墙体内外保温的优劣
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关键词:外墙保温,内保温,外保温,热桥
建筑外围结构在整个建筑能耗中占有很大比例,而墙体 又是建筑外围结构的主要组成部分,因此建筑节能技术中一 个十分重要的环节是墙体节能。本文综合比较了建筑外墙保 温的外保温和内保温两种保温形式的技术性能和经济性。
1. 外墙保温形式和体系
单一墙体的墙体材料往往导热系数大,如空心砌块墙体 和加气混凝土墙体,其导热系数一般是高效保温材料的 2 0 倍,不能满足保温隔热的要求。因此,把承重材料和高效保 温材料组合起来形成复合墙体是建筑节能的大势所趋。按保 温材料所处位置不同,外墙保温的主要类型有外保温、内保 温和夹芯保温三类,其中,外墙内保温和外墙外保温是目前 最常用的两种方式。
聚苯复合保温石膏板内保温系统是将高效保温聚苯板与纸 面石膏板在工厂用机器粘贴复合成大规格尺寸的复合保温板, 在施工现场用粘结石膏将复合保温板固定于外墙内表面,同时形 成饰面层。玻璃棉干挂内保温系统采用高效玻璃棉(入≤ 0.039) 作为保温隔热材料,配合专用断桥配件、龙骨框架结构和面层 纸面石膏板等材料,施工干建筑围护结构的内侧面。
3.2 缺点
(1 )不能消除热桥 内保温不能隔断梁、横墙与柱子在墙体中形成的热桥,
因而不可能杜绝由于热桥存在而带来的热损失,保温隔热性 能差。同时,由于热桥保温处理困难,易出现冷凝、结露现 象。而结露水的浸渍或冻融极易造成保温隔热墙面发霉、开 裂,使墙体变形,影响耐久性和舒适度。
(2 )容易产生裂缝 外墙体由于昼夜和季节变化,受室外气温和太阳辐射的
施工做法主要有外挂式外保温、聚苯板与墙体一次浇注 成型和聚苯颗粒保温料浆外墙保温。外挂技术采用粘接砂浆 或专用固定件将保温材料贴、挂在外墙上,然后抹抗裂砂浆, 压入玻璃纤维网格布形成保护层,最后做装饰面。聚苯板与
墙体一次浇注成型是指在混凝土框——剪体系中将聚苯板置 于建筑模板内,聚苯板在外侧,内侧浇注混凝土,一次浇注 成型为复合墙体。聚苯颗粒保温料浆外墙保温是将废弃的聚 苯乙烯塑料加工破碎成为 0.5mm~4 mm 的颗粒,作为轻集 料配制保温砂浆。该技术包含保温层、抗裂防护层和抗渗保 护面层,是目前广泛认可的外墙保温技术。
5. 结语
我国《民用建筑节能设计标准》中规定实施的建筑节能 指标从 1986 年最初的 30%提高到 50%,部分大型城市已经 开始实行 65 %的建筑节能指标。墙体在建筑外围结构占用很 多比例,要想达到这个节能标准,采用适当的外墙保温技术 进行墙体节能是至关重要的。综合本文上述分析得出,建筑 外墙外保温具有更好的建筑节能效果,还能减少外界温度、 湿度、各种射线对主体结构的影响起到保护主体结构的作 用,有效提高室内舒适度。因此,外保温方式是目前国际上 普遍采用的一种建筑外墙保温节能体系。 CHF
(2 )提高室内舒适度 由于外保温材料的保护,蒸汽一般不会渗入主体结构墙
体使其不会发生冷凝现象,因而使墙体的潮湿情况得到改 善。同时,外保温墙体由于蓄热能力较大的结构层在保温层 内侧,当室内受到不稳定热作用时,墙体结构层能够吸收或 释放热量,有利于保持室温稳定。
(3 )保护主体结构 外保温材料提高了墙体的防水功能和气密性,缓冲了因
影响而发生胀缩,而内墙保温板基本不受这种影响。当室外 温度低于室内温度时,外墙收缩的幅度比内保温板的速度 快;当室外气温高于室内气温时,外墙膨胀的速度也高于内 保温板。这种反复变化,使内保温板始终处在一种不稳定的 状态,容易引起裂缝产生。
