北方民居建筑外墙外保温方法研究

 

上个世纪70年代国际石油危机后，能源的节约就引起了世界各国的广泛重视。建筑领域，是能源的耗费大户，约占国民经济总能耗的30%以上，建筑节能技术已成为当今世界建筑技术发展的重点研究方向之一。在发达国家，它的说法已经经历了三个发展阶段：最初就叫“建筑节能”（Energy  efficiency in buildings）；但不久即改为“在建筑中保持能源”（Energy conservation in buildings），意思是减少建筑中能源的散失；近来则普遍称为“提高建筑中的能源利用效率”（Energy saving in buildings），也就是说，并不是消极意义上的节省，而是从积极意义上提高利用效率。目前，发达国家的建筑节能已进入第三阶段，建筑节能已从开始阶段的25—30%，进入现阶段的65—70%。

随着中国改革开放的进程加快，整体经济水平的迅速提升，我国的国民经济总能耗的加大，建筑节能，也已经开始得到了越来越多有识之士的认识、研究和重视。目前，公认的建筑节能的含义是：在建筑中合理使用和有效利用能源，不断提高能源利用率，减少能源消耗，在节约能源的同时，改善建筑物的质量和功能，创造舒适的生活、工作环境，减少大气污染，保护生态环境。我国建筑用能的范围，应该与各发达国家取得一致，即建筑能耗应指建筑使用能耗，其中包括采暖、空调、热水供应、炊事、照明、家用电器等方面的能耗。

我国的建筑节能，始于20世纪80年代初期，至今大概经历了三个阶段：

1.       1980~1986年，是建筑节能技术的研究、理念，与节能标准制定的探索阶段。1986

年3月，中华人民共和国建设部颁发了第一部节能率为30%的《民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）》（JGJ26—86），于1986年8月1日开始试行。

2.       1987~1994年，是第一个建筑节能设计标准的执行阶段。

3.       1994~至今，是有组织地制定建筑节能政策和计划，并组织全面实施阶段。

中华人民共和国建设部制定了《中国节能“九五”计划和2010年规划》，颁发了新的节能率为50%的《民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）》（JGJ26—95），于1996年7月1日开始执行；制定发布了《建筑节能技术政策》和《市政公用事业节能技术政策》。2000年2月，建设部发布部长令，《民用建筑节能管理规定》从2000年10月1日起施行，强制性地全面推进建筑节能。2001年颁布实施节能率为50%的《既有采暖居住建筑节能改造技术规程》（JGJ129—2000）；颁布实施《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》（JGJ134—2001）、《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》（JGJ75—2003）。

进入21世纪，随着中国整体经济水平的迅速发展，中国建筑能耗的总量逐年上升，在能源消费总量中所占的比例已从上世纪70年代末的10%，上升到近年的27.8%。而建筑最大的耗能点是采暖和空调，我国在采暖和空调上的能耗占建筑总能耗的55%。我国城乡既有建筑达430多亿平方米，数量如此之巨的建筑中，最乐观估计，达到节能建筑标准的仅占5%左右；即使是新建筑，也有90%以上仍属于高能耗。与气候条件相近的发达国家相比，我国每平方米建筑采暖能耗尽管约为发达国家的3倍左右，但热舒适程度远不如人。

2005年4月15日，中华人民共和国建设部颁布了《关于新建居住建筑严格执行节能设计标准的通知》；建设部颁布的《公共建筑节能设计标准》也于2005年7月1日起正式实施。根据北京市有关规划，从2006年起，新建住宅及政府投资的公共建筑将全部按照50%的节能率设计建造，到2010年，全市新建住宅和公共建筑设计、建造的节能率将达到65%，20%-30%的既有建筑将完成节能改造。

国外发达国家的建筑节能发展历程：第一个阶段是工业化阶段，大量解决人的住房问题；第二个阶段是关注性能和质量的阶段。实际上现在的发达国家已经进入第三个阶段，关注整个建筑与全人类环境之间的关系问题，也就是节能、生态、环保这个阶段。而中国的建筑节能刚刚跨过第一个阶段，进入第二个阶段。

    我国北方寒冷地区的传统民居建筑围护结构保温节能，是建筑节能环节中比较重要的一项，通过具体案例的对比，就可以看出，仅仅是由于传统民居建筑外墙体的保温材料排列的不同，就会造成外墙体节能保温效果的极大差异。

