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1、中 国 住 宅 设 施14专题Special Subject 我国建筑保温隔热发展现状我国能源资源相对匮乏，长期能源供应面临严峻挑战，经济发展与能源供需环境矛盾日趋突出。世界范围的能源安全对我国能源供应产生很大影响。同时，全球气候变化使我国面临越来越大的国际压力。在此背景下，中国对外高调承诺到2020年单位GDP碳排放比2005年降40%45%的目标。我国节能减排压力不断增大，难度不断加强，任务十分艰巨。20世纪80年代初期，全国每年建成建筑面积78亿m2，到20世纪90年代初期每年已建成10亿时左右，至今已增加至每年建成1820亿m2。随着经济的持续快速增长和人民生活水平的不断提高，以及城市
2、化进程的快速发展，建筑能耗持续增长已成为必然的趋势。根据发达国家经验，建筑能耗占全社会总能耗的比例将达到35%左右。建筑节能已逐渐成为我国节能关注的重要领域之一。（9月27日，国务院召开全国节能减排工作电视电话会议，全面动员和部署“十二五”节能减排工作。国务院总理温家宝作重要讲话，他强调，要从战略和全局高度认识节能减排的重大意义，全面落实节能减排综合性工作方案，下更大决心、花更大气力，打赢节能减排持久战和攻坚战，建设资源节约型、环境友好型社会。温家宝要求，建筑节能要科学合理改造已有建筑，积极发展绿色建筑、智能建筑，最大限度地节能、节地、节水、节材。）建筑能耗是指消耗在建筑中的采暖、空调、降温、
3、电气、照明、炊事、热水供应等所消耗的能源。降低建筑能耗、实现建筑节能有四种主要途径：一是提高建筑物的保温隔热性能。采暖居住建筑的耗热量由传热耗热量和门窗缝隙空气渗透耗热量构成，传热耗热量占73%77%，空气渗透耗热量占23%27%，通过外墙传递的热量占围护结构热损失的50%以上，提高建筑保温隔热性能是降低建筑能耗的最有效途径，也是实现建筑节能的基础和关键环节。二是提高采暖、空调、照明等用能系统效率。提高建筑物保温隔热性能后，降低了建筑物暖通空调系统的冷热负荷需求，还需进一步挖掘用能系统的节能潜力。在用能负荷不变的情况下，提高能源利用效率，相当于节约了能源。三是利用新能源和可再生能源。煤炭、石油
4、、天然气等常规能源贮存量有限，终会枯竭。同时，矿物燃料的燃烧产生温室气体，还会污染环境。因此，开发利用可再生能源替代常规能源是未来的趋势，可再生能源用于建筑采暖空调系统是可再生能源利用的重要方向。可再生能源包括太阳能、地热能、风能、水能、海洋能、潮汐能等，建筑领域应用较多的是太阳能和地热能。四是加强用能设备系统的运行管理。通过优化运行管理策略，可实现低成本和无成本节能。保温隔热行业发展状况。建筑保温与防火双管齐下一、发展历史随着我国建筑节能标准的提高和发展，建筑保温隔热技术也经历了三个发展阶段：一是起步阶段。上世纪80年代中期，我国第一部建筑节能标准民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）（J
5、GJ26-86）颁布实施，提出在1980年基础上节能30%的目标。为达到标准要求，我国北方地区开始了建筑保温隔热工作，此时的保温系统形式主要采用外墙内保温系统，绝热材料采用保温浆料。二是发展阶段。1996年，随着建筑节能标准的修订，建筑节能目标提升到了50%。对建筑保温隔热性能要求也相应提升，建筑保温隔热系统出现了建筑外保温系统、自保温系统等形式。绝热材料采用保温性能更好的EPS、胶粉聚苯颗粒等替代原来的保温浆料。三是快速发展阶段。经过十几年的发展，我国建筑保温隔热技术逐渐成熟，尤其是外墙外保温系统发展迅速。随着保温隔热相关标准的颁布实施，2006年我国建筑保温隔热技术进入快速发展阶段，此时保
