料不同企业生产的也存在很大的差异，而建筑材料又日新月异，因此，设计过程中应尽可能选用经实际测试的围护构造材料的热工性能参数，或要求产品送检，这样才能真正了解墙体基材和保温材料的实际热工性能和隔热保温能力，通过理论计算，选用合适的墙体构造。在实际工程中，对选定的材料进行抽样送检，是非常必要的。（２）通过热工性能测试表明，当外墙材料选用新型墙体材料———加气砼砌块时，其外墙不需要再进行任何形式的保温隔热措施，就能达到节能要求（Ｋ!０．９８ｗ／（ｍ２·Ｋ）），是目前福建建筑市场最佳的外墙材料，但由于加气砼砌块存在着施工工艺复杂、材料易收缩产生裂缝和价格高等问题，影响了设计师、开发商的选择。（３）粉煤灰砌块是福州近几年积极推行的产品，其产品质量除了有砌块通病———裂漏问题外，还有很高的传热系数

（Ｋ!２．４５ｗ／（ｍ２·Ｋ））的特点，因此除解决裂漏问题外，还要进行外保温处理，方能达到节能要求。方法之一：在外墙外表面刷上厚２０ｍｍ聚苯颗粒保温砂浆（Ｋ＜１．２５ｗ／（ｍ２·Ｋ））；方法之二：用２５ｍｍ厚挤塑聚苯乙烯泡沫板进行外保温处理（Ｋ!０．８ｗ／（ｍ２·Ｋ））。

（４）粘土空心砖是目前福建建筑市场最为常见的外墙材

料，但它的传热系数Ｋ!１．８３ｗ／（ｍ２·Ｋ），进行外保温时，只需刷上聚苯颗粒保温砂浆厚１５ｍｍ的外保温处理就能达到节能要求Ｋ!１．２１ｗ／（ｍ２·Ｋ）；若不进行保温隔热处理，应通过调整

外窗的热工性能来满足节能要求。

（５）高层建筑的钢筋砼剪力墙（２００ｍｍ），传热系数相当大（Ｋ!３．９ｗ／（ｍ２·Ｋ）），必须采取外保温处理，处理方法如下：

①采用聚苯颗粒保温砂浆进行外保温，其厚度需在３０ｍｍ厚以上，才能达到节能要求Ｋ值＜１．５ｗ／（ｍ２·Ｋ）；

②采用２５ｍｍ厚以上挤塑聚苯乙烯泡沫板进行外保温处理则Ｋ＜１．０ｗ／（ｍ２·Ｋ）达到节能目标。

③采用２５ｍｍ厚无溶剂聚氨酯硬泡进行外保温处理，则Ｋ＜１．０ｗ／（ｍ２·Ｋ）达到节能目标。

④采用３０ｍｍ厚以上聚苯乙烯板进行外保温处理，则

Ｋ＜１．０ｗ／（ｍ２·Ｋ）达到节能目标。

⑤在实际工程中也有用改变构造的手法达到比较理想的隔热效果，如双层隔墙，即在剪力墙外侧加一层１２０ｍｍ粘土空心砖，中间空气夹层５０"１００ｍｍ厚，就能达到很好的效果。另外还可以在剪力墙的内侧砌５０"６０ｍｍ厚的加气砼砌块，效果也很好。

５总结

外墙节能技术方法很多，设计人员在设计过程中，除应紧跟市场材料的走向，在选材时还应特别关注以下三点内容：（１）多方面收集各种节能材料的热工性能参数、构造，了解各种构造的优缺点；

（２）初步了解热工计算方法，掌握墙材自身特点，灵活使用和调整节能方案；

（３）合理安排投放到围护构造的有限资金，顶层房间应重点考虑屋面隔热构造；东西房间应重点考虑东西外墙隔热构造；中间标准层房间应重点考虑选择外窗窗型；最大限度地提高建筑节能的性价比。

只要我们不断的理论联系实际，总结经验，一定会建设出更多更好的节能建筑。

参考文献

［１］ＤＢＪ１３－６２－２００４《福建省居住建筑节能设计标准实施细则》福建省工程建设标准序号外墙名称容重（ｋｇ／ｍ３）各层构造厚度及名称传热系数ｗ／（ｍ２·Ｋ）实测值（理论值）设计标准值２０ｍｍ水泥沙浆＋２００ｍｍ钢筋

混凝土＋２５ｍｍ无溶剂聚氨酯硬泡#５ｍｍ厚过渡层０．７８１．０２０ｍｍ水泥沙浆＋２００ｍｍ钢筋混凝土＋３０ｍｍ聚苯乙烯板#５ｍｍ抗裂砂浆０．８６１．０

※２２０ｍｍ灰沙砖３．２５２．０２０ｍｍ水泥沙浆#２２０ｍｍ灰沙砖#２５ｍｍＺＬ胶粉聚苯颗粒#５ｍｍ抗裂沙浆１．２６１．

５２０ｍｍ水泥沙浆＋２００ｍｍ灰沙

砖＋２５ｍｍ挤塑聚苯乙烯板#６ｍｍ聚合物砂浆（０．８６）１．０５加气砼砌块

（容重６５０）※２０ｍｍ厚水泥砂浆#１８０ｍｍ厚加气混凝土#２０ｍｍ厚石灰砂浆０．９８１．０

４灰沙砖

（容重２０１１）３钢筋混凝土

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