以北京地区民用住宅的外墙为例，采用规格为的

标准粘土砖砌成的，厚度的外墙体，既作为承重构件，又作为外墙保温构件，同时，在砖混结构建筑中，还有钢筋混凝土圈梁和钢筋混凝土的抗震构造柱，饰面石膏聚苯板内保温材料，这种外墙所用材料的导热系数：砖墙0.81，钢筋混凝土1.74，聚苯板0.045，空气间层热阻。分析结果表明，这种内保温墙体的平均传热系数为，比主体部位的传热系数高出64%。由于热桥部位缺乏保温，因此，这种墙体的总体保温效果较差。

同样以北京地区民用住宅的外墙为例，采用规格为的

标准粘土砖砌成的，厚度的外墙体，同时，在砖混结构建筑中，还有钢筋混凝土圈梁和钢筋混凝土的抗震构造柱，但采用聚合物砂浆玻纤网格布增强聚苯板外保温。这种外墙所用材料的导热系数：砖墙0.81，钢筋混凝土1.74，聚苯板0.045，空气间层热阻。分析结果表明，这种外保温墙体的平均传热系数为，比主体部位的传热系数高出3%。由于热桥部位和主体部位均已保温，因此，这种墙体的总体保温效果较好。

通过对北京传统砖混式民居外墙体的保温效果对比，其结果就清楚地表明：即使是使用导热系数相同的外墙材料，仅仅是由于保温形式的内外不同，其保温节能效果就会有天壤之别。

近年来，随着我国经济整体水平的提升，框架结构越来越多地出现在我国北方的商品民居建筑中，这样的建筑结构，就使建筑物的外墙在一定程度上避免了成为承重墙，而仅仅承担着保温、隔热和装饰的作用。

建筑节能工作主要包括建筑围护结构节能和采暖供热系统节能。提高建筑围护结构保温性能，减少其传热损失和空气渗透损失，其重要性，不可或缺。

外墙，是建筑物的重要组成部分。一方面要满足结构的要求，需要外墙体具有较高的结构强度；另一方面，是满足保温的要求，需要外墙材料具有较低的导热系数。节能建筑的外墙如果采用单一材料，其满足保温要求的厚度一般都会超过满足结构要求的厚度。所以，常用的做法是，把结构层与保温层分开，用强度指标较高的材料作为外墙结构层，用高效保温材料作为外墙保温层，把两者有机地结合起来，形成墙体厚度适宜、既能满足结构要求，又能满足节能要求的复合保温外墙。

复合保温外墙的基本构造是：结构层、保温层、防护层、装饰层。复合保温外墙在做法上一般分为外墙内保温和外墙外保温。

通过多年的理论研究和实践经验得知，外墙外保温是外墙保温技术的发展方向。与外墙内保温比较，外墙外保温有如下优点：（1）外保温可以有效地避免产生热桥，从而提高了外墙的保温隔热效果，提高了住宅的舒适度。采用同样厚度的保温材料时，外保温比内保温减少热损失约1/5。在冬季，外墙内表面不会出现结露、发霉现象；在夏季，外保温层起到的隔热效果，可以减少阳光直射和室外高温对室内的影响，使外墙内表面和室内温度得以降低。（2）外保温可使结构墙体得到有效保护。外墙的外保温材料可使结构墙体内外温度的变化趋于平缓，有效地减少了由于温差应力而造成的墙体开裂和破损，能够在一定程度上提高建筑物的使用寿命。（3）外保温的综合效益较好。从造价上来看，虽然外保温外墙要比内保温外墙造价稍高，但外保温墙体可以适当增加建筑物室内的使用面积，从而在单位使用面积的角度上降低了建筑造价。同时，外保温墙体在房间的装饰装修及使用中，不会发生类似于内保温墙体在内墙面上不能吊挂装饰装修材料或吊挂物品等问题。

    通过计算对比等理论研究及多年的实践经验，可以总结出，我国北方民居建筑外墙外保温的做法，既适用于新建的节能建筑，同时也适用于原有建筑的节能改造。随着我国整体经济水平的长足发展，建筑采暖收费制度的改革不断深化，广大业主对住宅舒适度及节能、环保的要求也在日益提高，这就对新建建筑有了更高的节能要求，对原有建筑也要进行节能方面的有效措施改造。采用外墙外保温的做法，一方面，不会减少业主的室内使用面积，另一方面，即便是在对既有建筑的改造中，也对业主的正常生活无太大影响。所以，外墙外保温的做法，应该是外墙节能的合理选择。