既有建筑墙体节能改造结构设计要求研究

曹永峰

摘要：既有建筑围护结构由于建造年代不同，结构形式多样，性能劣化程度不一，保温隔热性能普遍较差，本文从既有建筑的概念及建筑墙体的作用出发，通过对墙体保温节能设计方案和墙体特点介绍,分析了当前保温节能墙体质量等问题。

关键词：既有建筑 墙体结构 建筑节能

中图分类号： TE08 文献标识码： A 文章编号：

建设资源节约型社会，这是中央跟据我国的社会经济发展状况，在对国内外政治经济和社会发展历史进行深入研究之后做出的战略决策，是为中国今后的社会发展模式提出的科学规划，节约能源是建设资源节约型社会的重要组成部分，而建筑能耗已经逐步取代工业能耗成为能源消耗的主体加上我国以煤为主的能源消费结构建筑耗能会直接或间接的造成大气环境污染，并成为重要的温室气体排放源。

一、既有建筑概述

既有建筑是相对于新建建筑而言的根据存在形态的不同，可以分为三类，第一类是指以文物形式存在的古建筑，这类建筑物承担着民族文化传承的重要使命，需要我们加以保护和继承。第二类是广泛存在的旧城区和旧工业区建筑，这类建筑物是某一历史时期经济生活的主要场所，但是随着社会经济的发展，不再适应城市规划和发展的需要这类建筑物需要根据城市建设的情况加以拆除或改建。第三类是指大量使用期内的一般建筑这类建筑物普遍存在一些使用上的不舒适性或者功能上的不完善性普遍存在安全性，耐久性适应性等问题。

二、建筑墙体的两个作用

1保温

保温是指物体保持内部温度恒定，不向外界散失的一种性质越是轻的材料热存储性越小，例如保温材料与一些轻质墙体材料；越是重的材料热存储性越大，如砖石混凝土等承重墙体材料，由于在房子加热过程中热流总是从热的一边向冷的一边迁移，热存储性的墙体在此迁移过程中存储了一部分热量，然后在停止加热时把这部分热量返还给室内如果墙体的外表有好的保温性能，也就是说，如果建筑物做了外保温，热存储的意义就更大 ，其结果就能提高房间的墙体内表面温度，从而提高人的居住舒适度。

2隔热

隔热是指物体阻止外部高温进入物体内部从而防止物体内部温度升高的一种性质

热稳定性对建筑物的隔热起着决定性的作用夏天，在太阳辐射下，重质的材料因其稳定性好，内表面温度不易受太阳辐射和室外温度波动的影响，故隔热性好如建筑物需同时考虑保温隔热性能的话，最佳的墙体结构设计是以重质的墙体材料附加一层很轻的保温层二对建筑保温产生影响的几个因素。

三外墙节能改造方案设计

从保温隔热效果和有利于结构墙体稳定性两方面来看，外保温技术具有明显的优势，既有建筑外墙节能改造应首选外保温技术 目前，应用比较多的外保温主要有以下三种：

1EPS薄抹灰外墙外保温系统。

2胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统。

3现场喷涂硬泡聚氨酯外墙外保温系统和复合保温板外墙外保温系统等。

这三种外墙外保温系统施工方式由于是传统的湿作业，应用在节能改造工程上，施工周期较长，施工效率较低 就目前国内外发展趋势来看，值得提倡的是工厂化生产的保温层和保护装饰面层形成整体的新型墙体材料，即复合保温板外墙外的保温系统，该技术系统通过粘贴或锚固将复合保温板安装在建筑外墙上，既避免了湿作业又可以丰富墙面的装饰形式，

把大面积保温墙体分解为小块面积保温墙体，解决了外保温墙体表面裂缝问题非常适合于既有建筑外墙的节能改造。

四、外墙外保温墙体的特点

克服了内保温外墙的缺点，有利消除和减弱热桥的影响，使墙体潮湿情况得到改善“热桥”是外墙内保温难以避免的技术难题，外墙外保温技术可以有效防止“热桥”部位结露，从而消除热桥部位的热损失，一般情况下需要在外墙内保温层设置隔汽层以防止冷凝现象，而采用外墙外保温时，无需设置隔汽层，由于墙体的主体结构位于保温层内侧，因此，只要选择合适的保温层材料，就能保证墙体内部不发生冷凝现象。

采用外墙用外保温技术，可以保护主体结构延长建筑物寿命，有利于室温保持稳定，增加房屋使用面积，由于外墙外保温是指保温层在建筑物外围护结构的外侧，可以缓冲因温度变化导致的结构变形而产生的应力作用，从而避免干湿雨雪冻融循环对墙体造成的结构破坏，同时 又可以减少空气中的紫外线和有害气体对围护结构的侵蚀，外保温墙体由于墙体结构层在内侧而墙体结构的蓄热能力较大，因此当室内空气温度下降或上升，室内受到不稳定热作用时墙体结构层能够释放或吸收热量这就有利于帮助室温保持稳定。