(3 )其它方面 占用室内使用面积,不利于室内装修,包括重物ES 5 1
Technical Exchange 技术交流
较大的。内保温墙体由于热桥处的传热系数很高,使外墙的 平均传热系数大幅度提高;而外保温墙体由于热桥部位得到 了很好的保温,使热桥部位的传热系数明显降低,其平均传 热系数与外墙主体是基本一致的。在厚度为 370mm 砖墙内 保温的条件下,周边“热桥”使墙体平均传热系数比主体部 位传热系数增加 10% 左右;在厚度为 240mm 砖墙内保温条 件下,周边“热桥”能使墙体平均传热系数比主体部位传热 系数增加 51%~59%;而在厚度为 240mm 砖墙外保温条件 下,这种影响仅占 2% ~5%。
1.1 外墙外保温
外墙外保温,是将保温隔热体系置于外墙外侧,使建筑 达到保温的施工方法。通常是在基层墙体外侧利用粘接材料 固定一层保温材料,并在保温材料的外侧用玻璃纤维网或镀 锌钢丝网加强并涂刷粘结胶浆,最外层是饰面层。因此,外 保温在构造上可以分为外饰面层、保温层、粘结层和基层墙 体等 4 个层次。
参考文献:
[1] 尚建丽,武强. 建筑外墙保温体系综合效益分析[J].新型建 筑材料,2009.3. [2] 柳建峰. 新型外墙内保温系统的应用探讨[ J ] . 建设科技, 2008.18. [3]李寅.建筑节能之外墙保温方式探讨[J]. 建筑节能,2007.2. [ 4 ] 孙成建. 对外墙外保温技术措施的探讨[J].住宅科技,2007.7. [5] 徐春桃等. 外墙保温方式对墙体热工性能与建筑能耗的影 响[ J ] . 建筑节能,2007.12.
1.2 外墙内保温
外墙内保温,是将保温隔热体系置于外墙内侧,使建筑 达到保温的施工方法。通常是在外墙内表面使用预制保温材 料粘贴、拼接、抹面或直接做保温砂浆层,以达到保温目的。
上世纪我国外墙内保温体系主要有膨胀珍珠岩保温砂浆, 聚合物砂浆和胶粉聚苯颗粒保温浆料,而在国外运用较成熟 的外墙内保温体系主要有石膏增强聚苯板内保温系统、聚苯 复合保温石膏板内保温系统、玻璃棉干挂内保温系统等。
3.1 优点
(1 )施工方便 室内施工,受气候影响小,且内保温材料被楼板所分隔,
仅在一个层高范围内施工,不用搭设脚手架,对建筑外墙垂 直度要求不高,因而施工速度快、成本低。
(2 )取材方便
对饰面和保温材料的防水、耐候性等技术指标的要求不甚 高,取材方便。目前,在全国已建造的约 8000 万 m2 的节能住 宅中,有 90%左右采用外墙内保温,大多以岩棉或矿棉与石膏 板复合、玻璃棉与石膏板复合、聚苯乙烯泡沫塑料与石膏板复 合、充气石膏板和墙体上涂抹绝热砂浆为主要方式。
1.3 外墙夹芯保温
外墙夹芯保温是将保温材料置于同一外墙的内、外侧墙片 之间,因此构造上可以分为外叶墙、内叶墙和保温层,有时可 以根据具体情况设置空气层。目前,外墙夹芯保温墙体主要有 2 种复合形式:多孔砖夹芯墙体和混凝土砌块夹芯墙体。
2. 外保温技术的优缺点
2.1 优点
(1 )基本消除“热桥”的影响
50 中 国 住 宅 设 施
Technical Exchange 技术交流
“热桥”指的是在内外墙交界处、构造柱、外墙与楼板、 外墙角、框架梁、门窗洞口以及屋顶与外墙交界等部位,在 室内外温差的作用下,形成热流相对密集、内表面温度较低 的区域。对内保温而言,大部分“热桥”是不能处理的。而 外保温结构中导热系数低的保温材料将建筑包起来,消除了 “热桥”。
