曾静-夏热冬冷地区各种墙体节能技术的适应性分析

曾静-夏热冬冷地区各种墙体节能技术的适应性分析 夏热冬冷地区各种墙体节能技术的适应性分析 曾 静, 金坚强 (衢州学院，浙江 衢州 324000) 摘 要:在建设低碳建筑,走低碳发展之路的大环境下。针对夏热冬冷地区突出的夏季炎热、冬季湿冷气候特点，分析了本地区建筑节能的特点。对各类外墙保温系统的实际应用情况，从政策上、节能效果、高层建筑安全性、使用年限、建筑质量通病等各个方面进行阐述分析。提出针对不同气候条件的地区，外墙节能技术也应各有针对性。 关键词:墙体节能、夏热冬冷地区、外墙自保温系统 随着世界环境急剧恶化，能源形势的日益严峻，节能减排成为各国可持续发展的必由之路。作为占终端能耗重要组成部分的建筑业，建筑节能显得极为重要。而通过围护结构主体的外墙散失的热量占了整个建筑物热损失的25%左右，显然，提高外墙的热工性能，减少通过外墙的热损失的墙体节能是建筑节能的重要实现方式。 1夏热冬冷地区气候特点 建筑热工设计分区是我国建筑节能工作开展的重要依据，根据累年最冷月(1月)与最热月(7月)的平均温度作为分区的主要指标，根据累年日平均温度?5?和?25?的天数作为辅助指标，我国划分为严寒、寒冷、夏热冬冷、温和、夏热冬暖五个热工区。夏热冬冷地区是指长江流域及其周围地区，涉及16个省、自治区、直辖市。 2夏热冬冷地区建筑节能的特点 夏热冬冷地区突出的气候特点是夏季炎热、冬季湿冷。这一地区的建筑热传递过程为外综合温度作用下的一种非稳态传热。夏季高温期，建筑室内温度超过30?，甚至达到36-39?，超过夏季室内舒适温度标准上限的28?;白天外围护结构在太阳辐射下加热升温并向室内传递热量，夜晚外围护结构向外散热，于是存在围护结构内、外表面日夜交替变化方向的传热的过程。冬季室内温度平均约为8.5?，也低于冬季室内舒适温度标准下限的12?，冬季主要存在外围护结构向室外传递热量的热传递过程。 随着社会经济的发展，人们对居住环境舒适度的要求越来越高，该地区的居民越来越多地采取措施，自行解决住宅冬夏季的室内热环境问题，夏季空调冬季采暖日益普及，据有关资料预测，若不采取有效的节能措施，未来中国夏热冬冷地区的住宅为了达到热舒适要求，全年耗电量为,,,,亿,,,，是约,座三峡电站的年发电量。因此，改善居住建筑热环境，提高采暖和空调的能源利用效率，推进该地区的建筑节能，势在必行。 3夏热冬冷地区墙体节能技术比较 针对不同气候条件的地区，外墙节能技术也应各有针对性。在建筑节能的早期，我国把节能的重点放在北方采暖地区，因为当时的建筑能耗主要是采暖能耗。 目前国内的应用情况来看，外墙外保温系统在北方严寒和寒冷地区的应用十分广泛，也取得了较好的效果，然而北方地区采用外墙内保温系统相对较少。伴随人民生活水平的提高，夏热冬冷地区夏季制冷和冬季采暖的能耗日渐上升。在北方应用很好的外墙外保温系统，在本地区的应用存在许多局限性，适用于北方的节能技术对于南方的天气气候条件以及隔热的特点，不一定十分适用。本文以浙江省为例，就三种外墙保温系统在实际应用中存在的问题进行比较: 方面 3.1政策 为推动浙江省建设领域新技术推广应用工作,省住房和城乡建设厅发出《浙江省建设领域推广应用技术公告》和《浙江省建设领域淘汰和限制使用技术公告》的通知(建设发[2010,210号)。文件中对几种外墙节能技术做了明确的推广说明和限制使用说明。从文件中，不难看出浙江省正大力的推广各类外墙自保温系 、XPS以及胶粉聚苯颗粒外墙外保温面砖饰面系统，而在北方大范围采用的EPS 统，在浙江省则受到许多的限制，近两年的工程中已经很少看到此类外墙保温做法。 3.2节能效果方面 外墙保温系统一般通过调整保温层的厚度来提高节能效果，目前来看，外、内、自保温系统均能满足相关标准的要求。浙江省到2010年底，县级以上城市新建商品住宅和公共建筑实施节能65%，考虑到将来更高的节能要求，例如节能75%的目标，由于自保温系统在设计施工造价等方面的优势，在满足节能要求的前提下成为保温方式中的首选。外墙自保温系统的墙体本身就是作为建筑物的结构构件，可以和内、外保温系统相结合，形成复合保温-隔热系统，具有灵 活的可改造性和提升的空间。 