五、外墙外保温墙体的组成

外墙外保温墙体一般由以下几个部分组成：

1保温层。采用热阻值高的高效保温材料作为保温层，保温层应具有根据设计计算的厚度，且保温材料要有较低的吸湿率要有较好的粘结性 能同时保温材料遇温度变化时要有较小的收缩率并且在用于控制其尺寸变动的应力不能太大，保温板固定的方法根据外保温墙体的不同而不同。

2保温层的面层。保温层的面层有不同的做法分为薄面层和厚面层，前者为聚合物水泥胶浆抹面，后者为普通水泥砂浆抹面，也可以在龙骨上吊挂薄板覆盖保温层形成面层。

3辅助材料与零配件。在外墙外保温墙体中要使用一些辅助材料与零配件，如螺栓，销钉等，用于接缝处的连接和边角部的处理以及硅膏丁基橡胶等密封膏材料实际选用时可根据各个体系的不同做法具体选择。

六、外墙外保温墙体的质量

外墙外保温墙体的质量要求满足如下几点:

1保温性能

保温性能是外墙外保温质量的一个关键性指标。所以、应该按照需用材料实际的热工性能,在经过热工计算出足够的厚度,从而满足节能设计对当地建筑的标准要求。另外,还应该采用适当的建筑构造措施,以免某些局部发生热桥问题。一般情况下永久性的机构锚固，临时性的固定以至于穿墙管道，或外墙上的附着物的固定，常常会引起局部热桥。在设计和施工中，应尽量做到使此种热桥对外墙的保温性能不会产生明显的影响，也不会导致后面产生影响墙面外观的痕迹。

2稳定性

外墙和基层墙体牢固结合,是外保温层稳定性的基本环节。对于新建墙体而言，墙体表面处理工作一般比较容易做好，可是既有建筑就得对其面层状况进行仔细的检查，若面层有疏松空鼓现象，就必须清理，以保证保温层与墙体紧密结合。

外保温体系应该能够抵抗以下要素综合作用的影响，就是在当地最不利的温度与湿度条件下,可以抵御风力、自重以及碰撞等各种内外力相结合产生的负载条件下，保温层依然不会产生基底分离、腐蚀、脱落等现象。

3防火处理

虽然保温层处在外墙的外侧,防火处理依旧不能忽视。在采用聚苯乙烯泡沫板作外保温材料的时候,一定要采用阻燃型板材；它的表面和窗口等侧面，全部用防火材料严实包好，不能有外露部位；当建筑物超过了一定高度时，就要专门的防火构造处理，比如每隔一层设一防火隔离带；在每个防火隔断处或门窗口、网布及覆面层砂浆应折转至砖石或混凝土墙体处并予以固定，以保护聚苯乙烯泡沫板，避免在着火时蔓延；采用厚型抹灰面层有利于提高保温层的耐火性能。

4耐撞击性能

外墙外保温体系必须能承受住正常的人体、交通往来和搬运物品时产生的碰撞。在发生一般情况下的碰撞时,不至于对外保温体系造成损害。在外墙上安装空调器或用常规方法放置维修装备时，面层不会开裂或者穿孔。

5受主体结构变形的影响

当所附着的主体结构产生正常变形，诸如发生收缩、膨胀等情况时,外保温体系不致产生任何裂缝或变形。

6形耐久性

外墙外保温结构的平均寿命，在正常使用下，应该能达到二十五年以上，所以这就要求；外墙外保温体系的各种组成材料，具有化学与物理的稳定性，其中包括保温材料、粘结剂、固定配件、加强材料、面层材料、隔汽材料、密封膏等等。这些材料所具有的性能或通过防护、处理应做到在结构的寿命期内。在正常使用条件下，由于干燥、潮湿或电化腐蚀，以及由昆虫、真菌或藻类生长，或者由于啮齿动物的破坏等种种侵袭，都不会导致损害；当然在外墙保温体系的寿命期内，应按照需要进行维修。

当前各地都在开展建筑能耗统计平台的建设工作，重在能耗统计而能效研究不足。需要进一步掌握各种类型筑的基础能效及其结构特点，制定出各地的能效基线标，作为既有建筑开展能效诊断和能效标识的依据。科学的方法是指导节能改造工程实现技术创新的动力源泉。因此，加强建筑节能改造科学基础的研究，才能推动建筑节能改造工程实践健康发展,逐步形成有中国特色的既有公共建筑节能改造理论与技术体系。加快建立既有公共建筑综合能效评价的指标体系，以及探索建筑终端用能各级系统的节能优化的科学方法，是当前开展既有公共建筑节能改造的重要基础。

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注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。