温度变化导致结构变形产生的应力,避免了外界恶劣气候条 件对结构的破坏,因而保护主体结构延长了其使用寿命。
(4 )其它方面 与内保温相比,对旧房进行节能改造采用外保温方式的
最大优点之一是用户无须临时搬迁,基本不影响室内活动和 正常生活;外保温也避免了由于装修可能造成的保温层损 坏,有利于室内装饰装修;由于保温隔热性能好,可使主体 结构墙体减薄,从而增加住户的使用面积,与内保温相比采 用外墙外保温使每户使用面积增加 2% ~5% 。
我国目前常用的外保温技术体系包括:胶粉聚苯颗粒外 保温、现浇混凝土复合无网聚苯板聚苯颗粒外保温、现浇混 凝土复合有网聚苯板聚苯颗粒外保温、岩棉聚苯颗粒外保 温、外表面喷涂泡沫聚氨酯和保温涂料等。其中,保温涂料 综合了涂料及保温材料的双重特点,干燥后形成有一定强度 及弹性的保温层,是外保温技术的发展方向。
难等,在安装空调、电话及其他装饰物等设施时尤其不便,对 旧房施工时需要住户搬迁,影响正常生活。
4. 外保温和内保温的性能对比
4.1 保温隔热性能
总的来说,建筑外墙外保温和内保温都能起到保温隔热 的作用,使得夏季室内温度低于室外温度,冬季室内温度高 于室外温度,提高房间的舒适度。
然而,外保温墙体内部所受到的温度应力比内保温小,因 为当采用外保温时,室外的热流和冷气被保温材料拦截在室外, 使得主体墙受室外空气温度的影响较小;而内保温不能室外的 热流和冷气被保温材料拦截在室外而进入墙体内部,因而墙体 所受温度应力大,保温隔热性能差,易于产生裂缝。
在热桥部位处理上,前已提及,外保温能够消除热桥,而 内保温基本不能够消除热桥,这就大大降低了内保温墙体的保 温隔热性能。墙体主要分为主体墙和热桥两大部分,所以墙体 的平均传热系数是主体墙及热桥传热系数的加权平均。经统 计:底层房间“热桥”附加热负荷占总热负荷的 23.7%,中间 房间占 21.7%,顶层房间占 24.3%,可见“热桥”影响还是
4.2 改善室内舒适条件
文献[5] 指出,采用外保温时,无论是夏季还是冬季主体 墙与热桥的内表面温度相差小,且与室内温度相差小,有利 于减少对人体的辐射,稳定室内热环境,改善室内热舒适条 件。采用内保温时,夏天热桥部位的温度高于主体墙,热桥 部位就向室内辐射大量的热量,使人感觉有烘烤的感觉。冬 天热桥部位温度低于主体墙,热桥部位就向室内辐射冷量, 让人感觉寒冷。且室内相对湿度大的房间,采用内保温时热 桥部位有可能出现结露现象,影响房间的舒适度。
作者简介:
何禹,高级工程师,研究方向:项目管理。
上海世博会中国馆效果图 上海世博会加拿大馆效果图 上海世博会尼泊尔馆效果图 上海世博会意大利馆效果图(夜景)
52 中 国 住 宅 设 施
Technical Exchange 技术交流
外墙的内、外保温优劣
何 禹
(中国新兴建设开发总公司,北京 1 0 0 1 4 3 )
摘要:本文介绍了住宅建筑外墙保温的 3 种形式及其主要施工方法和体系,从多个方面分析了 外保温和内保温技术的优缺点,最后对外保温和内保温的性能进行对比,指出外墙外保温方式是目 前国际上普遍采用的一种利用墙体材料进行建筑节能的体系。
2.2 缺点
(1 )施工难度大 室外施工,受气候条件影响大,需要搭设脚手架,施工
难度大。 (2 )造价高 由于外保温隔热体系被置于外墙外侧,直接承受来自自
然界的各种影响,刮大风时常常吹落保温层,容易出现开裂 空鼓等质量问题,因此,对外保温层的耐久性要求较高,材 料和施工要求高,增加了建筑整体造价。