6、温系统形式以外墙外保温系统为主，同时还存在自保温系统和内保温系统。绝热材料采用EPS、XPS、PU、PF、膨胀玻化微珠、岩棉板等。二、技术应用现状历经多年的发展，我国建筑保温隔热行业已发展成为种类繁多、技术构造多样、产品需求量巨大的一个产业。在外保温系统的应用方面，有关方面的信息表明，膨胀聚苯板（EPS板）薄抹灰外墙外保温系统和挤塑聚苯板（XPS板）外墙外保温系统是市场上应用量最多的系统，基本上占据国内外墙外保温市场70%以上的份额。另外，机械固定膨胀聚苯板钢丝网架板外墙外保温系统、膨胀聚苯板现浇混凝土外墙外保温系统和聚氨酯（现浇、喷涂和板材类）外墙外保温系统大约占据20%的市场份额，其他系统
7、总量约占10%。三、标准现状随着建筑保温隔热技术的发展，相关标准也不断完善。目前主要标准包括外保温系统组成材料标准、外保温系统标准以及试验方法标准三类。四、存在的问题我国建筑外墙保温隔热节能仍存在许多制约其发展的问题。一是建筑保温隔热标准体系需要完善；二是设计深度加强施工工艺不规范；三是尚未建立建筑保温隔热施工资质和专业施工队伍；四是行业市场混乱，监管有待加强；五是适应南方应用的保温隔热技术不成熟；六是外墙保温性能与防火性能矛盾待解决。CHINA HOUSING FACILITIES15专题Special Subject 二、建筑保温设计综合处理技术综合上述建筑保温设计综合处理原则，在进行建筑
8、保温设计时，应当充分利用有利因素，如当建筑物具有良好的朝向时，应有效地利用太阳能保温措施。1.对于南向大窗口，冬季白天使大量阳光透入，夜间则用专门的保温窗帘或保温板遮挡窗口。室内地面需用蓄热能力大的材料，如砖或混凝土等做成，在白天吸热并储存热量，夜间不断向室内释放，使室内维持一定温度，其他朝向的各面围护结构则尽量加强保温，减少热量散失。2.对于有阳光间与主体房间相邻情况，阳光间不但有很大的窗口其地面也是蓄热体，阳光通过玻璃照射到蓄热体上储存热量，从而提高室内温度，而主体房间是通过与阳光间相邻的墙或窗获得热量。夜间用保温窗帘将阳光间与主体间隔开。另外，为了有效地防止阳光间夏季过热，在窗上方应有可
9、调节的排气孔和遮阳措施。3.减少冷风影响的措施。应尽可能使建筑物大面积外表面不朝向冬季主导风向。当条件限制而不能避开主导风向，则应在迎风面上尽量少开门窗。同时充分利用周围自然条件挡风。4.房间的热特性应适合其使用性质，如全天使用的房间应有较大的热稳定性，以防室外温度下降或间断供热时，室温波动太大；对于只有白天使用的房间，则应在开始供热后，室温能较快的上升到所需的标准。而对于室外气温昼夜波动，为了让室内热环境能维持所需的标准，在供热方式供热的间歇时间不宜太长，以防夜间温度达不到基本的热舒适标准。三、建筑围护结构的保温设计对于建筑围护结构的保温主要体现在外墙保温设计和屋顶保温设计，而外墙保温是建筑
10、物保温设计中的相当重要的部分，本文将重点对外墙的保温设计进行深入探讨。1.外墙保温设计理论分析目前，对于建筑物的外墙进行保温设计所采用的设计方法主要是最小热阻法，见公式（1）所示。但对建筑物进行在实际保温设计时，如居住建筑、医院、幼儿园、办公楼、学校和门诊部等建筑物的外墙为轻质材料或内侧复合轻质材料时，则外墙的最小传热阻应在公式（1）计算求得最小热阻结果的基础上进行附加，其附加值应按规定的采用。ROmin=（ti-te）ntRi （1）（摘自：宋波我国建筑保温隔热发展现状与展望）建筑保温设计保温是建筑围护系统的重要功能之一，也是建筑构造设计的重要内容之一。对于寒冷地区的各类建筑以及非寒冷地区但
11、有空调要求的建筑均应进行保温设计。通过对建筑进行保温设计可有效地确保建筑物保温质量以及合理使用建设投资；同时还可有效地确保建筑的使用质量和耐久性，而且对于降低采暖、节约能源以及空调设备的投资等具有相当重要的作用。目前对建筑进行保温设计，主要考虑保温的部位有外墙以及屋顶。结合笔者的实践经验，在建筑的使用过程中其两侧存在较大温度差而又有保温要求的部位，都应对其采取保温设计。其建筑保温设计包括建筑方案设计中的保温综合处理以及围护结构保温。本文将结合实践工程经验对这两方面的建筑保温设计进行深入探讨。一、建筑保温设计综合处理原则为了能有效地使建筑物达到较好的保温效果，应充分把握建筑物保温设计原则，使建筑