3.3高层建筑安全性方面 城市的高速发展必然带来高层建筑的快速发展，外墙外保温系统很难满足高层建筑外墙安全性、防火性的要求。不仅是因为高层建筑施工难度大，质量难以控制，更重要的原因在于外保温系统本身存在的缺陷。浙江省夏季台风盛行，尤其是沿海地区，台风的等级甚至有达到风暴的程度，高层建筑抗风压的问题十分严峻，建筑层高越高，风压越大，在背风面上产生的吸力很可能将保温层吸落。近年来高层建筑频现火情，2009年央视大楼大火，2010年 “11.15”上海大火和2011年沈阳皇朝万鑫除夕大火再次把外墙外保温材料的易燃问题摆在世人面前。目前国内通常采用的EPS、XPS、PU等保温材料安全性差，更主要的是易燃烧，对高层建筑来说，就是致命的“外衣”。 3.4使用年限方面 [24] 我国行业标准《外墙外保温工程技术》(JGJ144-2004)中规定，在正确使用和正常维护条件下，外墙外保温工程的使用年限不应少于25年。在实际应用过程中，一般的外墙外保温系统的设计年限也是25年，再加上夏热冬冷地 区炎热多雨的气候，实际的使用年限是否达到25年还有待验证。而一般的民用建筑设计年限是50-70年。也就是说，在主体建筑物的寿命周期内需要更换数次外保温系统，由此产生建筑物损害、建筑垃圾、更换的费用等诸多问题。而自保温系统本身就承担着外墙的围护作用，与建筑物是同寿命的，也就不存在更换的问题。 3.5建筑质量通病方面 相对于北方干燥的气候，浙江省的雨水很多，还有典型的江南梅雨季节，对于本地区建筑来说，渗水和建筑外表面材料腐蚀性问题就显得格外重要。外墙外保温系统外保温层与墙体之间的交界处理问题一直是业内难以克服的难关，浙江省的雨季可以长达个把月，裸露在外的交界处十分容易出现问题，而且强度不够，施工复杂，综合成本高，还有外保温层渗水问题，更是严峻。在北方地区普遍采用的外墙外保温技术在浙江省出现了水土不服的现象，许多开发商越来越少采取外保温做法。 外墙内保温系统由于其保温层在建筑内部，因此渗水问题比较好解决。但是内保温系统的其他问题也很常见。以目前衢州市采用较多的外墙内保温砂浆系统为例，由于保温砂浆是由轻骨材料制成，保温效果越好，保温砂浆重量也就越轻，表面强度就越低。如果要达到高要求的节能效果，内保温层厚度至少大于30mm，这对于今后入住的业主来说，要进行墙面装饰，则会带来很大的安全隐患。再则，由于其施工是现场随机施抹，有的是直接施抹于砖墙之上，根据现有的砌筑质量，墙体自身有一定的表面不平整度，因此若要保证保温层平均厚度，那么，现场保温砂浆的施抹厚度就得增加。若保温砂浆厚度不变则保温砂浆的节能就保证不了，局部地方甚至造成保温层厚度不够，保温断桥，严重的会出现结露。 而外墙自保温系统即是主体墙体，又是保温构件，抗冲击性能也较好，不存在保温层的交界问题，减少渗水的可能。只要严把自保温墙体本身的质量关，就可以减少常见的一些质量通病。 因此在夏热冬冷地区的外墙保温系统不仅要满足夏季白天衰减值较大、延迟时间较长的良好隔热性、夜晚散热快的要求，还同时要满足冬季具有良好的保温功能。 建筑节能的技术路线只有结合各地实际，因地制宜，才能取得好的效果。单纯采用一种外保温系统提高外墙保温性能的技术路线，其节能效果和技术经济性均不是最佳。因此，发展墙体自保温为主的技术路线，符合夏热冬冷地区实际，应继续加强研发力度大力推进，同时强化对遮阳、通风和外墙隔热等技术的开发应用，形成综合技术系统，以进一步降低建筑节能工程造价，探索出一条夏热冬冷地区实施建筑节能的经济适用安全的技术路线。 参考文献: [1] 左现广,唐鸣放.国内外建筑能耗调查与统计研究[J].重庆建筑,2003(2):16-18. [2] 浙江大学建筑设计研究院，浙江省建筑设计研究院，浙江省气候中心.J10310—2009居住建筑节能设计标准[S].北京:中国建筑工业出版社，2009. [3] 建设部科技发展促进中心,北京振利高新技术公司.外墙保温应用技术 :中国建筑工业出版社,2005. [M].北京 [4] 中国建筑标准设计研究所.JG 149—2003膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统[S]. 北京:中国标准出版社，2003.