3. 内保温技术的优缺点
建筑外围结构在整个建筑能耗中占有很大比例,而墙体 又是建筑外围结构的主要组成部分,因此建筑节能技术中一 个十分重要的环节是墙体节能。本文综合比较了建筑外墙保 温的外保温和内保温两种保温形式的技术性能和经济性。
1. 外墙保温形式和体系
单一墙体的墙体材料往往导热系数大,如空心砌块墙体 和加气混凝土墙体,其导热系数一般是高效保温材料的 2 0 倍,不能满足保温隔热的要求。因此,把承重材料和高效保 温材料组合起来形成复合墙体是建筑节能的大势所趋。按保 温材料所处位置不同,外墙保温的主要类型有外保温、内保 温和夹芯保温三类,其中,外墙内保温和外墙外保温是目前 最常用的两种方式。
聚苯复合保温石膏板内保温系统是将高效保温聚苯板与纸 面石膏板在工厂用机器粘贴复合成大规格尺寸的复合保温板, 在施工现场用粘结石膏将复合保温板固定于外墙内表面,同时形 成饰面层。玻璃棉干挂内保温系统采用高效玻璃棉(入≤ 0.039) 作为保温隔热材料,配合专用断桥配件、龙骨框架结构和面层 纸面石膏板等材料,施工干建筑围护结构的内侧面。
3.2 缺点
(1 )不能消除热桥 内保温不能隔断梁、横墙与柱子在墙体中形成的热桥,
因而不可能杜绝由于热桥存在而带来的热损失,保温隔热性 能差。同时,由于热桥保温处理困难,易出现冷凝、结露现 象。而结露水的浸渍或冻融极易造成保温隔热墙面发霉、开 裂,使墙体变形,影响耐久性和舒适度。
(2 )容易产生裂缝 外墙体由于昼夜和季节变化,受室外气温和太阳辐射的
施工做法主要有外挂式外保温、聚苯板与墙体一次浇注 成型和聚苯颗粒保温料浆外墙保温。外挂技术采用粘接砂浆 或专用固定件将保温材料贴、挂在外墙上,然后抹抗裂砂浆, 压入玻璃纤维网格布形成保护层,最后做装饰面。聚苯板与
墙体一次浇注成型是指在混凝土框——剪体系中将聚苯板置 于建筑模板内,聚苯板在外侧,内侧浇注混凝土,一次浇注 成型为复合墙体。聚苯颗粒保温料浆外墙保温是将废弃的聚 苯乙烯塑料加工破碎成为 0.5mm~4 mm 的颗粒,作为轻集 料配制保温砂浆。该技术包含保温层、抗裂防护层和抗渗保 护面层,是目前广泛认可的外墙保温技术。
5. 结语
我国《民用建筑节能设计标准》中规定实施的建筑节能 指标从 1986 年最初的 30%提高到 50%,部分大型城市已经 开始实行 65 %的建筑节能指标。墙体在建筑外围结构占用很 多比例,要想达到这个节能标准,采用适当的外墙保温技术 进行墙体节能是至关重要的。综合本文上述分析得出,建筑 外墙外保温具有更好的建筑节能效果,还能减少外界温度、 湿度、各种射线对主体结构的影响起到保护主体结构的作 用,有效提高室内舒适度。因此,外保温方式是目前国际上 普遍采用的一种建筑外墙保温节能体系。 CHF
(2 )提高室内舒适度 由于外保温材料的保护,蒸汽一般不会渗入主体结构墙
体使其不会发生冷凝现象,因而使墙体的潮湿情况得到改 善。同时,外保温墙体由于蓄热能力较大的结构层在保温层 内侧,当室内受到不稳定热作用时,墙体结构层能够吸收或 释放热量,有利于保持室温稳定。
(3 )保护主体结构 外保温材料提高了墙体的防水功能和气密性,缓冲了因
影响而发生胀缩,而内墙保温板基本不受这种影响。当室外 温度低于室内温度时,外墙收缩的幅度比内保温板的速度 快;当室外气温高于室内气温时,外墙膨胀的速度也高于内 保温板。这种反复变化,使内保温板始终处在一种不稳定的 状态,容易引起裂缝产生。