12、物尽可能地满足这些原则，从而达到事半功倍的保温效果。笔者结合实践，总结了对建筑进行保温设计应掌握的设计原则如下：1.应使建筑物具有良好的朝向以及保证建筑物具有适当的间距。当建筑物具有良好的朝向时，可有效地利用太阳能，达到节能和杀菌效果。对于建筑物的朝向应不让建筑物大面积外表面朝向冬季主导方向，以减少对流换热损失。2.选取有效的建筑体形以及平面形式，通过建筑物的体形系数（S）来把握。体形系数（S）即为一栋建筑物与室外大气接触的外表面积Fo与其所包围的体积Vo之比。建筑物的体形系数对于不同地区以及建筑层数的不同有不同的要求，见表1所示。 3.应提高建筑物围护结构的保温性能，从而使建筑物的围护结构具
13、有良好的热工性能。因此在设计时，建筑物的围护结构的总热阻不低于最小热阻，以能有效地控制内表面温度； 同时应具有一定的热稳定性，避免潮湿、防止壁内产生冷凝。4.除了围护结构的保温性能外，建筑物的窗墙比等对建筑物的耗热都会产生较大的影响。因此，适当地减小建筑物的窗墙比以及加强建筑物的密闭性，可有效地避免出现冷风渗透的不利影响现象。对于避免冷风渗透，目前可采取的有效途径是通过增加建筑物的密闭性，例如可减少建筑物的门窗洞口，减少薄弱环节，如设置门斗、使门洞避开主导风向。表1 建筑物体形系数规定 建筑层数 3层46层层10层 严寒地区0.550.300.260.24 寒冷地区0.550.350.300.
14、26 夏热冬冷地区、 温和地区A区0.550.400.350.30夏热冬冷地区、 温和地区A区不限图1 集接受益式太阳房集热方式中 国 住 宅 设 施16专题Special Subject 式中，ti为冬季室内计算温度，；te为冬季室外计算温度，；n为温差修正系数，可通过查表得到；Ri为内表面换热阻，m2K/W；t为室内空气与外墙内表面之间的允许温差，。2.外墙保温设计考虑因素外墙作为建筑物围护结构的主要组成部分，对其保温能力的要求，取决于房间的使用性质及技术经济条件，笔者提出应该从以下几方面考虑：应该充分保证外墙的内表面不结露，即建筑外墙的内表面温度应该不低于室内空气的露点温度；对于民用建筑
15、来说，不但要确保其外墙内表面不结露，并且还应满足一定的热舒适条件，限制内表面温度，从而避免出现过强的冷辐射效应；建筑物的外墙应具备一定的热稳定性。3.建筑外墙保温设计方案为了达到建筑保温要求，常见的外墙保温设计有如下几种方案：（1）采取单一材料的保温设计方案。这种设计方案是由导热系数很小的材料来做保温层，从而满足外墙保温要求。这种设计方案所采用的保温材料，其保温性能比较高；由于其保温材料不起承重作用，可选择的灵活性比较大。例如加气混凝土砌块墙体或轻型空心砌块墙体，这种保温设计适合非承重结构的填充墙保温要求。（2）承载材料和保温材料相结合的保温设计方案。这种方案特点是构造比较简单，施工也很方便。
16、在保温材料方面应选取导热系数比较小，材料强度又要满足承载要求，同时又要有足够的耐久性。例如，钢筋混凝土墙体或砌体结构墙体，内侧做水泥珍珠岩砂浆保温层，再做2mm厚的纸筋灰罩面装饰层。这种保温设计，可适合外墙承载结构的墙体保温。（3）混合做法的保温设计方案。对于单独采用某一种构造做法仍不能满足保温要求时，或者为了要满足建筑保温要求而造成技术经济上不合理时，可采用混合做法的保温设计方案。例如，既有实体材料的保温层，又有封闭空气间层和承载结构的外墙。这种保温设计方案的保温构造比较复杂，但具有较好的保温性能，尤其重点应用于在热工要求较高的建筑物外墙中。例如，对于钢筋混凝土墙体，在墙体中间设置40mm厚度以上的封闭空气间层，同时铺钉4mm厚的经过涂塑处理的双层铝箔板。这种混合的外墙保温设计方案可适合于较高保温要求的建