(3 )其它方面 占用室内使用面积,不利于室内装修,包括重物ES 5 1
Technical Exchange 技术交流
较大的。内保温墙体由于热桥处的传热系数很高,使外墙的 平均传热系数大幅度提高;而外保温墙体由于热桥部位得到 了很好的保温,使热桥部位的传热系数明显降低,其平均传 热系数与外墙主体是基本一致的。在厚度为 370mm 砖墙内 保温的条件下,周边“热桥”使墙体平均传热系数比主体部 位传热系数增加 10% 左右;在厚度为 240mm 砖墙内保温条 件下,周边“热桥”能使墙体平均传热系数比主体部位传热 系数增加 51%~59%;而在厚度为 240mm 砖墙外保温条件 下,这种影响仅占 2% ~5%。
1.1 外墙外保温
外墙外保温,是将保温隔热体系置于外墙外侧,使建筑 达到保温的施工方法。通常是在基层墙体外侧利用粘接材料 固定一层保温材料,并在保温材料的外侧用玻璃纤维网或镀 锌钢丝网加强并涂刷粘结胶浆,最外层是饰面层。因此,外 保温在构造上可以分为外饰面层、保温层、粘结层和基层墙 体等 4 个层次。
参考文献:
[1] 尚建丽,武强. 建筑外墙保温体系综合效益分析[J].新型建 筑材料,2009.3. [2] 柳建峰. 新型外墙内保温系统的应用探讨[ J ] . 建设科技, 2008.18. [3]李寅.建筑节能之外墙保温方式探讨[J]. 建筑节能,2007.2. [ 4 ] 孙成建. 对外墙外保温技术措施的探讨[J].住宅科技,2007.7. [5] 徐春桃等. 外墙保温方式对墙体热工性能与建筑能耗的影 响[ J ] . 建筑节能,2007.12.
1.2 外墙内保温
外墙内保温,是将保温隔热体系置于外墙内侧,使建筑 达到保温的施工方法。通常是在外墙内表面使用预制保温材 料粘贴、拼接、抹面或直接做保温砂浆层,以达到保温目的。
上世纪我国外墙内保温体系主要有膨胀珍珠岩保温砂浆, 聚合物砂浆和胶粉聚苯颗粒保温浆料,而在国外运用较成熟 的外墙内保温体系主要有石膏增强聚苯板内保温系统、聚苯 复合保温石膏板内保温系统、玻璃棉干挂内保温系统等。
3.1 优点
(1 )施工方便 室内施工,受气候影响小,且内保温材料被楼板所分隔,
仅在一个层高范围内施工,不用搭设脚手架,对建筑外墙垂 直度要求不高,因而施工速度快、成本低。
(2 )取材方便
对饰面和保温材料的防水、耐候性等技术指标的要求不甚 高,取材方便。目前,在全国已建造的约 8000 万 m2 的节能住 宅中,有 90%左右采用外墙内保温,大多以岩棉或矿棉与石膏 板复合、玻璃棉与石膏板复合、聚苯乙烯泡沫塑料与石膏板复 合、充气石膏板和墙体上涂抹绝热砂浆为主要方式。
1.3 外墙夹芯保温
外墙夹芯保温是将保温材料置于同一外墙的内、外侧墙片 之间,因此构造上可以分为外叶墙、内叶墙和保温层,有时可 以根据具体情况设置空气层。目前,外墙夹芯保温墙体主要有 2 种复合形式:多孔砖夹芯墙体和混凝土砌块夹芯墙体。
2. 外保温技术的优缺点
2.1 优点
(1 )基本消除“热桥”的影响
50 中 国 住 宅 设 施
Technical Exchange 技术交流
“热桥”指的是在内外墙交界处、构造柱、外墙与楼板、 外墙角、框架梁、门窗洞口以及屋顶与外墙交界等部位,在 室内外温差的作用下,形成热流相对密集、内表面温度较低 的区域。对内保温而言,大部分“热桥”是不能处理的。而 外保温结构中导热系数低的保温材料将建筑包起来,消除了 “热桥”。
温度变化导致结构变形产生的应力,避免了外界恶劣气候条 件对结构的破坏,因而保护主体结构延长了其使用寿命。
(4 )其它方面 与内保温相比,对旧房进行节能改造采用外保温方式的
最大优点之一是用户无须临时搬迁,基本不影响室内活动和 正常生活;外保温也避免了由于装修可能造成的保温层损 坏,有利于室内装饰装修;由于保温隔热性能好,可使主体 结构墙体减薄,从而增加住户的使用面积,与内保温相比采 用外墙外保温使每户使用面积增加 2% ~5% 。
我国目前常用的外保温技术体系包括:胶粉聚苯颗粒外 保温、现浇混凝土复合无网聚苯板聚苯颗粒外保温、现浇混 凝土复合有网聚苯板聚苯颗粒外保温、岩棉聚苯颗粒外保 温、外表面喷涂泡沫聚氨酯和保温涂料等。其中,保温涂料 综合了涂料及保温材料的双重特点,干燥后形成有一定强度 及弹性的保温层,是外保温技术的发展方向。
难等,在安装空调、电话及其他装饰物等设施时尤其不便,对 旧房施工时需要住户搬迁,影响正常生活。
4. 外保温和内保温的性能对比
4.1 保温隔热性能
总的来说,建筑外墙外保温和内保温都能起到保温隔热 的作用,使得夏季室内温度低于室外温度,冬季室内温度高 于室外温度,提高房间的舒适度。
然而,外保温墙体内部所受到的温度应力比内保温小,因 为当采用外保温时,室外的热流和冷气被保温材料拦截在室外, 使得主体墙受室外空气温度的影响较小;而内保温不能室外的 热流和冷气被保温材料拦截在室外而进入墙体内部,因而墙体 所受温度应力大,保温隔热性能差,易于产生裂缝。
在热桥部位处理上,前已提及,外保温能够消除热桥,而 内保温基本不能够消除热桥,这就大大降低了内保温墙体的保 温隔热性能。墙体主要分为主体墙和热桥两大部分,所以墙体 的平均传热系数是主体墙及热桥传热系数的加权平均。经统 计:底层房间“热桥”附加热负荷占总热负荷的 23.7%,中间 房间占 21.7%,顶层房间占 24.3%,可见“热桥”影响还是
4.2 改善室内舒适条件
文献[5] 指出,采用外保温时,无论是夏季还是冬季主体 墙与热桥的内表面温度相差小,且与室内温度相差小,有利 于减少对人体的辐射,稳定室内热环境,改善室内热舒适条 件。采用内保温时,夏天热桥部位的温度高于主体墙,热桥 部位就向室内辐射大量的热量,使人感觉有烘烤的感觉。冬 天热桥部位温度低于主体墙,热桥部位就向室内辐射冷量, 让人感觉寒冷。且室内相对湿度大的房间,采用内保温时热 桥部位有可能出现结露现象,影响房间的舒适度。
作者简介:
何禹,高级工程师,研究方向:项目管理。
上海世博会中国馆效果图 上海世博会加拿大馆效果图 上海世博会尼泊尔馆效果图 上海世博会意大利馆效果图(夜景)
52 中 国 住 宅 设 施
Technical Exchange 技术交流
外墙的内、外保温优劣
何 禹
(中国新兴建设开发总公司,北京 1 0 0 1 4 3 )
摘要:本文介绍了住宅建筑外墙保温的 3 种形式及其主要施工方法和体系,从多个方面分析了 外保温和内保温技术的优缺点,最后对外保温和内保温的性能进行对比,指出外墙外保温方式是目 前国际上普遍采用的一种利用墙体材料进行建筑节能的体系。
2.2 缺点
(1 )施工难度大 室外施工,受气候条件影响大,需要搭设脚手架,施工
难度大。 (2 )造价高 由于外保温隔热体系被置于外墙外侧,直接承受来自自
然界的各种影响,刮大风时常常吹落保温层,容易出现开裂 空鼓等质量问题,因此,对外保温层的耐久性要求较高,材 料和施工要求高,增加了建筑整体造价。
3. 内保温技术的优缺点